Medizinische Physik

"Spectral loudness summation takes place in the primary auditory cortex"

Markus Röhl, Birger Kollmeier, Stefan Uppenkamp (2011)

Human Brain Mapping, in press, unterstützt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft, UP 10/2-2

Die Lautheit überschwelliger Signale wird wesentlich durch die physikalische Schallintensität bestimmt. Allerdings spielen auch andere Parameter wie Bandbreite, zeitliche Länge und Modulation der dargebotenen Signale eine Rolle für die empfundene Lautstärke. In dieser Studie wurde der Effekt der spektralen Lautheitssummation auf der Ebene des Hirnstamms und des auditorischen Kortex mit funktioneller MR-Tomographie untersucht.

Als Stimuli wurde gefiltertes Rosa Rauschen mit einer Mittenfrequenz von 4 kHz und bei verschiedenen Bandbreiten verwendet. Alle Probanden haben zunächst eine kategoriale Lautheitsskalierung durchgeführt. Wie erwartet zeigte sich für alle Probanden ein Anstieg der empfundenen Lautheit bei Bandbreiten größer als 1.5 kHz, der die spektrale Lautheitssummation widerspiegelt. Zusätzlich ergab sich auch für sehr kleine Bandbreiten ein Anstieg der Lautheitsurteile, der auf den Einfluss der dann vorhandenen intrinsischen Amplitudenmodulationen bei schmalbandigen Signalen zurückgeführt werden kann. Während der fMRT-Aktivierungsstudie wurden die Signale bei einem festen Pegel (70 dB SPL) präsentiert. Die Stärke des BOLD-Signals wurde als Funktion der Bandbreite und der individuellen Lautheitsurteile für den auditorischen Kortex und für den oberen Hirnstamm analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Integration der Intensität zu einer frequenzgruppenübergreifenden Lautheit auf Ebene des Colliculus inferior noch nicht nachweisbar ist, sondern erst auf Ebene des auditorischen Kortex.

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