Hängt der maskierende Effekt von Schall mit Aktionspotentialen oder mit mechanischen Aspekten des Hörens zusammen?

Kurze Antwort
Sowohl - Maskierung erfolgt durch neuronale Effekte als auch durch mechanische Effekte im Innenohr.

Hintergrund
Zunächst einmal gibt es grundsätzlich drei Arten von Maskierung, nämlich simultane, Vorwärts- und Rückwärtsmaskierung.

Gleichzeitige Maskierungsexperimente sind die grundlegendsten und wahrscheinlich am weitesten verbreiteten. Die grundlegendste Art des Experiments ist das Hören tonaler Stimuli in statischem (weißem) Rauschen. In diesem Fall ist das Innenohr mit der Verarbeitung von Geräuschen beschäftigt und akustische Sondenreize (Töne) werden vom Probanden nicht wahrgenommen, während laute Sondenreize wahrnehmbar sind. Ein relevanterer Test für das alltägliche Funktionieren ist der Speech-in-Noise-Test, bei dem Sprachreize im Rauschen dargeboten werden. Es scheint, dass Hörverlust dazu führt, dass Menschen im Lärm schlecht hören. Das Ausmaß der Beeinträchtigung des Sprachverstehens im Lärm geht weit über die einfache Abnahme der Hörempfindlichkeit hinaus. Ich drifte jedenfalls ab.

Vorwärtsmaskierungsexperimente präsentieren einen Maskierer vor der Sonde.

Rückwärtsmaskierungsexperimente präsentieren die Sonde vor dem Maskierer.

Um einen Schritt zurück zu gehen – das Gehör besteht aus dem peripheren Endorgan, nämlich den Haarzellen im Innenohr (Abb. 1). Diese Haarzellen übersetzen akustisch-physikalische Reize in elektrische Ströme. Diese Ströme werden den Spiralganglienzellen im Innenohr zugeführt. Ihre Axone bündeln sich im Hörnerv, der den Hirnstamm und schließlich die Hörrinde im Gehirn innerviert.

Es wird allgemein angenommen, dass Vorwärtsmaskierungsexperimente auf die peripheren Strukturen abzielen, während Rückwärtsmaskierungsexperimente auf die zentralen Strukturen auf einer höheren Ebene abzielen.

Periphere Maskierungseffekte treten auf der Ebene von auf

• die Basilarmembran ( z . B. Zwicker (1977)
• der Hörnerv ( z . B. Stronks et al . (2012)

Die Basilarmembran ist die Struktur, die die (Wander-)Welle vermittelt, die Geräusche erzeugen, und diese Wanderwelle ist die eigentliche Grundlage der Frequenzanalyse in der Cochlea, ähnlich einer ortsabhängigen Fourier-Transformation. Es ist die Basilarmembran, die aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften Frequenzen von hohen an der Basis zu niedrigen Frequenzen an der Spitze trennt. Wenn sich nun die Basilarmembran als Reaktion auf einen Maskierer bewegt, der bei 1 kHz bei 100 dB SPL präsentiert wird, wird ein Sondenton von 1 kHz, der an der Hörschwelle (0 dB HL) präsentiert wird, völlig überschwemmt, einfach wegen der Amplitude der Basilarmembran Bewegung wird durch so gut wie nichts verändert.

Der Hörnerv ist auch ein wichtiger neuraler Ort, an dem Maskierung stattfindet ( z . B. Stronks (2010)) . Dies hat damit zu tun, dass Neuronen Aktionspotentiale auslösen. Nachdem ein Neuron ein Aktionspotential ausgelöst hat , dauert eine absolute Refraktärzeit mehrere Millisekunden bis zur Auflösung. In dieser Zeit werden zuvor mit dem Feuern beschäftigte Ionenkanäle wieder geöffnet und sind bereit für das nächste Aktionspotential. Innerhalb der absoluten Refraktärzeit kann kein Stimulus, wie stark er auch sein mag, eine weitere Reaktion in diesem Neuron hervorrufen. Danach folgt eine relative Refraktärzeitfolgt, in dem seine Feuerschwelle erhöht wird, aber stark genug Stimuli eine Reaktion hervorrufen können. Wenn ein Neuron nach einer chronischen Stimulation damit beschäftigt ist zu feuern, wird es müde und es folgt ein Anpassungszustand. Weitere Stimulation führt zu Müdigkeit, bei der das Neuron müde wird und seine Ressourcen zum Feuern erschöpft hat. Alle diese Prozesse können zu einer Maskierung gleichzeitig dargebotener Stimuli führen (simultaneous masking), aber insbesondere auch zu Stimuli, die präsentiert werden, nachdem der Maskierer abgeklungen ist (Vorwärtsmaskierung).

Nun, all diese Prozesse wirken sich nicht auf die Rückwärtsmaskierung aus, bei der ein kurzer Sondenreiz von einem nachfolgenden Maskierer überschwemmt wird ( z . B. Oxenham & Moore (1995) . Dies wird durch zentralere Prozesse auf höherer Ebene verursacht, die Aufmerksamkeitsprozesse umfassen, dh ,

• das Gehirn

Mit anderen Worten, der folgende Maskierer lenkt die Aufmerksamkeit des Subjekts ab, das wiederum die Sonde nicht bemerkt. Es wird angenommen, dass es von zentralen Prozessen abhängt, da periphere Prozesse nicht „getäuscht“ werden können und den Reiz zuverlässig an das Gehirn übertragen, was auch immer als nächstes kommt.

^{Abb. 1. Das Innenohr (Cochlea) enthält Haarzellen, die durch Schallwellen aktiviert werden, die durch die Basilarmembran wandern. Quelle: Modesto Junior College}

<sub>Referenzen
- Oxenham & Moore, JASA (1995): 98 ; 1921
– Stronks, Doktorarbeit, 2010, Universität Utrecht
– Stronks et al ., Otol Neurotol (2012); 33 : 35–42
– Zwicker, JASA (1977); 61 : 1031</sub>