Das Kefk Network Wiki befindet sich im Testbetrieb.
Tonotopie
Aus Kefk.
Im Rahmen der Hörwahrnehmung werden die von außen aufgenommenen Schallwellen durch die Bewegungen des Steigbügels auf die Endolymphe in der Schnecke (Cochlea) übertragen. Die Theorie der Tonotopie versucht nun, die erste Schallanalyse innerhalb der Cochlea zu erklären.
Abbildung der Frequenz
Durch die Ausbreitung der Wanderwelle kommt es zur Auslenkung der Basilarmembran, welche die Cochlea in zwei mit der Endolymphe gefüllte Kammern teilt, die am Helicotrema eine Verbindung zueinander haben. Auf der Basilarmembran befindet sich das Cortische Organ mit den Haarzellen. Diese sind über feinste 'Härchen' in der Lage Scherungen des Membranverbundes zu detektieren. Dabei gilt: je stärker die Auslenkung (eine starke Schallwelle war die Ursache), desto stärker die Scherwirkung, desto häufiger feuern die an den Haarzellen entspringenden Neuronen, desto lauter wird ein Reiz bzw. Geräusch wahrgenommen. Genau hier liegt aber auch ein Schwachpunkt des Systems, das durch zu hohe Schallpegel vor allem auch an dieser Stelle geschädigt werden kann: die Härchen können irreversibel abgeschert werden.
Dem am ausgeprägtesten feuernden Bereich der Basilarmembran wird eine Frequenz zugeordnet. Je näher der Ort der maximalen Auslenkung dem ovalen Fenster (hier werden die mechanischen Schwingungen in das hydraulische System eingekoppelt) ist, desto höher der Ton. Je näher das Maximum dem Helicotrema kommt, desto tiefer der Ton. Die Frequenz-Orts-Transformation erfolgt dabei nichtlinear (siehe Bark-Skala).
Diese Theorie wird deshalb auch als Frequenz-Ortsabbildung oder Einortstheorie bezeichnet.
Frequenz und Tonhöhe
Man sollte sich aber davor hüten, die empfundene Tonhöhe mit der durch dieses Verfahren detektierten Frequenzlage eines Tons oder Tongemisches gleichzusetzen. Tonhöhe ist eine Wahrnehmung höherer Ordnung, was heißen soll, dass mehrere Vorverarbeitungsschritte nötig sind um aus dem physikalischen Reiz eine Empfindung der Tonhöhe zu extrahieren bzw. zu abstrahieren. Denn wenn auch für einfache Sinustöne der Erregungsort auf der Basilarmembran gut mit der empfundenen Tonhöhe korreliert, kann es für komplexe Töne (Klänge, Klang-Rausch-Gemische etc.) zu starken Abweichungen kommen. So sind wir in der Lage Klängen eine Tonhöhe zuzuordnen, dessen Äquivalenzfrequenz im physikalischen Reiz gar nicht vorhanden war. Die Virtuellen Tonhöhe bietet ein relativ schlüssiges und zuverlässiges Konzept zur Extraktion oder Bestimmung der empfundenen Tonhöhe.
