Vorlesung Allgemeine Psychologie 1 - Hören: Schall, Ohr und Kortex

Diese Vokabel-Lernkarten decken die physikalischen Grundlagen des Schalls, die auditive Wahrnehmung (Lautheit, Tonhöhe, Klangfarbe) sowie die Physiologie des Hörsystems und Theorien der Tonhöhenwahrnehmung ab.

Schall

Schwankungen des Luftdrucks, bei denen Luftmoleküle angestoßen werden (Verdichtung/Verdünnung); Ausbreitungsgeschwindigkeit in der Luft beträgt ca. $340\,m/s$.

Schallwelle (Parameter)

Sinusförmige Welle, beschrieben durch die Formel $p(t) = A \times \sin(2\pi ft + \theta)$, wobei $A$ die Amplitude und $f$ die Frequenz darstellt.

dB SPL

Maßeinheit für den Schalldruckpegel basierend auf einem Referenzdruck von $20\,\mu Pa$; berechnet als $dB\,SPL = 20 \times \log_{10}(\frac{p}{p_0})$.

Frequenz

Anzahl der Schwingungszyklen pro Sekunde, gemessen in Hertz ($Hz$).

Lautheit (L)

Die wahrgenommene Intensität eines Schalls, gemessen in der Einheit Sone; sie hängt unter anderem von Frequenz, Dauer und Obertonspektrum ab.

Phon (Isophone)

Maßeinheit, die angibt, bei welchem Schalldruckpegel ein Ton dieselbe Lautheit hat wie ein $1000\,Hz$-Ton.

Hörfläche

Der Frequenzbereich, den Menschen wahrnehmen können, typischerweise zwischen $20$ und $20\,000\,Hz$.

Tonhöhe (Pitch)

Hörempfindung, die sich von „tief“ nach „hoch“ anordnen lässt und primär durch die Grundfrequenz bzw. Periodizität bestimmt wird.

Phänomen des fehlenden Grundtons

Die Beobachtung, dass die Tonhöhe eines komplexen Tons durch die Grundfrequenz bestimmt wird, selbst wenn der Grundton selbst im Klang physikalisch fehlt.

Tonchroma (Tonigkeit)

Die Wahrnehmung einer ähnlichen Klangqualität bei Tönen, deren Grundfrequenzen in einem ganzzahligen Verhältnis stehen (z. B. Oktavabstand).

Klangfarbe (Timbre)

Unterscheidungsmerkmal von Tönen (z. B. Flöte vs. Oboe), das durch das Obertonspektrum sowie Einschwing- und Abklingzeiten bestimmt wird.

Mittelohr

Teil des Ohrs, der die Schallverstärkung durch Gehörknöchelchen zwischen dem Trommelfell und dem ovalen Fenster bewirkt.

Cochlea (Hörschnecke)

Flüssigkeitsgefülltes Organ im Innenohr (ca. $35\,mm$ lang), in dem die Druckausbreitung zur Auslenkung von Haarzellen führt.

Corti'sches Organ

Struktur innerhalb der cochlearen Trennwand, die durch die Bewegung der Basilar- und Tektorialmembran Haarzellen auslenkt und Aktionspotentiale auslöst.

Innere Haarzellen

Ca. $3500$ Zellen in der Cochlea, die für die Umwandlung mechanischer Reize in neuronale Signale im Hörnerv verantwortlich sind.

Äußere Haarzellen

Ca. $12,000$ Zellen in der Cochlea, die der aktiven Verstärkung bestimmter Frequenzen dienen.

Ortstheorie (Békésy, 1960)

Theorie, nach der die Schwingung der Basilarmembran als Wanderwelle erfolgt; hohe Frequenzen führen an der Basis (Orales Fenster) und tiefe Frequenzen am Apex (Spitze) zur maximalen Auslenkung.

Tonotopie

Die räumliche Anordnung der Frequenzverarbeitung (tonotope Karte), bei der Neurone an spezifischen Orten auf spezifische Frequenzen antworten.

Zeittheorie (Phase locking)

Kodierungsmethode, bei der die Haarzellen synchron zu den Druckschwankungen feuern und so die Periode des Schallmusters abbilden.

Stochastische Resonanz

Hypothese (Söderlund et al., 2007), nach der Hintergrundrauschen die kognitive Leistung bei ADHS durch Anhebung der Reizintensität verbessern kann.