Zoophysiologie & Verhalten

Anpassungen des Gehörs an eine Umwelt mit Störgeräuschen


Dr. rer. nat.
Ulrike Langemann,
Wissenschaftliche Mitarbeiterin

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Die Wahrnehmung und Verarbeitung von Schallsignalen durch das Hörsystem erfolgt in einer Umwelt mit Störgeräuschen. Die "Störungen" können dabei sowohl abiotische Ursache haben, z.B. durch Wind oder Wassergeräusche entstehen, als auch aus biotischen Quellen stammen, z.B. Tierlaute sein. Störgeräusche interferieren mit akustisch relevanten Signalen, wie z.B. Kommunikationssignalen, und vermindern deren Auswertbarkeit. In Verhaltensexperimenten an dressierten Staren (Abb. 1) untersuchen wir Mechanismen zur Signalverarbeitung in Störgeräuschen.

Star mit Belohnung
 

Hintergrundgeräusche in der natürlichen Umwelt (Abb. 2) weisen in der Regel zeitliche Fluktuationen der Hüllkurve auf. Solche Fluktuationen in der Amplitude entstehen entweder durch Modulation des Schalls an der Schallquelle oder sie können dem Signal bei der Übertragung (zum Beispiel durch Luftturbulenzen) aufgeprägt werden. Akustische Komponenten, die aus ein und derselben Schallquelle stammen oder die den selben Übertragungsweg nehmen, tragen ein sehr ähnliches Modulationsmuster: Die Hüllkurve solcher Schalle ist in verschiedenen Frequenzbereichen kohärent moduliert. 

(A) Aufnahme des Morgenchors mitteleuropäischer Vogelarten in einem Eichenmischwald;

(B) Durch digitales Mischen der Gesänge von vier Vogelarten synthetisierter Morgenchor;

(C) Im Laborexperiment kann kohärent amplitudenmoduliertes Rauschen die natürliche Situation näherungsweise simulieren.
 

Das Gehör hat Mechanismen entwickelt, um solche Modulationsmuster von Hintergrundgeräuschen bei der Signalentdeckung auszunutzen. Im Vergleich zu unmoduliertem Hintergrundrauschen kann das Gehör die Signalentdeckung um bis zu etwa 20 dB (=Faktor 10) verbessern. Diese aufgrund des Modulationsmusters zustande kommende Verbesserung der Signalentdeckung wird als "Comodulation Masking Release" bezeichnet.

Comodulation Masking Release wird in unserer Arbeitsgruppe und im Rahmen der Forschergruppe "Hörobjekte" außer am Staren auch an der Mongolischen Wüstenrennmaus untersucht. Eine Untersuchung an hörgeschädigten Menschen mit Cochlea-Implantaten soll außerdem langfristig eine Verbesserung der für die Signalverarbeitung eingesetzten Sprachprozessoren ermöglichen.

 

 

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