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Die Anatomie des Ohres

Das Wichtigste in Kürze...

Das Ohr besteht aus drei Hauptbereichen: dem Aussenohr, dem Mittelohr und dem Innenohr.
Die Anatomie des Ohres

Cochlea, oder Schnecke, heisst der eigentliche Hörapparat. Die Cochlea befindet sich gut geschützt im Innenohr und enthält das Cortische Organ mit seinen rund 20'000 Haarzellen.
Querschnitt durch die Cochlea

Bei der Umwandlung der Schallwellen in Nervenimpulse hatte die Natur ein "technisches" Problem zu lösen: Es mussten kontinuierliche Wellen in einzelne Impulse umgewandelt werden.
Die Umwandlung der Schallwellen im Cortischen Organ

Überschreitet die Schallenergie einen gewissen Wert, so kommt es zur Kontraktion der Mittelohrmuskeln, wodurch das Trommelfell stärker gespannt wird (sog. Stapedien-Reflex). Bei einem Knall reicht die Zeit allerdings nicht, die Muskeln zusammenzuziehen und das Gehör bleibt ungeschützt!
Wie sich das Ohr selbst vor zu lauten Schallereignissen schützt

Bis sich aus einer Schallwelle die Information als Wort entnehmen lässt, werden verschiedene Stationen im Gehör und schliesslich im Gehirn durchlaufen.
Vom Schall zum Wort

Die Anatomie des Ohres

Aussenohr
Mittelohr
Innenohr
A
B
C
D
H
L
E
F
G
I
J
K
M
Entdecke das Ohr!
Fahre mit der Maus über Buchstaben oder Begriffe, um weitere Informationen anzuzeigen.
A
Ohrmuschel
Die Ohrmuschel ist ein durch Knorpel gestützter, oft beweglicher Schallauffang-Apparat.
B
Gehörgang
Der Gehörgang ist S-förmig und 2.5 bis 3.5 cm lang. In ihm produzieren verschiedene Drüsen den Ohrenschmalz, der zum Schutz des Gehörgangs dient.
C
Trommelfell
Das Trommelfell ist eine locker gespannte Membran - etwa 0.5 cm2 gross - die durch auftreffende Schallwellen in Schwingung versetzt wird.
D
Paukenhöhle
Die Paukenhöhle ist ein von Kochen umgebener Hohlraum des Mittelohrs, der die Gehörknöchelchen (E,F,G) enthält und über die Ohrtrompete (L) in Verbindung mit dem Rachenraum steht.
E
Hammer
Der Hammer ist das erste Gehörknöchelchen, das auf dem Trommelfell aufsetzt. Zusammen wirken die fast reibungslos schwingenden Gehörknöchelchen als Hebelmechanismus, der die auf das Trommelfell auftreffenden Schallwellen etwa 1.3-fach verstärkt. Zudem gilt es, den Schall vom Übertragungsmedium Luft auf die flüssigkeitsgefüllte Gehörschnecke möglichst verlustfrei zu übertragen.
F
Amboss
Der Amboss ist das nach seiner Form benannte, zweite Gehörknöchelchen, das die Verbindung zwischen Hammer (E) und Steigbügel (G) darstellt.
G
Steigbügel
Der Steigbügel ist das nach seiner Form benannte, dritte Gehörknöchelchen, das am ovalen Fenster zum Innenohr ansetzt und so die Schallwellen dorthin überträgt. Als kleinstes der drei Gehörknöchelchen hat es etwa die Grösse eines halben Reiskorns!
Das ovale Fenster ist eine Membran zwischen dem Mittelohr und dem Innenohr, die nur etwa 1/20 so gross ist wie das Trommelfell. Der auf dem ovalen Fenster aufsetzende Steigbügel überträgt seine Schwingungen und bewirkt somit wie bei einer hydraulischen Presse eine zustätzliche Verstärkung der Schallwelle um etwa den Faktor 20.
H
Gehörschnecke
Im Innenohr sitzt gut geschützt die Gehörschnecke (Cochlea), das eigentliche Hörorgan. Sie hat die Grösse einer Erbse und besteht aus einem knöchernen und einem häutigen Teil. Der knöcherne Teil enthält die Fasern des Hörnervs. Bei der Schkeche handelt es sich um eine spiralförmig gewundene Röhre von ca. 32 mm Länge und zweieinhalb Windungen Steigung (daher der Name). Die Röhre wird ruch zwei Membranen in drei «Schläuche» unterteilt, die mit zwei unterschiedlichen Flüssigkeiten gefüllt sind. Zwischen den beiden Flüssigkeiten besteht eine elektrische Spannung, welche die Wirkung einer Stromquelle entfaltet - einer bioelektrischen Batterie gleichsam, welche die für die Reizaufnahme und -weiterleitung erforderliche elektrische Energie liefert. Die Fussplatte des Steigbügels ist mit der Gehörschnecke verbunden.
I
Gleichgewichtsapparat
Zum Innenohr gehört auch der Gleichgewichtsapparat, der aus zwei kleinen Bläschen - dem Sacculus und dem Utriculus - sowie drei Bogengängen besteht. Sacculus und Utriculus enthalten winzige Kalksteinchen, deren Position sich bedingt durch die Schwerkraft der Erde analog zur Lage des Kopfes verändern. Die Bogengänge wiederum reagieren auf Flüssigkeitsbewegungen, die durch die Drehbewegungen des Kopfes ausgelöst werden.
J
Gesichtsnerv
Der Gesichtsnerv leitet die Wahrnehmungsempfindungen im Gesicht ans Gehirn.
K
Hörnerv
Der Hörnerv überträgt die Gehör-, Gleichgewichts- und Drehempfindungen zum Gehirn. Die von den Haarzellen abgegebenen bioelektrischen Impluse werden vom Hörnerv aufgenommen - einer komplexen, aus rund 30'000 Fasern bestehenden Nervenbahn, die das Innenohr mit dem Hörzentrum im Gehirn verbindet.
L
Ohrtrompete
Die Ohrtrompete (Eustachische Röhre) ist eine etwa 3.6 cm lange Verbindung vom Mittelohr zum Rachenraum, die sich normalerweise beim Schlucken öffnet und so einen Druckausgleich ermöglicht.
M
Innere Kopfschlagader
Die innere Kopfschlagader versorgt Ohr und Gehirn mit frischem Blut.
Aussenohr
Das äussere Ohr besteht aus Ohrmuschel und Gehörgang. Die Ohrmuscheln wirken als gerichteter Schalltrichter. Leute ohne Ohrmuscheln können fast so gut hören wie Leute mit, haben aber Mühe, die Herkunftsrichtung des Schalls zu ermitteln. Den Gehörgang schliesst das Trommelfell ab, das wie die Membran eines Mikrophons auf die Druckschwankungen reagiert.
Mittelohr
Im Mittelohr werden die Bewegungen des Trommelfells von drei Knöchelchen (Hammer, Amboss, Steigbügel) optimal verstärkt, zum Teil begrenzt und ans Innenohr weitergeleitet.
Innenohr
Im Innenohr sitzt gut geschützt die Gehörschnnecke (Cochlea) - das eigentliche Hörorgang. Zum Innenohr gehört auch der Gleichgewichtsapparat.
 Quelle: "Grundlagen Lärm und Lärmschwerhörigkeit", Th. Steffen, Uni-HNO-Klinik Regensburg

Schematische Darstellung der Bestandteile des Ohres. Fahre mit der Maus über den entsprechenden Buchstaben, um detaillierte Informationen zu erhalten.

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Querschnitt durch die Cochlea

A
B
C
D
E
F
G
Entdecke die Cochlea!
Fahre mit der Maus über die Buchstaben, um weitere Informationen anzuzeigen.
A
Vorhoftreppe
Die Vorhoftreppe ist der obere Raum der Gehörschnecke und mit Perilymphe - einer mit der Gehirn-Rückemark-Flüssigkeit vergleichbaren Flüssigkeit - gefüt. Über den Vorhof grenzt sie an das ovale Fenste zum Mittelohr, durch das die eigentliche Schallübertragung stattfindet.
B
Hörnerv
Die von den Haarzellen abgegebenen bioelektrischen Impulse werden vom Hörnerv aufgenommen - einer komplexen, aus rund 30'000 Fasern bestehenden Nervenbahn, die das Innenohr mit dem Hörzentrum im Gehirn verbindet.
C
Paukentreppe
Der untere Raum der Schnecke im Innenohr heisst Paukentreppe. Er ist wie die Vorhoftreppe (A) mit Perilymphe gefüllt und grenzt über die Paukenhöhle an das runde Fenster zum Mittelohr.
D
Schneckengang
Der Schneckengang ist der innere Teil der Gehörschnecke. Er ist durch zwei Häute gegen die Treppen abgegrenzt. In der unteren Haut endet der Hörnerv und dort findet auch die eigentliche Schallumwandlung in Nervenimpulse statt. Der Schneckengang ist mit Endolymphe, einer viskosen Flüssigkeit gefüllt.
E
Deckmembran
Die Deckmembran ist ein mitschwingendes Häutchen des Cortischen Organs, die wahrscheinlich mit den Haarzellen verwachsen ist und diese so erregen kann.
F
Cortisches Organ
Auf der in der Mitte verlaufenden Basilarmembran (G) befindet sich das Cortische Organ mit seinen rund 20'000 Haarzellen. Diese sind in einer inneren und drei äusseren Reihen angeordnet und in 24 Gruppen unterteilt. Jede dieser Haarzellen-Gruppen spricht auf die Töne eines bestimmten Frequenzbandes an. Töne hoher Frequenzen werden dabei im vorderen, tiefe Töne im hinteren Teil der Cochlea wahrgenommen.
G
Basilarmembran
Die Haut, welche die Paukentreppe und den Schneckengang voneinander abgrenzt und auf der das Cortische Organ sitzt, wird Basilarmembran genannt.
 Quelle: "Grundlagen Lärm und Lärmschwerhörigkeit", Th. Steffen, Uni-HNO-Klinik Regensburg

Details zur Hörschnecke. Die Hörschnecke wird in der Fachsprache "Cochlea" genannt.

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Die Umwandlung der Schallwellen im Cortischen Organ

Bei der Umsetzung von Schallwellen in Nervenimpulse hatte die Natur ein kleines "technisches" Problem zu lösen:

  • Schall ist im alltäglichen Leben etwas kontinuierliches. Lautstärke und Tonhöhe können sich stufenlos ändern.
  • Nervenimpulse funktionieren ähnlich wie Computer: Entweder es gibt  einen Impuls, oder es gibt keinen.

Es müssen also kontinuierliche Wellen in einzelne Impulse umgewandelt werden. Die Lösung:

  • Die eintreffenden Schallwellen werden nach Tonhöhe aufgegliedert, jede Haarzelle ist für eine bestimmte Tonhöhe zuständig.
  • Wenn es lauter wird, sendet die betreffende Haarzelle einfach mehr Impulse pro Sekunde mit einer Geschwindigkeit von ca. 1 m/s bis 100 m/s ans Gehirn.
  • Im Gehirn werden die einzelnen Impulse der 16'000 bis 20'000 Haarzellen des Cortischen Organs wieder zu einer kontinuierlichen Hörwahrnehmung zusammengesetzt.
 Quelle: "Mikroskopische Anatomie der Organe", H. J. Wagner, Anatomisches Institut, Uni Tübingen

Schematische Darstellung und elektronenmikroskopische Aufnahmen des Cortischen Organs resp. der inneren und äusseren Haarzellen. Die Haarzellen sind äusserst sensible und verletzliche Strukturen, die durch Überstrapazierung schwer geschädigt werden können. Die meisten Fälle von Schwerhörigkeit sind auf eine Schädigung der Haarzellen durch zu laute und zu lange Lärm-Einwirkung auf das Ohr zurückzuführen.

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Wie sich das Ohr selbst vor zu lauten Schallereignissen schützt

Überschreitet die aus der Umwelt übertragene Schallenergie einen gewissen Wert, so kommt es zur Kontraktion der Mittelohrmuskeln, wodurch das Trommelfell stärker gespannt wird (sog. Stapedien-Reflex). In Folge wird die Reflexion der Schallwellen am Trommelfell erhöht und die Steigbügelauslenkung eingeschränkt. Durch die verminderte Steigbügelauslenkung und den vermehrt reflektierten Anteil der eintreffenden Schallwellen sind die im Innenohr liegenden Sinneszellen vor einer Beschädigung durch zu hohe Schalldruck-Amplituden geschützt.

Beide Muskeln benötigen allerdings eine gewisse Ansprechzeit (Latenzzeit), bis sie kontrahieren. Diese Zeit ist von der Schallintensität abhängig und beträgt ca. 35 ms bei hohen und bis zu 150 ms bei niedrigen Schallpegeln. Die Mittelohrmuskeln erfüllen aus diesem Grund nur einen unzureichenden Schutz des Innenohres vor plötzlich auftretenden lauten Schallereignissen, z.B. Knallen. Schon ein einziges plötzlich auftretendes Schallereignis genügend hoher Lautstärke kann zur irreparablen Schädigung der Sinneszellen im Innenohr führen.

In diesem Zusammenhang spricht man von einem Schall- oder Knalltrauma. Solche Schalle entstehen z.B. beim Zünden eines Feuerwerkskörpers oder bei einem Gewehrschuss.

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Vom Schall zum Wort

Animation der Schallumwandlung in Nervenimpulse.

Eine Schallwelle lässt das Trommelfell schwingen

Ein Geräusch, ein Ton oder ein Laut ist eine Schwingung in der Luft, eine Schallwelle. Die akustische Wahrnehmung in Form von Schallwellen führt zunächst über die äussere Ohrmuschel in den Gehörgang. Die Schallwellen treffen am Ende des Gehörgangs auf das Trommelfell. Das Trommelfell wird durch die eintreffenden Wellen in Schwingung versetzt.

Schallwellen werden zu "Klopfzeichen"

Weil der Hammer mit dem Trommelfell verwachsen ist, schwingt er mit und "schlägt" auf dem Amboss. Dieser gibt die entstandene mechanische Schwingung an den Steigbügel weiter. Der Steigbügel "klopft" an das ovale Fenster. Über das ovale Fenster, eine durch eine feine Membran verschlossene Öffnung im Felsenbein, gelangt die Schwingung schliesslich in die Schnecke. Auf dem Weg durch die Gehörknöchelchenkette wird sie dabei etwa um den Faktor 20 verstärkt.

Eine Flüssigkeit wird bewegt

Die Gehörschnecke ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, die nicht zusammengedrückt werden kann. Durch diese Eigenschaft ist sie ein ideales Übertragungsmedium. In dieser Flüssigkeit erzeugen die übertragenen "Klopfzeichen" des Steigbügels Wellen. Vergleichbar ist das mit den Wellen, die ein in einen See geworfener Stein erzeugt. Ein tiefer Ton (der physikalisch durch wenige Schwingungen pro Sekunde charakterisiert ist) legt in dieser Flüssigkeit eine längere Strecke zurück als ein hoher Ton, mit vielen Schwingungen pro Sekunde. Die Anzahl solcher Schwingungen werden mit der physikalischen Einheit Hertz (kurz: Hz = Schwingungen pro Sekunde) beschrieben.

Laufstrecke und Geschwindigkeit einer Welle werden im Gehirn verarbeitet

Ein hoher Ton bewegt sich aber schneller in der Flüssigkeit der Gehörschnecke fort als ein tiefer Ton. Dies bedeutet: Ein hoher Ton legt im Vergleich zu einem tiefen Ton eine kürzere Strecke zurück. Er tut dies aber mit einer höheren Geschwindigkeit als ein tiefer Ton. Die Laufstrecke einer Schwingung in der Flüssigkeit der Schnecke wird mit Hilfe von Sinneszellen, den so genannten Hör- oder Haarzellen, erfasst und über den Gehörnerv an das Gehirn übermittelt. Das Gehirn kann nun aus den Informationen "Geschwindigkeit" und "Laufstrecke" der Welle berechnen, welche Art von Ton oder Geräusch von den Ohren erfasst wurde und "spielt" die akustische Wahrnehmung nun im Kopf ab. Hier hören wir schliesslich die Töne, Laute und Geräusche unserer Umwelt.

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