Ohren: Hören und Gleichgewicht

Drei winzige Knöchelchen im Mittelohr leiten den Schall an das Innenohr weiter. Das menschliche Gehör erfasst Töne von etwa 20 bis 20 000 Schwingungen pro Sekunde.

Von der Luft in die Flüssigkeit

Wenn jemand spricht, wird die Luft vor dem Mund viele Male pro Sekunde zusammengedrückt und auseinandergezogen. Diese Druckwellen wandern zu deinem Kopf, und dein Ohr muss sie in elektrische Signale umwandeln, die ein Nerv weiterleiten kann. Das National Institute on Deafness and Other Communication Disorders (NIDCD) beschreibt den Vorgang als Kette von Schritten, und jeder Teil des Ohrs übernimmt einen davon.

Schallwellen gelangen ins Außenohr und wandern durch den Gehörgang zum Trommelfell, auch Membrana tympani genannt. Das Trommelfell schwingt und gibt die Schwingungen an drei winzige Knöchelchen im Mittelohr weiter: Hammer, Amboss und Steigbügel. Ihre lateinischen Namen Malleus, Incus und Stapes bedeuten ungefähr Hammer, Amboss und Steigbügel. Die Knöchelchen verstärken die Schwingungen und übertragen sie durch eine mit einer Membran verschlossene Öffnung, das ovale Fenster, auf die Hörschnecke im Innenohr. Außerdem ist das Mittelohr über die Ohrtrompete mit dem Rachen verbunden. Sie hilft, den Luftdruck auf beiden Seiten des Trommelfells auszugleichen.

In der Hörschnecke

Die Hörschnecke ist eine schneckenförmige, mit Flüssigkeit gefüllte Röhre. Eine elastische Trennwand, die Basilarmembran, verläuft über ihre ganze Länge und teilt sie in einen oberen und einen unteren Teil. Drückt der Steigbügel auf das ovale Fenster, gerät die Flüssigkeit in Bewegung, und entlang der Basilarmembran bildet sich eine Wanderwelle. Auf ihr sitzen die Sinneshaarzellen. Jede trägt ein Bündel winziger Fortsätze, die Stereozilien, die von der längsten bis zur kürzesten geordnet sind. Wenn die Welle die Haarzellen bewegt, stoßen die Stereozilien gegen eine darüberliegende Membran und biegen sich. Durch das Biegen öffnen sich Kanäle an ihren Spitzen, Ionen strömen hinein, und ein elektrisches Signal entsteht. Der Hörnerv leitet das Signal zum Gehirn.

Wie unterscheidet das Ohr einen hohen von einem tiefen Ton? Die Basilarmembran ist nicht überall gleich. Hochfrequente Wellen bewegen den Teil nahe der Basis der Hörschnecke, dicht am ovalen Fenster, tieffrequente Wellen dagegen den Teil nahe der Spitze. Die Lage einer Haarzelle verrät dem Gehirn also die Tonhöhe. OpenStax vergleicht das mit einem Prisma, das Licht in seine Farben auffächert. Der Bereich reicht von etwa 20 Hz an der Spitze bis etwa 20 000 Hz an der Basis. Ein Hertz ist eine Schwingung pro Sekunde.

Die Gleichgewichtsorgane

Neben der Hörschnecke liegt im selben knöchernen Labyrinth das Gleichgewichtsorgan. Es nutzt dieselbe Art von Haarzellen, nimmt damit aber den Kopf statt Schall wahr. Utriculus und Sacculus erfassen die Kopfhaltung und geradlinige Bewegungen. Ihre Haarzellen ragen in ein Gel, auf dem kleine Kristalle aus Calciumcarbonat liegen, die Otolithen. Wenn du den Kopf neigst oder im Auto beschleunigst, bleibt die schwere Schicht zurück und biegt die Stereozilien.

Die drei Bogengänge erfassen Drehungen. Sie sind mit Flüssigkeit gefüllte Schleifen, die ungefähr im rechten Winkel zueinander stehen, sodass sie zusammen jede Richtung abdecken, in die sich der Kopf drehen kann. In jedem Bogengang sitzt ein gallertartiges Segel, die Cupula, auf einer Gruppe von Haarzellen. Drehst du den Kopf, bleibt die Flüssigkeit zurück, die Cupula biegt sich, und die Haarzellen melden, in welche Richtung du dich gedreht hast. Das NIDCD weist darauf hin, dass das Gleichgewicht auch von den Augen und von Muskel- und Tastsensoren in den Beinen abhängt. Das Gehirn führt all diese Informationen zusammen.

Dies ist Lernmaterial darüber, wie der Körper aufgebaut ist und funktioniert. Es ist keine medizinische Beratung und dient nicht dazu, Krankheiten zu diagnostizieren oder zu behandeln.