Spitz oder hängend: Form der Ohren bestimmt, was wir hören

In einer Runde von Freunden oder auf einer Party gelingt es uns auch mit geschlossenen Augen mehrere Sprecher voneinander zu unterscheiden. Wir wissen aus welcher Richtung ein Ton kommt und können gezielt unsere Aufmerksamkeit dorthin lenken. Wie gut das aber gelingt, hängt von der Form unserer Ohren ab, wie eine aktuelle Untersuchung der Universitäten Leipzig und Montreal zeigt.

Manche Ohren sind klein, manche groß, manche eher hängend, andere wiederum spitz nach oben ragend. So unterschiedlich sie auch aussehen mögen, so sehr scheint ihre Form darüber zu entscheiden, was wir hören. Je nachdem wie die Form der Hörorgane und ihrer Wulste ist, werden die aus allen Richtungen eintreffenden Schallwellen in unser Innenohr reflektiert. Aus diesen individuellen Reflektionsmustern ermittelt unser Gehirn dann, ob ein Ton von oben oder unten auf uns eintrifft.

"Töne aus verschiedenen Richtungen treffen unterschiedlich auf die äußeren Bereiche unserer Ohren. Die Ohrmuschel reflektiert durch ihre unregelmäßige Form den Schall in den Gehörgang. Dadurch entsteht ein kurzes Echo, das die Klangfarbe ändert", erklärt Marc Schönwiesner, Professor am Institut für Biologie der Universität Leipzig. "Unser Gehirn kann diese kleinen Unterscheide lernen und mit verschiedenen Richtungen assoziieren." Die Klangfarbe ist dabei die Eigenschaft eines Tons, die sich aus der Lautstärke der einzelnen im Ton enthaltenen Frequenzen bestimmt. Sie ist der Grund, warum ein und dieselbe Note, etwa ein hohes C, von einer Geige anders klingt als von einer Blockflöte.

Veränderte Ohrform

Untersucht haben die Wissenschaftler die Rolle der äußeren Ohrform für unser räumliches Hören, indem sie diese bei 15 Personen veränderten. Dazu bekamen die Teilnehmer ein kleines, von außen nicht erkennbares Silikonstück eingesetzt. Zuvor und anschließend spielten sie den Teilnehmern in einem Schall-Labor Töne vor, von denen sie entscheiden sollten, ob sie von oben oder unten kamen. Obwohl diese dabei jeweils den gleichen Tönen lauschten, zeigten sich in den Hörtests deutliche Unterschiede: Vor der Veränderung ihrer Ohrform konnten sie die Töne recht präzise verorten, mit den eingesetzten Silikonstücken gelang ihnen das kaum. "Als wir ihnen etwa einen Ton oberhalb ihres Kopfes vorspielten, glaubten sie dann plötzlich, dass er von unten kam", erklärt der Neurowissenschaftler. Nachdem jedoch einige Tage vergangen waren und sie die Hörtests wiederholten, konnten die Probanden wieder an ihre früheren Hör-Erfolge anknüpfen.

 

Um zu beobachten, was während dieser drei Stationen im Gehirn vor sich ging, spielten die Forscher den Probanden die aus allen Richtungen eintreffenden Töne auch vor, als diese im Magnetresonanztomographen lagen. Dabei konzentrierten die Neurowissenschaftler sich auf die Aktivitäten im Hörcortex, also in dem Bereich der Großhirnrinde, der auf das Hören spezialisiert ist und erkannten: Die Neurone sind umso weniger aktiv, je höher die Quelle eines Tones über unserem Kopf liegt. Anhand der Signale des Gehirns konnten die Wissenschaftler sogar direkt auf die Lage der Töne im Raum schließen. Mit frisch eingesetzten Silikonstücken im Ohr zeigte sich ihnen jedoch ein anderes Muster: Die Neurone feuerten deutlich unorganisierter auf die eintreffenden akustischen Reize, ein Rückschluss auf die Lage der Töne im Raum war nicht möglich. Das änderte sich allerdings, nachdem sich die Freiwilligen mit ihren neuen Ohren durch den Alltag bewegt hatten. Die Hirnaktivitäten hatten sich wieder sortiert und entsprachen denen der unveränderten Ohrformen.

Für Hörgeräte wichtig

"Wir können mit unseren eigenen individuell gestalteten Ohren hören, weil unser Gehirn ihre Form kennt. Wenn sich diese jedoch ändert, braucht es einige Zeit, um sich anzupassen. Das ist beispielsweise auch der Fall, wenn wir wachsen", erklärt Schönwiesner.

Die Erkenntnisse des deutsch-kanadischen Forscherteams geben nicht nur Aufschluss darüber, wie unser Gehirn lernt, sich an neue Bedingungen flexibel anzupassen. Sie können auch helfen, Hörgeräte zu verbessern. "In Deutschland sind aktuell etwa 17 Prozent der Bevölkerung von Hörverlust betroffen. Mit steigender Tendenz, denn unsere Umwelt wird immer lauter, gleichzeitig werden die Menschen immer älter", erklärt der Leipziger Biologe. "Aktuell sind nach Schätzungen von Hörgeräteherstellern und Ärzten bis zu 25 Prozent der Hörgeräte nicht im Einsatz, weil Patienten häufig unterschätzen, dass das Gehirn Zeit zur Gewöhnung braucht und erwarten stattdessen eine sofortige Verbesserung. Wenn wir den Gewöhnungsprozess besser verstehen, können wir ihn vielleicht beschleunigen, sodass Patienten zielgerichtet beraten werden könnten."