Sprache und Gehirn: Der auditorische Kortex und seine Bedeutung in der Verarbeitung von Sprache

Textprobe: Kapitel 2.3, Der Hörprozess: Nachdem der Schall die Ohrmuschel und den Gehörgang passiert hat, wird er über das Trommelfell und die Gehörknöchelchen weitergeleitet an die mit Lymphflüssigkeit gefüllten Gebiete. Im letzten Schritt wird das mechanische Signal in elektrische Impulse umgewandelt und über den VIII. Hirnnerv zum primären auditorischen Kortex im Gehirn weitergeleitet. Diese Prozesskette läuft in drei verschiedenen Arealen ab: Außenohr, Mittelohr und Innenohr. 2.3.1, Das Außenohr: Das Außenohr besteht aus der Ohrmuschel, dem äußeren Gehörgang und dem Trommelfell. Die Ohrmuschel hat die Funktion eines Trichters. Sie fängt den Schall auf und leitet ihn über den 4 bis 5 Zentimeter langen äußeren Gehörgang an das Trommelfell weiter. Das Trommelfell besteht aus einer etwa 0.1 mm dicken Membran sie verschließt den äußeren Gehörgang gegen die Paukenhöhle und bildet die Grenze zum Mittelohr. 2.3.2, Das Mittelohr: Das Mittelohr besteht aus der sogenannten Paukenhöhle, die der Weiterleitung und Verstärkung des Schalls dient. Die luftgefüllte Paukenhöhle beinhaltet die Gehörknöchelchen, die sind ein Verbund aus drei gelenkig miteinander verbundenen Teilen, dem Hammer, dem Amboss und dem Steigbügel. Der Hammer, welcher direkt am Trommelfell angewachsen ist, nimmt die Trommelfellschwingung auf und leitet diese, mit Hilfe von Amboss und Steigbügel über eine kleine Öffnung, dem ovalen Fenster, an eine lymphähnliche Flüssigkeit im Innenohr weiter, die sogenannte Perilymphe. Die Weiterleitung des Schalls an die Perilymphe kann über die Luft oder über die Knochen erfolgen. Da die Perilymphe des Innenohrs einen höheren Widerstand (Impendanz) als die Luft besitzt, muss eine Impendanzanpassung erreicht werden. Diese erfolgt über 10 Grundlagen des Hörens eine Schalldruckverstäkung, welche durch das Zusammenspiel aus Trommelfell und den Gehörknöchelchen erreicht wird. Zwei Werte sind für die Berechnung der Schalldruckverstärkung maßgeblich: Das Größenverhältnis zwischen Trommelfell und ovalem Fenster (17:1) sowie die Hebelwirkung der Gehörknöchelchen (Faktor 1,3). Das Produkt aus dem Größenverhätnis und dem Faktor der Hebelwirkung ergibt einen Verstäkungsfaktor von 22,1 was eine Steigerung des Trommelfelldrucks um das zweiundzwanzigfache bedeutet. Anders als die Luftleitung bedient sich die Knochenleitung der Schwingungen des Schädelknochens. Diese Art der Weiterleitung ist sehr verlustbehaftet, da viel Schallenergie bei der Anregung des Schädelknochens verloren geht. Aufgrund dieser Tatsache sind die Töne bei der Knochenleitung signifikant leiser als bei der Luftleitung. Deshalb spielt die Knochenleitung bei der Sprachwahrnehmung auch nur eine untergeordnete Rolle. 2.3.3, Das Innenohr: 2.3.3.1, Aufbau des Innenohrs: Nachdem der Schall im Außenohr aufgefangen und im Mittelohr verstärkt wurde, erreicht er das Innenohr. Das Innenohr beinhaltet mit dem Vestibularapparat für den Gleichgewichtssinn und der Kochlea gleich zwei für den Menschen wichtige Sinnesorgane. Die Kochlea, eine schneckenförmige Struktur, enthält drei Kanäle, die Vorhoftreppe (Scala vestibuli), die Paukentreppe (Scala tympani) und den Schneckengang (Scala media). Die Kanäle, allesamt mit lymphähnlicher Flüssigkeit gefüllt, werden durch Membranen begrenzt. Die Reissner-Membran trennt den Schneckengang von der Vorhoftreppe. Die Basilarmbran, in der das für die Signalverarbeitung wichtige Corti-Organ (vgl. Abbildung 2.3) liegt, begrenzt den Schneckengang bis hin zum spitzen Ende der Kochlea, dem Helikotrema, an dem der Schneckengang in die Pauketreppe übergeht. Die lymphähnlichen Flüssigkeiten in den Kanälen unterscheiden sich. Die den Schneckengang umgebenende Vorhof- und Paukentreppe sind mit Perilymphe gefüllt. Diese Flüssigkeit ist Na+-reich und K+-arm. Der Schneckengang selbst ist hingegen mit der K+-reichen Endolymphe gefüllt welche von den Zellen an der Wand des Schneckengangkanals gebildet wird. Zusätzlich zu den mit Flüssigkeit gefüllten Kanülen, gehüren die Sinneszellen, im Weiteren Haarzellen genannt, zu den auditorisch relevanten Strukturen des Innenohres. Diese Zellen, die in innere und äußere Haarzellen unterschieden werden, gehören zu den sekundären Rezeptorzellen, da sie einen Reiz aufnehmen, jedoch, augrund des Fehlens von Dendriten, diesen nicht auf direktem Wege abgeben können. Der Reiz wird viel mehr über eine nachgeschaltete Nervenzelle weitergeleitet, deren Dendriten mit der Synapse der Rezeptorzelle verbunden sind. Zusätzlich zu den mit Flüssigkeit gefüllten Kanülen, gehören die Sinneszellen, im Weiteren Haarzellen genannt, zu den auditorisch relevanten Strukturen des Innenohres. Diese Zellen, die in innere und äußere Haarzellen unterschieden werden, gehören zu den sekundären Rezeptorzellen, da sie einen Reiz aufnehmen, jedoch, aufgrund des Fehlens von Dendriten, diesen nicht auf direktem Wege abgeben künnen. Der Reiz wird vielmehr über eine nachgeschaltete Nervenzelle weitergeleitet, deren Dendriten mit der Synapse der Rezeptorzelle verbunden sind. Die Haarzellen sind reihenweise angeordnet und zwar in den äußeren Zellen dreireihig und in den inneren einreihig. Überdeckt werden die Haarzellen mit einer Membran, der Tektorialmembran. Diese hat eine direkte Verbindung zu den Zilien, den Zellfortsätzen der inneren Haarzellen. Die Zilien unterscheiden sich in ihrer Größe, wonach kürzere Zilien über Proteinfäden (Tip Links) an längere Fortsätze angebunden sind, was sich bei einer Auslenkung der Zillien in einer Verstärkung oder Abschwächung der Zugwirkung auf die Proteinfäden auswirkt.