DE19719989B4

DE19719989B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Trainieren der auditiven Ordnungsschwelle

Info

Publication number: DE19719989B4
Application number: DE19719989A
Authority: DE
Inventors: Egon Fred Warnke
Original assignee: Individual
Current assignee: Meditech Electronic GmbH
Priority date: 1997-05-13
Filing date: 1997-05-13
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2017-05-14
Also published as: DE19719989A1

Abstract

Verfahren zum Trainieren der auditiven Ordnungsschwelle eines Menschen unter Verwendung von zwei definiert aufeinander folgenden auditiven Sinnesreizen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder dieser beiden Sinnesreize eine Dauer von mehr als einem Impuls hat und somit einen Burst darstellt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trainieren der auditiven Ordnungsschwelle eines Menschen, auf eine Vorrichtung zum Festellen und/oder Trainieren der auditiven Ordnungsschwelle eines Menschen und auf die Venrvendung von wenigstens zwei in einem zeitlichen Abstand aufeinander auffolgenden auditiven Sinnesreize für ein Verfahren zum Feststellen und/oder Trainieren der auditiven Ordnungsschwelle eines Menschen.

Unter der Ordnungsschwelle wird in der Wahrnehmungs-Psychologie diejenige Zeitspanne verstanden, die zwischen zwei Sinnesreizen verstreichen muss, damit diese getrennt wahrgenommen und in eine zeitliche Reihenfolge, also eine Ordnung, gebracht werden können. Ausführliche Beschreibungen der Ordnungsschwelle und ihrer Bedeutung für die zeitliche Verarbeitung von Reizen in allen Sinnesbereichen finden sich in Prof. Ernst Pöppel „Grenzen des Bewußtseins", DVA Stuttgart (1985), ISBN 3421027358, Seiten 36-42; in J. Ilmberger „Auditory Excitability Cycles in Choice Reaction Time and Order Threshold", Naturwissenschaften 73 (1986), S. 743-744; in N. v. Steinbüchel, J. Ilmberger, E. Pöppel „Selective Improvement of Auditon Order Threshold in Aphasic Patients", INTER-NATIONAL JOURNAL OF PSYCHOPHYSIOLOGY, 11 (1991), S. 78, in S. E. Veit „Sprachentwicklung, Sprachauffälligkeit und Zeitverarbeitung – eine Longitudinalstudie", 1992, Dissertation an der Ludwig-Maximilians-Universität zu München, sowie in F. Warnke, „Takt des Gehirns ...", VAK-Verlag Freiburg, (1995), ISBN 3924077711.

Diese ausführlichen Literaturangaben werden gemacht, um eine Verwechselung der Ordnungsschwelle mit der Reaktionszeit zu vermeiden. Der deutliche Unterschied zwischen der Ordnungsschwelle und der Reaktionszeit wird vor allem in den beiden erstgenannten Literaturstellen herausgestellt. Die Reaktionszeit ist nämlich diejenige Zeitspanne, die ein Mensch benötigt, um überhaupt auf einen Sinnesreiz zu reagieren. Sie beträgt nach Prof. Pöppel und Dr. Ilmberger stets ein ganzzahliges Vielfaches der Ordnungsschwelle. So stellt die Ordnungsschwelle gewissermaßen die innere Taktfrequenz unseres Gehirns dar. Eine Beschleunigung dieser inneren Taktfrequenz beispielsweise im auditiven Bereich führt fast regelmäßig zu einer Verbesserung der sprachlichen Kompetenz des betreffenden Menschen. In der Patentschrift der Bundesrepublik Deutschland DE 43 18 336 C1 „Verfahren und Vorrichtung zum Training der menschlichen Ordnungsschwelle", angemeldet am 2. Juni 1993, erteilt am 1. Juni 1994, wurde geschützt, dass sich die Ordnungsschwelle in Sinnesbereichen mit höheren, also langsameren Ordnungsschwellenwerten an Sinnesbereichen mit niedrigeren, , also schnelleren Ordnungsschwellenwerten systematisch durch synchrone Darbietung von Reizen im auditiven und/oder visuellen und/oder kinästhetischen Sinnesbereich trainieren läßt.

Um die Ordnungsschwelle beispielsweise im Hörbereich zu messen, werden der Versuchsperson nach dem bisherigen Stand der Technik über einen Stereo-Kopfhörer nacheinander zwei kurze Klicks in festgelegtem Zeitabstand und in einer Zufalisreihenfolge rechts-links bzw. links-rechts zugespielt. Welcher der beiden Klicks jeweils zuerst ertönen wird, läßt sich also nicht voraussagen. Die Versuchsperson soll nach jedem Klickpaar lediglich angeben, ob der linke oder der rechte Klick als erster zu hören war. Der Untersucher verändert entweder selbst oder über einen vorbestimmten Algorithmus den Abstand der beiden Klicks voneinander beispielsweise im Bereich zwischen 100 und 20 Millisekunden und stellt dann fest, bei welchem Zeitabstand zwischen den beiden Klicks die Versuchsperson noch 80°l° der Klickpaare richtig zugeordnet hat.

Dieser Zeitabstand wird dann als die gegenwärtige auditive Ordnungsschwelle dieser Versuchsperson bezeichnet. Sie liegt bei gesunden Erwachsenen zwischen 30 ... 40 Millisekunden, kann aber bei einzelnen Menschen in bestimmten Sinnesbereichen ständig oder kontextabhängig nur zeitweilig auch erheblich darüber liegen, ohne daß dieser Tatsache ein Krankheitswert zuzuschreiben wäre. Die visuelle Ordnungsschwelle wird nach derselben Meßmethode durch zwei nebeneinander aufblitzende Leuchtdioden ermittelt, deren Reihenfolge ebenfalls von der Versuchsperson zu benennen ist. Die kinästhetische bzw. taktile Ordnungsschwelle wird dementsprechend durch zwei aufeinanderfolgende taktile Sinnesreize ermittelt.

Bei den im Verlauf dieser Beschreibung wiederholt erwähnten „Klicks" im auditiven Sinnesbereich handelt es sich nach dem bisherigen Stand der Technik durchweg um jeweils einen Rechteckimpuls mit einer Dauer von einer Millisekunde. Solche Impulse ließen sich schon Mitte der achtziger Jahre bei Beginn der Untersuchungen von Prof. Pöppel mühelos elektronisch erzeugen. Sie wurden jedoch bis zum heutigen Tage beibehalten. Wird ein derartiger Klick einem Kopfhörersystem zugeführt, so entsteht akustisch durch den auslösenden elektrischen Impuls eine gedämpfte Schwingung der Kopfhörermembran, die sich als obenwellenreiche Luftschwingung mit einer Grundfrequenz von 500 Hertz dem Ohr mitteilt. Dieser Tatsache und ihren Auswirkungen ist bei allen bisherigen Veröffentlichungen über die Ordnungsschwelle keine Bedeutung zugemessen worden. Tatsächlich aber hat sich bei Reihenmessungen der Ordnungsschwelle mit Menschen unterschiedlichen Alters immer wieder herausgestellt, daß es offenbar mindestens zwei Möglichkeiten einer Fehlmessung der Ordnungsschwelle gibt:

1. Die Testperson orientiert sich nicht an der Klickreihenfolge, sondern an einem von ihr wahrgenommenen Unterschied in der Klangfarbe der beiden Schallereignisse. Da mögliche technische Ursachen, wie unterschiedliche Frequenzgänge der beiden Kopfhörersysteme oder eine Verpolung derselben ausgeschlossen wurden, dürften unterschiedliche Gehörgangsresonanzen der beiden Ohren der Testperson ursächlich sein. Reihenmessungen von deutschen Hörgeräteakustikern, die bei zahlreichen beidohrigen Hörgeräteanpassungen die Gehörgangsresonanzen beider Ohren durch In-situ-Messungen festgestellt und dokumentiert haben, lassen erkennen, daß unterschiedliche Gehörgangsresonanzen recht häufig vorkommen.
2. Die Testperson orientiert sich nicht an der Klickreihenfolge, sondern an einem von ihr vermeintlich wahrgenommenen Unterschied in der Tonhöhe der beiden Schallereignisse. Hier dürfte eine Diplacusis die Ursache sein, d. h. die Testperson nimmt den oberwellenreichen Klick mit seiner Grundfrequenz von 500 Hertz tatsächlich auf beiden Ohren unterschiedlich hoch wahr und orientiert sich daran. Unter Diplacusis versteht man im engeren Sinne die Erscheinung, daß ein Mensch ein und denselben Ton über seine beiden Ohren doppelt, also in verschiedener Tonhöhe, wahrnimmt. Darüber hinaus haben Psychoakustiker jedoch festgestellt, daß die beiden Ohren jedes Menschen eine voneinander mehr oder weniger stark abweichende Tonhöhenempfindung haben, was ebenfalls als Diplacusis bezeichnet wird. (Siehe u. a. G. van Brink „Dichotic pitch fusion", Journal of the Acoustic Society of America 59(6), Juni 1976, Seiten 1471-1476, ferner Edward M. Burns „Pure-tone pitch anomalies" Journal of the Acoustic Society of America 72(5), November 1982, Seiten 1394-1402, und C. Menke „Möchten Sie Ihre binaurale Fusion testen?", ELV-Journal 2/1995, Seiten 34-38). Dieses Phänomen wird den zahlreichen von dieser Erscheinung betroffenen gesunden Menschen normalerweise weder bewußt noch stört es sie, weil alle Menschen ja fast ausnahmslos mit beiden Ohren gleichzeitig dasselbe hören, so daß dann die binaurale Fusion der beiden unterschiedlichen Tonhöheneindrücke erfolgt. Dies kann somit als Erklärung für die Angaben von zahlreichen Versuchspersonen gelten, die beiden Klicks hätten eine unterschiedliche Tonhöhe, obwohl dies meßtechnisch nachweislich nicht der Fall ist.

Wenn aber diese beiden Möglichkeiten einer Ersatzstrategie beim Messen der Ordnungsschwelle unkontrolliert häufig vorkommen können, muß das Prinzip der bisheri gen Methode der Ordnungsschwellenmessung unter Verwendung von Klicks, also von Rechteckimpulsen mit einer Dauer von einer Millisekunde, überhaupt infragegestellt werden. Denn es wäre zeitlich und aufwandsmäßig bei jeder der inzwischen immer häufiger durchgeführten Messungen der Ordnungsschwelle weder zu vertreten, die Gehörgangresonanzen beider Ohren der Versuchspersonen miteinander zu vergleichen, noch bei den betreffenden Versuchspersonen das Vorhandensein einer binauralen Diplacusis festzustellen.

Die Erfindung hat sich deshalb zur Aufgabe gestellt, die an sich als wichtige Aussage für die zentrale Hörwahrnehmung und Hörverarbeitung bewährte Methode der auditiven Ordnungsschwellenmessung mittels zweier nacheinander angebotener Sinnesreize dadurch sicherer zu machen, dass anstelle der herkömmlichen Klicks, d.h. der Rechteckimpulse von je einer Millisekunde, geeignetere Reize verwendet werden, mit denen die oben beschriebenen Fehlmessungen bei einer zahlenmäßig recht großen Gruppe der Bevölkerung vermieden werden. Die erfindungsgemäße Verbesserung des Messverfahrens der auditiven Ordnungsschwelle geht dabei weiterhin von dem im Prinzip bekannten und oben ausführlich dargestellten manuellen oder durch geeignete Algorithmen automatisierten Ablauf zum Messen der Ordnungsschwelle aus. Lediglich die in den beiden auditiven Sinnesreizen enthaltene Information wird so gestaltet, dass die oben erläuterten Fehlmessungen und weitere, möglicherweise noch nicht im einzelnen erkannte Ursachen von Fehlmessungen weitestgehend ausgeschlossen werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1, durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 11 und durch die Verwendung von wenigstens zwei in einem zeitlichen Abstand aufeinander auffolgenden auditiven Sinnesreizen mit den Merkmalen nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß werden dazu anstelle der bisher benutzten beiden auditiven Sinnesreize mit je einem Schwingungszug von einer Millisekunde zwei Bursts aus mehreren aneinandergereihten Schwingungszügen verwendet. Um die oben genannten Ersatzstrategien zu umgehen und einen nicht tonal identifizierbaren auditiven Sinnesreiz zu erzeugen, werden erfindungsgemäß in jedem der beiden Bursts mehrere Einzelschwingungen unterschiedlicher Dauer und somit auch unterschiedlicher Frequenz in einem beliebigen Ausschnitt innerhalb des menschlichen Hörbereichs, also zwischen 20 und 20.000 Hertz, aneinandergereiht. Dies kann in einer Ausbildung der Erfindung gemäß 1, in der nur ein Burst abgebildet ist, mit einem Sweep aus Einzelschwingungen mit Rechteckform geschehen. In einer weiteren Ausbildung der Erfindung werden gemäß 2 statt der Einzelschwingungen mit Rechteckform beispielsweise auch Einzelschwingungen mit Dreiecksform, gemäß 3 auch Einzelschwingungen mit Sinusform oder auch Einzelschwingungen beliebiger anderer Wellenformen zu diesen beiden Bursts aneinandergereiht. Diese Bursts können, wie aus den Abbildungen zu erkennen, sowohl aufsteigende als auch absteigende Einzelschwingungsdauern, aber auch – ohne Abbildung – unstetige Einzelschwingungsdauern aufweisen. Ferner kann gemäß 4, in der beide Bursts abgebildet sind, von den beiden aufeinanderfolgenden Sinnesreizen der erste eine aufsteigende und der, zweite eine absteigende Einzelschwingungsdauer oder umgekehrt erhalten. In einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann beispielsweise auch weißes oder farbiges Rauschen für diese beiden Bursts verwendet werden.
Es sei darauf hingewiesen, daß die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht als Begrenzung des Erfindungsgedankens anzusehen sind, sondern daß vielmehr Veränderungen und Abwandlungen vom Fachmann leicht durchgeführt werden können, ohne den Grundgedanken und den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

Verfahren zum Trainieren der auditiven Ordnungsschwelle eines Menschen unter Verwendung von zwei definiert aufeinander folgenden auditiven Sinnesreizen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder dieser beiden Sinnesreize eine Dauer von mehr als einem Impuls hat und somit einen Burst darstellt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bursts aus Einzelschwingungen beliebiger Kurvenform bestehen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bursts aus Einzelschwingungen mit Rechteckform zusammengesetzt sind.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bursts aus Einzelschwingungen mit Dreicksform zusammengesetzt sind.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bursts aus Einzelschwingungen mit Sinusform zusammengesetzt sind.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die beiden Bursts aus Einzelschwingungen mit unstetig veränderter Dauer zusammengesetzt sind.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bursts aus Einzelschwingungen mit gegenläufig veränderter Dauer zusammengesetzt sind.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bursts aus weißem Rauschen bestehen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bursts aus farbigem Rauschen bestehen.
Verwendung von wenigstens zwei in einem zeitlichen Abstand aufeinanderfolgenden auditiven Sinnesreizen für ein Verfahren zum Feststellen und/oder Trainieren der auditiven Ordnungsschwelle eines Menschen, wobei jeder der beiden Sinnesreize eine Dauer von mehr als einem Impuls hat und somit einen Burst darstellt.
Vorrichtung zum Feststellen und/oder Trainieren der auditiven Ordnungsschwelle eines Menschen unter Verwendung von zwei definiert aufeinanderfolgenden auditiven Sinnesreizen, welche einem Kopfhörersystem zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Sinnesreize eine Dauer von mehr als einem Impuls hat und somit einen Burst darstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Sinnesreize eine Dauer von mehr als eine Milisekunde aufweist.
Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Burstsignale nach einem der Ansprüche 2 bis 10 dem Kopfhörersystem zuführbar sind.