Unser Ohr – Anatomie & Physiologie
Das Aussenohr
Auris externa
Unser Aussenohr besteht aus Ohrmuschel und Gehörgang.
Das Mittelohr
Auris media
Das Mittelohr besteht aus dem Trommelfell, der Paukenhöhle, den Gehörknöchelchen, den Mittelohrbändern, der Mittelohrmuskulatur und der eustachischen Röhre.
Das Innenohr
Auris interna
Unser Innenohr umfasst grundsätzlich drei Teile: Das Gleichgewichtsorgan (organon vestibulare), die Hörschnecke (Cochlea) und den Hör- und Gleichgewichtsnerv (Nervus vestibulocochlearis)
Die Ohrmuschel
Die Ohrmuschel (Auricula Auris) besteht aus mit Haut überzogenem Knorpel. Die Ohrmuschel ist durch Bindegewebe am Periost des Schläfenbeins und seinem Warzenfortsatz (Processus mastoideus) befestigt.
Gebildet wird sie während der Schwangerschaft aus dem Gewebe um die ertse Kiemenfurche. Beim ausgewachsenen Menschen stagniert das Wachstum nicht restlos. Das bedeutet sehr verlangsamt betrachtet, wächst unsere Ohrmuschel, wie übrigens auch der Gehörgang, kaum bemerkbar bis ans Ende unseres Lebenswegs.
Die ursprünglichen Muskeln sind beim Menschen im Laufe der Evolution stark zurück gebildet worden. Manche Menschen können diese jedoch immer noch bewusst steuern, was im Volksmund als „Ohrenwackeln“ bezeichnet wird.
Sie wirkt wie ein Trichter zur Schallaufnahme, sie ermöglicht uns ein Richtungshören und dient zusätzlich zur Vertärkung und Weiterleitung der aufgenommenen Schallwellen.
Das Trommelfell
Das Trommelfell (Membrana tympani) ist undurchlässige Haut und steht stets unter Spannung. Die Färbung ist grauweiss bis silbern und leicht transparent. Bei einer duchschnittlichen Dicke von rund 0.1mm, beläuft sich der Durchmesser auf 9.0 – 11.0 mm. Die Gesammtfläche ist im Mittel 85.0 mm2, wovon etwa 65%, als 55.0 mm2 Schall aufnehmen. An dieser Membrane verwachsen ist der Hammerfortsatz des Mittelohrs.
Der ankommende Schall setzt das Trommelfell in Schwingung. Diese Bewegung wird dann über den Hammerfortsatz an den Hammer weitergegeben.
Das Gleichgewichtsorgan
Wichtig für unsere räumliche Orientierung ist unser Gleichgewichtsorgan. Es besteht aus häutigem und knöchernen Elementen. Das Organ umfasst ein komplexes System von verschiedenen, miteinander verbundenen Hohlräumen: Drei Bogengänge, zwei Vorhofsäcke und der Ductus Endolymphaticus. Alle Hohlräume sind mit Lymph-Flüssigkeit gefüllt und darin befinden sich kleine Steinchen, sogenannte Otoliten.
Ähnlich wie bei einer Wasserwage, bewirken Bewegungen und Positionswechsel unseres Kopfes eine Veränderung der Lage der Otoliten in den Lymph-Flüssigkeiten. Die Gleichgewichtssinneszellen registrieren diese Verschiebung und generieren entsprechende elektrische Impulse. Dieses Signal wird mittels Gleichgewichtsnerv an unser Gehirn weitergeleitet. Bei der dortigen Verarbeitung und Auswertung werden diese mit den Daten der Muskeln und Augen verglichen, was bei Nicht-Übereinstimmung auch zu Schwindel führen kann.
Der Gehörgang
Durchschittlich ist der Gehörgang rund 2.0 – 2.5 cm lang und 0.5-1.0 cm breit. Er führt durch zwei individuell ausgeprägte, gegenläufige, Krümmungen von bis zu maximal 90° und endet beim Trommelfell.
Die ersten zwei Drittel, eingangsseitig, sind eingebettet in Knorpel, während der letzte Drittel hin zum Trommelfel mit Knochen umgeben ist. Ausgekleidet ist dieser Kanal mit Haaren und Drüsenzellen, zur Produktion von Cerumen (Ohrenschmalz). In Kombination mit dem langsamen Wachstum gegen aussen, dient dieser Aufbau dem Auffangen und Abtransport von Fremkörpern, Schmutz und Hautschuppen.
Der Gehörgang ist ein Schallkanal und ermöglicht die Schallführung hin zum Trommelfell. Durch seine Ausmasse, seinen Verlauf und die Beschaffenheit bewirkt er darüber hinaus einen Verstärkungseffekt. Durch den dominierenden Cosinustherm entsteht eine Resonanzanhebung des Schalldrucks im Bereich zwischen ungefähr 2.0 – 5.0 kHz. Dieser Bereich ist für die sprachliche Kommunikation äusserst relevant, da er hohe Konsonanten wie etwa s und t beinhaltet.
Die Paukenhöhle
Bei der Paukenhöhle (Cavum tympani) handelt es sich um den Hohlraum zwischen Trommelfell und Innenohr. Dieser ist in etwa 10.0-15.0 mm hoch, 5.0 mm breit, mit Schleimhaut (Periost) ausgekleidet und Luft gefüllt. Er beherbergt die drei Gehörknöchelchen und eintspricht im physikalischen Sinne einer Druckkammer.
Da es sich beim Mittelohr um ein pneumatisches, also mechanisches, System handelt, ist dieses in höchstem Grade druckempfindlich. Um trotz Druckunterschieden, z.B. in verschiedenen Höhen, die Funktionalität aufrecht zu erhalten, erfordert es einen adäquaten Druckausgleich. Die eustachische Röhre (Tuba auditiva Eustachii) , auch „Ohrtrompete“ genannt, dient dabei als Belüftungskanal. Sie ist rund 3.0 – 4.0 cm lang und verbindet zu diesem Zweck die Paukenhöhle mit dem Nasen-Rachenraum.
Die Hörschnecke
Die Hörschnecke hat etwa die Grösse einer Erbse, besitzt 2.5 Windungen und besteht aus einer knöchernen/häuternen Struktur. In abgerollten Zustand ist Sie etwa 30 mm lang. Sie verjüngt sich im Durchmesser während ihres Verlaufs von 0.9 mm am basalen Ende, auf 0.3 mm im Helicotrema. Sie beinhaltet drei röhrenähnliche Gänge. Die beiden äusseren (Scala vestibuli und Scala tympani) laufen in der Spitze (Helicotrema) zusammen. Der mittlere Gang (Scala Media) beinhaltet das Transformationsorgan oder auch cortisches Organ genannt. Die Schnecke wird durch zwei Membranen/Fenster mit dem Mittelohr verbunden: Dem ovalen und dem runden Fenster. Im ovalen ist die Fussplatte des Steigbügels beweglich verankert. Wie beim Gelichgewichtsorgan, sind auch die hier liegenden Hohlräume mit Flüssigkeiten, den sogenannten Endolymphen und Perilymphen, gefüllt.
Die Steigbügelfussplatte gibt die Schwingung auf die Flüssigkeiten in der Schnecke weiter. Dadurch entstehen Druckveränderungen innerhalb der Hohlräume. Diese Veränderungen breiten sich in der Form einer Wanderwelle aus.
Die Gehörknöchelchenkette
In der Paukenhöhle befinden sich die drei Gehörknöchelchen, Hammer (Malleus), Amboss (Incus) und Steigbügel (Stapes), welche kettenartig aneinander gereiht sind. Es handelt sich hier um die drei kleinsten Knochen des menschlichen Skeletts.
Gehörknöchelchen Ø Grösse Ø Gewicht
Hammer 9.0 mm 23.3 mg
Amboss 5.5 mm 26.8 mg
Steigbügel 3.3 mm 2.5 mg
Die vom Trommelfel her kommende Bewegung wird über die Gerhörknöchelchenkette übertragen. Hammer, Amboss und Steigbügel verstärken diese Bewegung zusätzlich mechanisch. Um dies besser nach zu vollziehen, erinnern wir an die Physikstunden in der Schule und das dort gelernte Hebelgesetz. Die Luftgefüllten Nebenräume dienen als akustische Resonanzräume. Die Signalübergabe an das Innenohr erfolgt durch die resultierenden Bewegungen der Steigbügelfussplatte am ovalen Fenster (Fenestra Ovalis) der Hörschnecke (Cochlea).
Das cortische Organ
Das transformatorische oder auch cortische Organ liegt im mittleren Hohlraum (Scala Media) der Cochlea. Dieser ist begrenzt durch die Resissner Memran oben und die Basilarmembran unten. Etwas unterhalb der Mitte ragt die Tektorialmembran in diesen Hohlraum hinein. Durch Stützzellen gehalten, befinden sich auf der Basilarmembran die Haarzellen. Sie sind in 4 Reihen angeordnet, drei äussere und eine innere ( Stereovili). Im Gegensatz zu den inneren, stehen die Häärchen (Stereozilien) der äusseren Reihen in Kontakt zu der darüber liegenden Tektorialmembran.
Vereinfacht dargestellt, verfügt der Mensch pro Frequenz (Tonhöhe) über eine bestimmte Anzahl von Härchen. Eine solche Frequenzgruppe besteht jeweils aus drei Haarzellen der äusseren Reihen, respektive einer Haarzelle der inneren Reihe. Die Positionierung dieser Gruppen nennt man Tonotopie und lässt sich vergleichbar einer Klaviatur nachvollziehen. Diese Anordnung basiert auf der physikalischen Wellenlänge. Die Zuständigkeiten der Sensorik sind somit örtlich gegeben: Von Eingangs (basal) Tiefe Töne, bzw. Frequenzen ab 16 Hz, bis gegen das Ende an der Spitze (apex, Helicotrema) die hohen Töne, bzw. Frequenzen bis ca. 20 kHz. Ein gesunder Mensch kann also im Durchschnitt schier unglaubliche 19980 Tonhöhen unterscheiden.
Abhängig von der Tonhöhe, respektive Wellenlänge führt die Bewegung auf Grund der Resonanz an einer bestimmten Stelle zu der grössten Auslenkung des Cortischen Organs. Dies führt zu einer Verschiebung von Basilar- und Tektorialmembran (Verscherung). Dieser Effekt stimuliert die äußeren Haarzellen zu Längenänderungen, die die lokalen Bewegungen im Cortiorgan extrem (ca 1000-fach) verstärken. Die äußeren Haarzellen wirken so als Signalverstärker. Aus dieser Verstärkung resultiert eine Frequenzverspitzung, welche exakt die für die Zielfrequenz zuständige innere Haarzelle stimuliert. Diese Haarzelle ist ein Generator, sie wandelt also mechanische Bewegung in elektrische Impusle um und produzieren so das eigentliche sensorische Signal. Am unteren Ende geht von der Zelle der Nervenstrang (Nervus cochlearis) ab. Dieser leitet das Signal dann Richtung Gehirn. Dort angelangt erfolgt letzten Endes die Auswertung als akustische Wahrnehmung.