Kognitive Hörverarbeitung (Teil 1)

Was passiert eigentlich im Gehirn mit den vom Ohr übermittelten Hörinformationen? Wie arbeitet das Gehirn im Bereich Hören, was verändert sich durch einen Hörverlust und was wiederum, wenn man den Hörverlust ausgleicht? Was ist eigentlich genau eine Hörentwöhnung? Wie erkennt man das und was kann man dagegen tun? Diese Fragen können durch die Wissenschaft rund um die kognitive Hörverarbeitung lückenlos beantwortet werden. Und in diesem mehrteiligen Artikel möchte ich auf die verschiedenen Punkte eingehen und sie beleuchten.

Um ein Grundverständnis zu schaffen klären wir aber erst mal, was man im Allgemeinen unter kognitiver Wahrnehmung versteht, bevor wir uns im Einzelnen über die kognitive Hörverarbeitung Gedanken machen.

Was ist kognitive Wahrnehmung?
Unter kognitiver Wahrnehmung versteht man das Sammeln von Informationen aus unserer Umwelt durch die Sinneswahrnehmungen Hören, Sehen, Riechen, Tasten und Schmecken,  aber auch die Art und Weise, wie wir mit Informationen umgehen, sie erfassen, verarbeiten und letztendlich auswerten. Während sich Wahrnehmung auf die Informationsgewinnung bezieht, beschreibt Kognition auch die Hirnprozesse Erinnern, Lernen, Problemlösen oder Orientieren. Gerade weil der Mensch Informationen auf bestimmte Weise aufnimmt und verarbeitet, kann er Erkenntnisse gewinnen, lernen, sich anpassen, in Interaktion treten, planen und gestalten. Dadurch wird klar, dass Hören mehr ist, als nur die Aufnahme und Umwandlung von Schallwellen in Nervenimpulse sowie die Weiterleitung ans Gehirn. Sie umfasst auch das Abgleichen, Filtern, Zusammensetzen und Interpretieren der Hörinformationen. Da dieses die zwei Teilschritte des Hörprozesses sind, fassen wir sie unter den Begriffen peripheres Hören (Schallaufnahme, Umwandlung und Weiterleitung) und zentrales Hören (Abgleichen, Filtern, Zusammensetzen und Interpretieren) zusammen. Das Ergebnis beider Prozesse nennen wir Verstehen! Somit versteht es sich von selbst, dass Defizite in diesen Prozessen große Auswirkungen auf alle Bereiche des Lebens, insbesondere der sozialen Dimension, haben können.

Was ist kognitive Hörverarbeitung?
Wir widmen unsere Aufmerksamkeit nun dem kognitiven Hören bzw. dem zentralen Hören – auch Hörverarbeitung oder Hörwahrnehmung genannt. All diese Bezeichnungen beschreiben den Teil des Hörens, der auf neuronaler Ebene im Gehirn erfolgt, nach dem peripheren Hören, das mit dem Organ Ohr – also mit dem Innenohr – bewältigt wird.

Die Teilfunktionen der Hörverarbeitung
Zentrales Hören findet in zwei Schritten statt. Erster Schritt ist die Verarbeitung auf der unbewussten Ebene. Der zweite Verarbeitungsschritt findet auf der bewussten Ebene statt – der Wahrnehmung. Die automatisierte Verarbeitung erfolgt 24 Stunden, sieben Tage die Woche, also immer und ständig, – somit auch im Schlaf. Wahrnehmen dagegen kann nur im Wachzustand erfolgen. Deswegen hat es in der Schulzeit auch nicht geklappt, die Vokabeln von einer nachts im Schlaf angehörten Kassette zu lernen. Was also passiert in der unbewussten, automatisierten Verarbeitung? Dort befindet sich die Grundlage unseres Überlebens zu Zeiten, als wir unter freiem Himmel oder in Höhlen schliefen, nämlich die Grundfunktionen des Hörens (Low-Level-Funktionen) Diese setzen sich zusammen aus der Ordnungsschwelle, des Richtungshörens, der Tonhöhenunterscheidung und der Mustererkennung. Sie ermöglichen uns das Herannahen einer Gefahr auch im Schlaf zu Hören. Heute noch weckt uns jedes Knacken auf, während Sprachgeräusche, wie beispielsweise aus dem Fernseher, uns eher nicht wecken. Diese Schutzfunktion ist tief in uns verankert und basiert auf den in den ersten Lebensjahren erlernten Grundfunktionen des Hörens. Wie bei finnischen Neugeborenen durch Marie Cheour von der Universität Turku in Nature (Band 415 vom 7. Februar 2002) nachgewiesen wurde, lernen Babys diese auch im Schlaf, denn, wir erinnern uns, es bedarf keines Bewusstseins für die Verarbeitungsebene. Es macht demnach auch keinen Sinn, Neugeborene von Geräuschquellen bzw. Umweltgeräuschen fern zu halten. Genauer gesagt, wenn man um ein schlafendes Baby außen rum saugt, trainiert man sein Richtungshören und wach wird es sehr wahrscheinlich auch nicht. Schon eher beim leisen schließen einer Tür.

Die Hörwahrnehmung, der bewusste Teil der Hörverarbeitung
Zurück zur (Hör-)Wahrnehmung, die ja dagegen nur im Wachzustand stattfindet. Aufbauend auf den Grundfunktionen findet hier das Verstehen bzw. das Sprachverstehen statt. Sprache, egal ob die eigene Muttersprache oder eine Fremdsprache, können wir nur im Wachzustand, also bei Bewusstsein lernen. Nach M. Ptok kann man das Sprachverstehen in fünf Stufen der sprachlichen Kompetenz einordnen. Wobei ich nochmal deutlich machen möchte – die ersten zwei Stufen sind die Grundfunktionen des Hörens und spielen sich in der unbewussten, automatisierten Ebene ab, während die darüber liegenden Stufen bereits der bewussten, also kognitiven Wahrnehmung, zugeordnet werden. Die drei Stufen der bewussten Wahrnehmung umfassen das Phonemidentifizieren, das Worterkennen und das Satzverstehen. Diese fünf Stufen der Sprachkompetenz werden in den ersten sechs Lebensjahren gelernt, genau wie das 3D-Sehen beim visuellen Wahrnehmen. Danach schließt sich dieses Lernfenster. Deswegen wird in den ersten sechs Jahren sehr viel Wert daraufgelegt, dass es keine Probleme bei der Hör- und Sehentwicklung gibt. Aufbauend auf diesen 5 Kompetenzebenen lernen wir noch das Verstehen von Kontext – auch oder besonders im kulturellen Zusammenhang. Ebenso lernen wir Intonation und Bedeutungsverschiebung durch Satzstellung – also alles, was wir für eine ordentliche Unterhaltung und Teilnahme am sozialen Gefüge brauchen. Dieser Lernprozess endet mehr oder weniger, wenn die Pubertätshormone das gesamte System auf den Kopf stellen. Natürlich hört das Lernen nie auf, es verlagert sich lediglich. Seh- und Hörwahrnehmung bekommen jetzt nicht mehr so viel Aufmerksamkeit. In der Pubertät sind eben andere Dinge wichtiger, wobei wir hier noch die Zweideutigkeit in der Sprache entdecken.

Wie funktioniert die Hörverarbeitung
Jetzt möchte ich über das „Wie“ der Hörverarbeitung, also über „wie funktioniert das im Gehirn mit der Hörwahrnehmung“ sprechen. Vom Innenohr kommend werden Impulse über den Hörnerv Richtung Gehirn transportiert. Hier müssen die kodierten Hörinformationen in Form von elektrischen Nervenimpulsen mehrere Nervenknotenpunkte durchlaufen bzw. überwinden.  Beim ersten großen Knotenpunkt, dem Nucleus cochlearis kreuzen der größte Teil der Information auf die andere Hirnseite (kontralateral), also vom rechten Ohr zur linken Hirnhälfte und vom linken Ohr zur rechten Hirnhälfte. Hier liegt die Basis des Richtungshörens. Sollte ein Nucleus cochlearis gestört sein, ist das Richtungshören gestört.  Im Anschluss durchqueren die Nervenimpulse weitere Knotenpunkte an denen Informationen auch an andere Wahrnehmungszentren, wie zum Beispiel das Sehzentrum, weitergeleitet werden. Die Sehkoordination wird unter anderem von der Hörwahrnehmung beeinflusst. Wir schauen automatisch in die Richtung, aus der ein Geräusch kommt. Außerdem wird in den Knotenpunkten bereits vorgefiltert. Zu schwache oder auch konkurrierende Reize werden nicht weitergeleitet. Dieses System von Nervenknotenpunkten funktioniert wie ein Entstörfilter. Die Impulse kommen dann an der Vierhügelplatte – ein Teil des Thalamus, der wiederum ein Teil des limbischen Systems ist – an.

 

Das limbische System ist die Zentrale des vegetativen und psychischen Regulationssystems. Es verarbeitet ankommende Reize von den Sinnesorganen, also Reize aus der Umwelt und aus dem Körperinneren. Das limbische System steuert ebenfalls das emotionale Verhalten und beherbergt die Gefühle und Teile des Gedächtnisses und ist an der Gedächtnisbildung beteiligt. Im limbischen System werden die Hörinformationen in einzelnen Bereichen teilverarbeitet und dann als Hörinformation wieder zusammengesetzt und ans Bewusstsein weitergeleitet. Die Arbeitsbereiche der Hörverarbeitung, die durch einen oder mehrere Teilnehmer des limbischen Systems erfolgen, lassen sich so bezeichnen: Hörgedächtnis, Lateralisierung (Stereohören), Lautstärke- und Laufzeitdifferenzierung und Mustererkennung zur Sprachdifferenzierung.

Räumliches Hören
Lautstärkedifferenzierung und Laufzeitdifferenzierung ermöglichen zusammen das Orten von Geräuschquellen. Dabei bildet die Lautstärkedifferenzierung das Entfernungshören. Kommt etwas näher, wird es lauter und andersrum, wenn etwas leiser wird, entfernt sich die Geräuschquelle. Aber was ist Lautstärke eigentlich bzw. wie wird das interpretiert? Lautstärkewahrnehmung ist die Übersetzung der unterschiedlichen Feuerraten von Neuronen. Zudem gibt es Neuronen, die bei leisen Tönen nicht reagieren und erst bei höheren Lautstärken anfangen zu feuern. Sehr laute Töne versetzen im Corti-Organ auch benachbarte Haarsinneszellen in Schwingung und aktivieren somit nachgeschaltete Neuronen. Lautstärke wird also in einer Kombination aus Feuerrate und Zahl der beteiligten Neuronen abgebildet. Durch die Laufzeitendifferenz berechnet das Gehirn den Winkel in dem sich die Geräuschquelle zum Ohr befindet. Kombiniert man das mit der Lateralisierung hören wir räumlich. Darüber hinaus können wir durch reflektierten Schall zusätzlich etwas über die Begebenheiten unserer Umwelt erfahren. Ob wir im Gebäude sind oder draußen, ob der Raum eine hohe Decke hat oder Fenster im Raum sind, oder Teppichboden etc. – diese Informationen werden mit den Sehinformationen abgeglichen und bilden eine Teilfunktion des Gleichgewichts. Zusammengefasst findet im Thalamus genauer gesagt in der Vierhügelplatte und im Kniehöcker im Thalamus die Repräsentationen des Raumes, Integration auditiver-visueller Reize zu motorischen Signalen (Kopfdrehungen, Körperwendungen, Verbindungen zum Tastsinn) und Muskelfeedback statt. Zusammen mit der Tätigkeit des Cochleariskerns, nämlich die Lateralisierung und Abgleich lateraler Impulse und Selektion bestimmter Frequenzen, findet an diesen Orten im limbischen System, das Richtungshören bzw. räumliche Hören statt.

Das Hörgedächtnis
Alles, was wir hören, wird erst mal abgeglichen. Ab dem Tag, an dem das Ohr mit dem Hörzentrum verbunden ist, beginnt ein Teilnehmer des limbischen Systems, nämlich der Hippocampus, das Gehörte zu speichern. Er ist also wichtig für das Merken und Erinnern. Erinnerungen werden in neuralen Mustern angelegt. Im Abgleich vom Gehörten werden diese Muster dann verglichen und wiedererkannt – oder eben nicht. Wiedererkennung von Sprachmustern ist dann die Grundlage des Verstehens. Um Erinnerungen zu bilden und auch langfristig zu speichern, benötigt es die Zusammenarbeit mit der Amygdala, die Informationen emotional bewertet, welche im Hippocampus zwischengespeichert werden. Im Schlaf werden neu gelernte Informationen in die bestehenden Wissensbestände im Neokortex integriert. Daher kann man sich die Lerninhalte besser merken, die man direkt vor dem Schlafen gehen gelernt hat. Der emotionale Kontext, in dem Neues gelernt wird, beeinflusst die Einprägbar- und Abrufbarkeit. Erinnerungen, die mit angenehmen Emotionen verbunden wurden, wie z.B. der Hochzeitstag bei Frauen oder wann der Lieblingsverein gewonnen hat bei Männern, sind leichter abrufbar. Aber auch ganz negative Erinnerungen werden abgespeichert um erneute negative Erfahrungen zu vermeiden.

Die Aufgabe der Amygdala- Bewertung
Die Amygdala ist das emotionale Zentrum und bewertet die Hörinformationen. Welche Musik wir gut finden und welche nicht hängt von der Bewertung der Amygdala vor unserem Erfahrungshintergrund ab. Laute Schallereignisse werden von ihr aber generell erstmal als bedrohlich eingestuft. Ob wir Musik lieber basslastig oder hochtönig akzentuiert mögen wird ebenfalls von der Amygdala beeinflusst und in Zusammenarbeit mit dem auditiven Cortex vorgegeben. Der auditive oder auch auditorische Cortex, auch Hörzentrum oder Hörrinde genannt, ist der Bereich der Großhirnrinde, der der Endverarbeitung und dem letztendlichen Bewusstwerden von akustischen Reizen dient. Er ist somit der Endpunkt der Hörbahn. Hier endet also der umgewandelte und kodierte, verarbeitete und ausgewertete Hörreiz und wird zur bewussten Hörwahrnehmung.

Wie genau das Bewusstwerden geschieht und was jetzt genau das Verstehen ist, werde ich im Teil 2 erklären.

Literatur:
Was Hänschen nicht hört, VAK-Verlag Freiburg, 2001 ISBN 3-932098-89-7
Das Praxishandbuch zum Warnke-Verfahren, Wedemark, 2005 ISBN 3-932659-22-8

Einzelnachweise und Quellen:
Hesse-G (2003) „Altershörigkeit – Audiometrische Befunde zur Differenzierung peripherer und zentraler Anteile der Hörfähigkeit im Alter“, Habilitation am HNO-Lehrstuhl der Universität Witten-Herdecke, S. 81
Ptok-M. (2000) „Auditive Verarbeitungs- und Wahrnehmungsstörungen und Legasthenie“ Hessisches Ärzteblatt 2/2000, S. 52–54
Tallal-P, (2004) „Improving language and literacy is a matter of time“, Nature Reviews Neuroscience, Volume 5, Sept. 2004, 721–728
Tewes-U, Steffen-S, Warnke-F (2003) „Automatisierungsstörungen als Ursache von Lernproblemen“, Forum Logopädie 1/2003, S. 24–30