Ton- und Harmonieerkennung im auditorischen Mittelhirn
Vor 1998 war unbekannt, daß die besondere Anlage der Frequenzkartierung im auditorischen Mittelhirn (colliculi inferiores) eine funktionelle Anpassung beinhaltet, und zwar für die Tonhöhenerkennung bei komplexen Tönen.

Die Ruflaute vieler Säugetierarten und die Vokale der menschlichen Sprache bestehen aus einer Serie von harmonischen Teiltönen (z.B. 900 Hz, 1200 Hz und 1500 Hz). Sie werden vom auditorischen Gehirn dieser Tiere zur Wahrnehmung einer einzigen Tonhöhe vereinigt (einer Entsprechung von 300 Hz im genannten Beispiel). Diese spektrale Zusammenfassung erleichtert die Ortung und die Wiedererkennung von einzelnen Schallquellen in einer natürlichen, geräuschvollen Umwelt.

Das auditorische Mittelhirn ist durch seine Anatomie gestapelter Neuronenschichten an diese Aufgabe angepasst. Jede Schicht verarbeitet Schallsignale einer bestimmten Bandbreite des akustischen Spektrums, und die Aufteilung in Bandbreiten ist optimal für die neuronale Kombination von harmonischen Teiltönen, die notwendig ist für die Tonhöhenerkennung.

Da das auditorische Mittelhirn ausgelegt ist für die Verarbeitung von primären harmonischen Teiltönen in Ruflauten, ist es ebenfalls ausgelegt für die Verarbeitung harmonischer Spektralkomponenten in Musik. Der Mechanismus, der die Tonhöhenerkennung in der Sprache leistet, verrichtet die gleiche Aufgabe in der Musik. Unser Gehirn bevorzugt harmonische Töne und harmonische Tonkombinationen, weil es aus diesen mehr Information herausziehen kann.

Publications:

Braun, M.(1999) Auditory midbrain laminar structure appears adapted to f0 extraction: further evidence and implications of the double critical bandwidth. Hear. Res. 129, 71-82. Abstract, ask for PDF

Braun, M. (2000) Inferior colliculus as candidate for pitch extraction: multiple support from statistics of bilateral spontaneous otoacoustic emissions. Hear. Res. 145, 130-140. Abstract, ask for PDF

A testable account of a plausible mechanism underlying the major-minor perception is outlined here.

The bells of Zeng from 433 B.C. as an early example of the preference of the frequency ratios 5:4 and 6:5: Tuning system.

The gamelan pelog scale of Central Java as an example of a non-harmonic musical scale: Interval distribution.

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