Wissenschaftliche Hintergründe - potenziale-coach.de

Wissenschaftliche Hintergründe

Ultraschallhören über Knochenleitung

Es ist generell akzeptiert, dass Frequenzen oberhalb von 20 kHz außerhalb des Hörbereichs des Menschen liegen und somit per Definition Ultraschall genannt werden. Dass Menschen Ultraschall hören bzw. wahrnehmen können, ist zwar wissenschaftlich bewiesen, jedoch allgemein wenig bekannt. Zahlreiche Studien bestätigen, dass Ultraschall durch Knochenübertragung (ähnlich wie bei einer Stimmgabel) von Tauben und auch von Normalhörenden wahrgenommen wird. Prof. Lehnhardt [1] schreibt dazu [2]:

„Menschliches Ultraschallhören wurde während des letzten halben Jahrhunderts mehr als ein dutzend Mal unabhängig voneinander „entdeckt“, dokumentiert und wieder fallengelassen. So fremdartig schien das Konzept, dass Menschen den Hörumfang von Säugetieren wie Fledermäusen und Walen haben können. Ultraschallhören wurde eher in den Bereich der Zaubertricks abgetan, denn als Gegenstand wissenschaftlicher Forschung als betrachtet.“

Dabei reichen erste experimentelle Berichte bereits in das Jahr 1946 zurück. Dr. Roger Mass führte hinsichtlich des Phänomens des Ultraschallhörens alle notwendigen Beobachtungen durch [3]. 1991 berichtetet Lenhard et al., dass auf Ultraschall aufmodulierte menschliche Stimmen den primären Audio-Kortex aktivieren und von normalhörenden und tauben Versuchspersonen durch Schallleitung über den Schädelknochen wahrgenommen wird [4]. Nach aktuellem Kenntnisstand kann Ultraschall mittels Knochenleitung bis 120 kHz wahrgenommen werden. In den Versuchen wurde eine Ultraschallquelle, z. B. ein keramischen Vibrator, am Schädelknochen befestigt [5].

Interessanterweise werden sehr viele Studien zum Ultraschall hören in Japan [6] durchgeführt, wobei hier das Ultraschallhören nicht mehr in Frage gestellt, sondern versucht wird, die Mechanismen des Ultraschallhören aufzuklären. Mit Hilfe modernen Bild gebenden Verfahren wie Magnetoencephalographie (MEG) [7] und Positron-Emissionstomographie (PET) [8] erhoffen sich die Wissenschaftler neue Erkenntnisse insbesondere im Bereich der Tinnitus-Therapie und zur Entwicklung von Hörhilfen. Hosoi et al. konnte mit Hilfe der MEG im Jahre 1998 bestätigen, dass bei Ultraschall Bereiche des Audio-Kortex aktiviert werden.

Tatsächlich sind die Mechanismen der Wahrnehmung von knochenübertragenen Ultraschall nach wie vor unklar. Hierzu gibt es verschiedene Erklärungsansätze. Eine Hypothese schlägt vor, dass Ultraschall in niedrig-frequente Hörgeräusche transformiert wird [9] und Andere vermuten eine Beteiligung der Cochlear-Haarzellen [10] oder die vestibularen Haarzellen [11, 12].

Ultraschallhören über die Luft und der hypersonische Effekt

Mit speziellen Audio-Systemen wurden Versuchspersonen verschiedene Musikstücke oder Geräusche mit und ohne Ultraschallanteile angeboten. Es konnte dabei deutlich beobachtet werden, dass das Hinzufügen von Ultraschallanteilen einen erheblichen Unterschied macht. Die Versuchspersonen haben signifikant einen Unterschied feststellen können. Signale, die einen hohen Anteil an Ultraschall haben wie, das Zerstoßen von Glas und Schlagzeug wurden bei Übertragung des kompletten Frequenzbereiches deutlich realitätsnaher beurteilt. Musikstücke mit Ultraschallanteilen wurden voller und angenehmer empfunden [13,14].

Um diesen Phänomen weiter auf die Spur zu kommen, wurden während der Musikpräsentationen die Gehirnströme mittels EEG aufgenommen.

In den verschiedenen Versuchen wurde den Versuchspersonen Gamelan-Musik „Gambang Kuta“ aus Bali vorgespielt, da diese Musik bedeutenden Anteile oberhalb von 20 kHz aufweist.

In den Versuchen wurden 3 Bereiche aufgeteilt: - Kompletter Frequenzbereich - Frequenzbereich unterhalb von 22 kHz/26 kHz (je nach Studie) - Frequenzbereich oberhalb von 22 kHz/26 kHz (je nach Studie)

In allen Versuchen wurden deutlich höhere alpha-Aktivitäten gemessen, wenn die Versuchspersonen mit dem kompletten Frequenzbereich beschallt wurden und ihnen nicht nur Teilbereiche angeboten wurden. Ein höherer Ultraschallanteil erhöht den als angenehm empfundenen Schallpegel, verbessert den subjektiven Eindruck und steht im Einklang mit einer Zunahme des alpha-EEGs [15, 16, 17].

Die alpha-Aktivität stieg bei den Versuchspersonen innerhalb der ersten 20-30 Sekunden allmählich an, bis nach 40 – 70 Sekunden der Höchstwert erreicht wurde[18, 19]. Die Aktivität dauerte bis ungefähr 100 Sekunden nach Abschalten des Ultraschallanteils an [20].

Besonders interessant ist ein Versuch, in dem die Frequenzbereiche oberhalb und unterhalb von 22 kHz getrennt dargeboten wurden [21].

Wurden die hochfrequenten Bereiche ausschließlich über Kopfhörer übertragen (Körper und Kopf schallisoliert), war der Anstieg der alpha-Aktivitäten deutlich unterdrückt.

Wenngleich die Prozesse des Ultraschallhörens nicht geklärt sind, liegt es nahe, dass sie für den hypersonischen Effekt (erhöhtes alpha-EEG, erhöhter zerebraler Blutfluss, angenehmere Klangempfindung) verantwortlich sind. Es lässt sich jedoch festhalten, dass der hyposonische Effekt nur dann beobachtet wurde, wenn Körper und Kopf dem Ultraschall ausgesetzt waren.

Aufgrund der Resultate, kann die Ultraschallwahrnehmung nicht durch das luftschallempfindliche Gehör erklärt werden sondern eher durch einen bisher noch unbekannten Mechanismus. In jedem Fall ist festzustellen, dass Ultraschall das Zentralnervensystem erreicht.

Vom anthrophogenetischen Standpunkt aus gesehen, erscheint es auch logisch, dass der Mensch eine bestimmte Sensibilität für Ultraschall entwickelt hat. Natürliche Umgebungen wie tropischer Regenwald aber auch Vogelgezwitscher enthalten hohe Ultraschallanteile [20].

Diskussion

Die aufgezeigten wissenschaftlichen Experimente machen deutlich, dass

- Ultraschall wahrgenommen wird - aufmodulierte Informationen auch erkennbar wahrgenommen werden - Ultraschall die alpha-Schwingungen erhöht (hypersonic Effekt) - Ultraschall die Gehirnaktivität steigert (erhöhter zelebraler Blutfluss, Aktivierung des AudioKortex)

Die Studien über Ultraschallwahrnehmung mittels Knochenschall und Luftschall zeigen, dass es alternative Zugangspfade für die Übertragung von Ultraschall geben muss. Die Schalleinwirkungen sind offensichtlich auf den Körper erforderlich, denn eine konventionelle Aufnahme über das Mittelohr kann wohl ausgeschlossen werden.

Ein Erklärungsansatz von Lenhardt ist dahingehend, dass luftübertragenen Ultraschall möglicherweise über das Auge und Hirnflüssigkeit zum Innenohr geleitet wird, während Knochenschall direkt an das Ohr weiterleitet.

In jedem Fall sind es Schwingungen, die im Körper aufgenommen werden und im Innenohr verarbeitet werden können. Es spricht somit nichts dagegen, dass Ultraschall, der mittels Schallgebern und einem gewissen Schalldruck direkt auf den Körpergeben wird, die oben beschriebenen Effekte erzielt.

In ersten Tests konnte gezeigt werden, dass der Ultraschall mit dem ISONO Mentaltrainingssystem im Gehirn verarbeitet wird. Es hat sich sowohl eine Erhöhung der Alphawellen, eine Synchronisation der Gehirnhälften und eine Veränderung der Gehirnaktivität bei der Übertragung von verschiedenen Informationen gezeigt [22].

Aus aktueller wissenschaftlicher Sicht ist es schon lange nicht mehr gerechtfertigt, dass Ultraschallhören als Zaubertrick abgetan wird und Wirkungen nur auf esoterischen Glauben beruhen.

Wie es in wissenschaftlichen Studien üblich ist, sind die Fragestellung sehr eingegrenzt und Ergebnisse nicht übergreifend ausgewertet. Die Möglichkeiten, die das Ultraschallhören bietet und vom ISONO-Mentaltrainingssystem umgesetzt werden, haben sich der Wissenschaft noch gar nicht erschlossen.

In Zeiten in denen Neuro-Enhacement stark diskutiert wird [23], bietet die Technik von „Ultraschallhören über die Haut“ eine effektive und nebenswirkungsfreie Alternative zu Psychopharmaka.

Referenzen und Quellen:

1. Martin L. Lenhardt, Au.D., Ph.D. Professor Departments of Otolaryngology and Emergency Medicine, Virginia Commonwealth University, Richmond, VA 2. International Tinnitus Journal, Vol. 9, No. 2, 2003 3. Combridge JH, Ackroyd JO. Upper limit of frequency for human hearing. Nature 167:42–46, 1951; citing JH Combridge, JO Ackroyd, BIOS Final Report 606, 1946. 4. Lenhardt ML, Skellett R, Wang P, Clarke A. Human ultrasonic speech perception. Science 253:82–85, 1991. 5. Nishimura et al., “Ultrasonic masker clarifies ultrasonic perception in man”, Hearing Research 2003, Vol. 175, S.171-177. 6. S. Nakagawa1, M. Yamaguchi1, M. Tonoike1, H. Hosoi2, Y. Watanabe3, and S. Imaizumi“Characteristics of bone-conducted ultrasound perception revealed by neuromagnetic measurements: Effects of stimulation side on the auditory N1m“ 7. H. Hosoi, S. Imaizumi, T. Sakaguchi, M. Tonoike and K. Murata, ”Activation of the auditory cortex by ultrasound”, The Lancet 351, 496-497, 1998. 8. T. Sakaguchi, Y. Watanabe, H. Hosoi, S. Imaizumi, M. Tonoike, N Sadato, K. Murata and Y. Yonekura, “Auditory perception of boneconducted ultrasound”, Technical Report of IEICE US98-93, 9-16, 1999. 9. R.A. Dobie and M.L. Wiederhold, “Ultrasonic hearing”, Science 255, 1584-1585, 1992. 10. K. Ohyama, J. Kurasakari, and K. Kawamoto, “Ultrasonic electrocochleography in genue pig”, Hearing Research 17, 143-151, 1985 11. R.J. Bellucci and D.E. Schneider, “Some observations on ultrasonic perception in man”,Ann. Otol. Rhinol. Laryngol., 719-726, 1962. 12. M.L. Lenhardt, R. Skellett, P. Wang, and A.M. Clarke, “Human ultrasonic speech perception”, Science 253, 82-85, 1991. 13. Sugimoto et al, “Human perception model for ultrasonic difference tones”, Proceedings of the 24th IASTED International Conference, 16.-18. Feb. 2005, Innsbruck, Österreich 14. Nishiguchi et al., „Perceptual discrimination of very high frequency components in wide frequency range musical sound“, Applied Acoustics 2009, Vol. 70, S.921 15. Oohashi et al., “High frequency sound above the audible range affects brain electric activity and sound perception”, 91. Audio Engineering Society Convention 1991, Preprint No. 3207 16. Nakamura et al., “Analysis of music-brain interaction with simultaneous measurement of regional cerebral blood flow and electroencephalogram beta rhythm in human subjects”, Neuroscience Letters 275 (1999), S.222-226 17. Yagi et al., “Auditory display for deep brain activation: hypersonic effect”, Proceedings of the 2002 International Conference on Auditory Display, Kyoto, Japan, 2.-5. Juli 2002 18. Oohashi et al., “Inaudible high-frequency sounds affect brain activity: hypersonic effect”, Journal of Neurophysiology 83 (2000), S. 3548-3558 19. Oohashi et al., “Multidisciplinary study on the hypersonic effect”, International Congress Series 1226 (2002), S.27-42 20. Oohashi et al., “The role of biological systems other than auditory air-conduction in the emergence of the hypersonic effect”, Brain Research 1073-1074 (2006), S. 339-347 21. Yagi et al., “Auditory display for deep brain activation: hypersonic effect”, Proceedings of the 2002 International Conference on Auditory Display, Kyoto, Japan, 2.-5. Juli 2002 22. INSTITUT für KOMMUNIKATION und GEHIRNFORSCHUNG, Stuttgart 23. Gehirn und Geist 11/09