Tieffrequenz-Schall: Unerhörte Wirkung

2. Oktober 2014
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Nicht zu hören, aber trotzdem messbar. Tieffrequenter Schall tritt heutzutage in verschiedensten Bereichen auf. Neurobiologen konnten in einer aktuellen Studie zeigen, was tieffrequenter Schall im menschlichen Innenohr auslöst.

Je tiefer ein Ton, desto schlechter können ihn Menschen hören. Dennoch wird auch der sogenannte tieffrequente Schall unter 100 Hertz vom menschlichen Innenohr wahrgenommen und löst dort kleinste mechanische Reaktionen aus, wie LMU-Neurobiologen nun zeigen konnten. 

Tieffrequenter Schall tritt in hochtechnisierten Gesellschaften in vielen Bereichen auf. Zum Beispiel können Windturbinen, Klimaanlagen oder Wärmepumpen diese Geräusche verursachen.

Die Wahrnehmungsschwelle ist individuell verschieden. „Die Annahme, tiefe Töne würden vom Ohr nicht verarbeitet, weil sie nicht oder schwer hörbar sind, ist falsch. Das Ohr reagiert sehr wohl auch auf sehr tieffrequente Töne“, sagt Dr. Markus Drexl von der LMU. Gemeinsam mit Kollegen um Professor Benedikt Grothe, Leiter der Abteilung Neurobiologie der LMU, sowie vom Klinikum der Universität München, hat er in einem Laborexperiment gemessen, wie sich tieffrequente Töne auf das Innenohr auswirken.

Cochlea wird stimuliert

Die Wissenschaftler spielten 21 Teilnehmern, die über ein normales Gehör verfügen, über Ohrstöpsel eineinhalb Minuten lang einen niederfrequenten Ton von 30 Hertz vor. Die Lautstärke des vorgespielten Tons entsprach 80 Dezibel. Um die Effekte zu messen, nutzten die Forscher die sogenannten spontanen otoakustischen Emissionen des Innenohrs (SOAEs). Das sind sehr leise Töne, die das gesunde Innenohr laufend selbst produziert, auch wenn es gerade kein Geräusch wahrnimmt. 

„Es hat Auswirkungen auf die spontanen otoakustischen Emissionen, wenn das Ohr tieffrequentem Schall ausgesetzt ist“, sagt Drexl.

Spielten die Wissenschaftler den Probanden den Ton von 30 Hertz vor, dann reagierten die SOAEs mit langsamen, gleichförmigen Schwankungen auf das Geräusch, die noch zwei Minuten lang anhielten, nachdem der Ton schon wieder ausgeschaltet war. „Die Zeit, die das Innenohr braucht, um sich von tieffrequenten Geräuschen zu erholen, ist länger als die Dauer, die es dem Ton selbst ausgesetzt ist“, sagt Drexl. Ob das ein erstes Anzeichen für eine potenzielle Schädigung des Innenohrs durch tieffrequente Töne ist, sollen weitere Versuche zeigen.

Originalpublikation:

Low-frequency sound affects active micromechanics in the human inner ear
Markus Drexl et al.; Royal Society, doi: 10.1098/rsos.140166; 2014

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HNO, Medizin, Neurologie

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6 Kommentare:

Arzt
Arzt

@Stefan Walter hoch interessant, die “Angstpfeifen”, erstaunlich dass die das handwerklich (Pfeifenlänge) bewältigt haben.
Der Frequenzbereich liegt nach EEG-Eigenfrequenz des menschlichen Gehirns noch oberhalb der Schlaf- und vor allem Tiefschlaffrequenz, und wird damit den Schlaf stören durch Anregung von Eigenfrequenz (Alpha- und Beta-Wellen).
Ein bischen Physik zeigt auch dass die Wellenlänge einer einzigen Schallwelle nach unten enorm zunimmt (Pfeifenlänge) und damit Mauern keine Hindernisse darstellen.
Bei 200Hz sind es noch 1,72Meter,
bei 50 Hz schon 6,88 m
bei 35 Hz schon 9,8m
bei 20 Hz schon 17 m
bei 10 Hz schon 33 m
bei 5 Hz schon 69 m
bei 1 Hz schon 343m

eine einzige Welle, woraus für den Physiker auch erkennbar ist wieviel mehr Energie in die Erzeugung dieser tiefen Frequenzen hineingesteckt werden muss.
Gleichzeitig steigt die Reichweite der Schallübertragung fast dramatisch.

#6 |
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Stefan Walter
Stefan Walter

Anscheinend wussten das doch schon die barocken Orgelbaumeister: Frequenzen des Infra-Schallbereichs wirken in der Regel angsteinflößend, ohne dass die betroffene Person sagen könnte, woher diese Emotion stammt. Folglich enthalten Kirchenorgeln aus dem entsprechenden Zeitalter “Angstpfeifen”, die Töne jenseits der Subkontra-Oktave erzeugen und wohl zur “rechten Gottesfurcht” das ihre beitragen sollten…

Soweit eine mündliche Mitteilung (aus diesbezüglich selbstkritisch-kichlichem Kreise) überliefert, ich kann keine eine wissenschaftliche Quelle benennen. Die Subkontra-Oktave entspricht (nach geläufiger Kammerton-Stimmung mit a’ = 440 Hz) dem Bereich von 16,4 bis unter 32.7 Hz); der dargestellte 30-Hz-Ton fällt in diese.

Ich würde mich derlei nicht freiwillig aussetzen, und schon gar nicht längerffristig bei 80 dB. Welchen Einfluss hatte dieses (anscheinend seit Jahrhunderten) bekannte Wissen bei der Entwicklung der experimentellen Anordnung?

#5 |
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Gast
Gast

Ich habe das das bei meinem Säugling gemerkt,
ich wohnte nur knapp drei Monate in Niedersachsen, ländlich in Sichtweite von mehreren Windmühlen, natürlich ist es nachts schlimmer bei sonst niedrigem Schallpegel, wenn der Wind weht.
Aufgefallen ist mir das nach dem Umzug, als er geradezu schlagartig besser schlief.
Leider ein Tabu-Thema in Deutschland,
man geht von der Fiktion aus, dass nur das wirkt, was man bewusst hört.
Das ist nachweislich falsch. Fledermäuse sterben übrigens daran ohne in die Rotorblätter zu gelangen.

#4 |
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Genau darunter “leide” ich auch. Ich habe den Eindruck, dass die tieffrequenten Töne besonders im Winter intensiver wahrzunehmen sind. Ganz zu Anfang haben mich diese Frequenzen Abends im Bett fast schon aggressiv gemacht. Mittlerweile habe ich mich aber mehr oder weniger daran gewöhnt und ich kann trotz der Frequenzen recht schnell einschlafen. Ich habe hier in der Gegend mal etwas geforscht und glaube, dass ein großer Transformator der in in paar 100 Meter Luftlinie steht für den Schall zuständig ist.

Schallwellen können ein mächtiger “Gegner” sein. Auch wenn manch einer das vllt. belächeln mag. In der Stadt wo ich zuvor wohnte hatte ich auch schon diese Brummgeräusche und hatte gehofft, dass ich sie mit dem Umzug woanders hin loswerde. Weit gefehlt. /-:

#3 |
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Dr.Bayerl
Dr.Bayerl

“Tiefer Schall” wirkt keineswegs nur auf das Innenohr, das ist eher unwichtig, sondern prinzipiell auf jede Zelle, histopathologisch kommt es zu vermehrten Bindegewebsbildung OHNE Entzündungszeichen, subsummiert beim Mensch als VAD, vibroacoustic disease, in Spanien auch als Berufserkrankung bei Flugpersonal anerkannt. Besonders geforscht hat hier das Abel Salazar Institute for Biomedical Science in Portugal natürlich auch intern. z.B.
Aviat Space Environ Med. 1999 Mar;70(3 Pt 2):A46-53.
Echocardiographic evaluation in 485 aeronautical workers exposed to different noise environments.
oder aus China:
Acta Neuropathol. 2013 Nov;126(5):725-39. doi: 10.1007/s00401-013-1166-x. Epub 2013 Sep 4.
Glial cell-expressed mechanosensitive channel TRPV4 mediates infrasound-induced neuronal impairment.
Neben dieser zellulären Reaktion gibt es auch negative Stimmulierung der Eigenfrequenz von Organsystemen des Menschen, besonders des Gehirns:
http://www.cfp.ca/content/59/5/473.full
oder
ACTA PHYSICA POLONICA A
Vol. 121 (2012)
Influence of Infrasound on the Alpha Rhythm of EEG Signal
C. Kasprzak∗

Aber das ist bei uns tabu,
sonst müsste man all die Windmühlen verbieten

#2 |
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Weitere medizinische Berufe

Musiker kennen diese Erfahrung schon lange. Außerdem nehmen wir (die Musiker) an, dass schon in der Bibel die Posaunen von Jericho mit derartigem Schall gearbeitet haben, weil sie die Mauern zum Einsturz brachten. Vor ca 50 – 60 Jahren ist in Südfrankreich eine Fabrik eingestürzt, weil sich durch Überlagerung von Maschinengeräuschen nicht mehr hörbare Schallwellen gebildet haben, die zu Unwohlsein, Kopfschmerzen und schließlich zum Einsturz der Fabrik führten.

#1 |
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