Allgemeine Psychologie des Menschen - Zusammenfassung (u.a. Anatomie und Physiologie) PDF

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Summary

Inhalte:
Sinnesapparate
Das Auge z.B. Aufbau
Farbwahrnehmung
Mustererkennung und Formwahrnehmung
Wahrnehmungsschwellen und Reaktionszeiten
Das Gedächtnis
Lernen, Denken und Entscheiden
u.v.m-...

Description

Allgemeine Psychologie Wahrnehmung 1 Sinnesapparate  Fernsinne: auf externe (Körperfremde) Stimulation spezialisiert = Exterozeptoren -

Sehen, elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen 380-780 nm, Photorezeptoren Hören, periodische Luftdruckschwankungen 20-20.000Hz, Rezeptoren der Basilarmembran (Cochlea) Tasten, mechanische Einwirkungen mit niedriger Frequenz, Tastkörperchen in Haut Riechen, chemische Stoffe, Chemo-Rezeptoren in Nasenschleimhaut Schmecken, chemische Stoffe, Papillen in Zunge

 Körpersinne: auf interne Stimulation spezialisiert = Enterozeptoren -

Bsp. Muskelspannung, Gleichgewichtssinn Ausnahme: Schmerz- und Temperatursinn können sowohl Exterozeptoren (in Haut) oder Enterozeptoren (in inneren Organen) sein

 Wechselwirkungen zwischen den Sinnen Bsp Gleichgewichtssinn und Sehsinn  Dominanz des Sehsinns! Verarbeitungsmodule  Sinnesapparate haben jeweils mehrere zentralnervöse Module die Teilaspekte der Sinnesinformation verarbeiten  Gehirn ist fähig zur Erkennung von Unterschieden in neuronalen Aktivität innerhalb eines Moduls, zur Integration der Aktivitäten  Sehsinn-Module: Helligkeit, Farbe, Bewegung, Größe, Räumliche Lage

Das Auge - Im Auge entsteht ein höhen- und seitenverkehrtes optisches Bild der Umwelt 1. Licht tritt durch Hornhaut (Cornea) ein 2. Durchquert vordere Augenkammer (gefüllt mit klarer Flüssigkeit) 3. Durchquert Pupille (Öffnung der lichtundurchlässigen Iris) Pupille verändert Größe um Menge des Lichts zu steuern 4. Bohnenförmige Linse verändert Form um Licht zu bündeln 5. Licht wandert durch Glaskörperflüssigkeit 6. Trifft auf Netzhaut (Retina)- Rezeptoren in Epitelschicht wandeln Reis in elektr. Reize

Zapfen und Stäbchen der Netzhaut - 120 Mio Stäbchen (rods) lichtempfindlicher, arbeiten am besten bei schwachem Licht - 6-7 Mio Zapfen (cones) Farbsehen, helles Licht -

in Netzhaut-Mitte (Fovea Centralis) fast nur Zapfen, in Netzhautperipherie fast nur Stäbchen, an Austrittsstelle des Sehnervs: Blinder Fleck

Sehschärfe - Visus = 1 / Auflösungsvermögen α in Winkelminuten (Kehrwert des in Winkelminuten angegebenen räumlichen Auflösungsvermögen des Auges) - Normal: 1.0 - Sehr gut: 2.0 - Sehwinkel α = Abmessung des Objekts / Entfernung des Objekts - 60 Winkelminuten = 1 Grad - Augenarzt testet kritischen Sehwinkel, wo Details gerade noch auflösbar sind - Mensch 1’ Auflösung, Wanderfalke 0,4’, Ratte 40’, Garnele 780’ - Gesichtsfeld wird ständig durch Blicksprünge abgetastet (4Saccaden/Min.), immer nur kleiner Ausschnitt scharf gesehen  beeinflussbar durch: Größe des rezeptiven Feldes, Rezeptorendichte (also Netzhautstelle) - Räumliches Auflösungsvermögen nimmt zur Gesichtsfeldperipherie hin sehr schnell ab

Helligkeitswahrnehmung - Lichtintensitäten werden vom Gehirn durch Frequenz der Aktionspotenziale von Nervenzellen kodiert: Je heller, desto höher elektr. Entladungsfrequenz - Übertragung der Lichtintensitäten in Helligkeitswahrnehmungen geschieht nicht linear - Grund: Refraktärphase und Ruheaktivität Methoden zur Bestimmung: 1. Bisection Method (Halbierungsmethode): wahrgenommene Helligkeit so einstellen, dass in Mitte von zwei Feldern  Lightness Scale von CIE Hellempfindungsfunktion (Stevens’ Gesetz): H= Konstante x Leuchtdichteß bei Sehen immer 1/3

(bei niedrigen Helligkeiten Halbierungsmethode nicht möglich) 2. Magnitude Estimation (Größenschätzung): einer empfundenen Helligkeit direkt Zahlenwert zuordnen Stevens’ Gesetz / Empfindungsstärke E= Konstante x Intensität ß

Netzhaut (Retina) - Rezeptoren - Bipolare Zellen (Kombination verschiedener Rezeptoren, senden Ergebnis an Ganglienzellen - Ganglienzellen (integrieren diese Impulse, deren Axone bündeln sich letztendlich zum Sehnerv) - Amakrin- und Horizontalzellen integrieren Informationen über Retina hinweg, senden keine Signale ans Gehirn Amakrinzellen (Verbinden Bipolar+Bipolar und Ganglien+Ganglien) Horizontalzellen (Verbinden Rezeptoren untereinander) Rezeptive Felder  Gruppe von Photorezeptoren sind in Netzhaut zu rezeptiven Feldern zusammengefasst (Bündelung durch horizontale Zellen) 1. On-Center/Off-Surround: Ganglienzelle reagiert am heftigsten wenn kreisrunder Bereich der Mitte beleuchtet wird, wenn seitlicher Rand beleuchtet, senkt Zelle ihre Aktivität ab und erhöht erst wieder wenn Licht weg, wenn gesamtes Feld beleuchtet: Gar keine Reaktion 2. Off-Center/On-Surround: bevorzugen Dunkelheit in Mitte und Licht an Seiten  zentrales Funktionsprinzip des Sehens! Wir sind daran angepasst, Änderungsgradienten der Beleuchtung zu entdecken Simultankontrast Optische Täuschung: Hermann-Hering-Gitter – man sieht die vertikalen und horizontalen Linien heller als die Kreuzungspunkte (Je stärker Ganglienzelle feuert, desto höher Helligkeitsempfinden.)

Neuronale Grundlagen Transport von Nervensignalen: Nervenfasern trifft in Gehirn auf weitere, Dendriten verbinden sich (Synapsen), Reizweiterleitung über Axon von Zellkörper ausgehend, erneute Verästelungen mit anderen Neuronen -

Ruhepotential: -70mV erhöhte Na+ Ionen außerhalb der Zelle, erhöhtes K+ innerhalb Zelle Aktionspotential: Spannungsanstieg auf +30mV Na+ Einstrom und etwas zeitversetzt K+Ausstrom Dieser Ionen-Strom wandert an Membran entlang Anschließend wieder Gleichgewicht an Membranstelle Kurze Refraktärzeit

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„Alles oder Nichts-Prinzip Vereinzelt auch Ruheaktivität/Spontanaktivität (geringe Frequenz) Rate an Aktionspotentialen pro Zeiteinheit (Impulsfrequenz) ist wesentlicher Informationsträger im Nervensystem, nicht etwa das Ausmaß der Spannungsänderung

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Aktionspotentiale lösen neurochemischen Vorgang an Synapse aus (Ausschüttung von Transmittern); Vesikel öffnen sich, schütten Transmitter aus, diffundiert durch synaptischen Spalt zu postsynaptischer Membran; Schlüssel-Schloss-Prinzip; Aufnahme des Transmitters ist ein Aulösereiz  exitatorisches postsynaptisches Potential : erregend  inhibitorisches PSP : hemmend (Verrechnung verschiedener Potentiale an postsynaptischer Membran und entweder Auslösung AP oder eben nicht)

Allgemeine Psychologie Wahrnehmung 2 (Farbwahrnehmung) Grundlagen: Photorezeptoren der Netzhaut Farbigkeit hängt von Wellenlängenspektrum des Lichts ab (Wellenlänge λ(Lamda ) : Abstand zwischen zwei Gipfeln benachbarter Wellen) - Einheit der Wellenlänge: Nanometer - Zur Wellenlänge reziproke Größe ist die Frequenz f in Einheit Hertz Hz = Je kürzer die Wellenlänge, desto höher die Frequenz.

menschliches Auge: reagiert auf Wellenlänge 380-780nm

Wellenlängenspektrum - Weißes Licht kann man mit einem Prisma in sein Wellenlängenspektrum zerlegen (Newton) - Lichtspektrum erscheint erst durch Auge und Gehirn farbig (psychophysiologischer Vorgang)

Freiheitsgrade der Farbe

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Man kann ca. 500 Helligkeitswahrnehmungen des Lichts in der Wellenlänge unterscheiden, ca. 20 Sättigungsgrade, 200 Farbtöne per Wellenlänge Wir könnten also an sich 2 Millionen Farben unterscheiden, letztendlich ist unser Gedächtnis für Farben aber nicht gut genug, weshalb es viel weniger sind

Modulare Verarbeitung Farbe und Helligkeit vom Gehirn zunächst getrennt wahrgenommen, Gesamtbild kommt ins Bewusstsein Photorezeptoren - Zapfen passen ihre Empfindlichkeit schneller an Dunkelheit an als Stäbchen, weshalb ihre minimale Absolutschwelle daher viel früher erreicht ist (Absolutschwelle: minimale Helligkeit eines Testfelds das wir gerade noch von absoluter Dunkelheit unterscheiden können) Dunkeladaptionskurve: - Zunächst in grelles, helles Licht; Netzhaut blenden; Unterschiedsschwelle steigt an (Helladaption) - Licht abschalten (Dunkeladaption): Absolutschwelle sinkt mit der Zeit ab; Lichtempfindlichkeit (der Kehrwert der Absolutschwelle) steigt also drastisch an - Um ein Testfeld erkennen zu können, muss es zunächst sehr hell gemacht werden - In den ersten Minuten der Dunkeladaption sehen wir Testfeld vor schwarzem Hintergrund farbig in schwachem dunklen Grün, notwendige Intensität wird zunehmend kleiner - Ab bestimmten Moment wird Testfeld nicht mehr farbig gesehen - Am Ende muss nur noch extrem schwach leuchten um soeben gesehen zu werden (allerdings nun nicht mehr farbig, obwohl immer noch gleiche Wellenlänge wie zu Beginn)  Zapfen vermitteln Farbsehen, deren minimale Schwelle ist wesentlich höher als bei Stäbchen  Stäbchen sind lichtempfindlicher, Zapfen adaptieren allerdings schneller an Dunkelheit (erreichen schneller minimale Schwelle)  Erkennbarkeitsschwelle bestimmt durch den Rezeptor mit der geringsten Schwelle

 Solange Zapfen beim Sehen aktiv sind: photopisches Sehen  Stäbchen: skotopisches Sehen (keine Farbe sondern nur Helligkeit) Spektralempfindlichkeit - Stäbchen: fast im gesamten sichtbaren Wellenlängenbereich ansprechbar, sehr hohe Lichtempfindlichkeit, gut für Nachtsehen - Zapfen: 3 verschiedene Zapfenarten mit unterschiedlichen Wellenlängen, für die sie maximal empfindlich sind , geringe Lichtempfindlichkeit o S-Zapfen (short-wave) o M-Zapfen (medium-wavelength) o L-Zapfen (long-wavelength) (nicht aber: Rot-, Grün-, Blauzapfen)  Trichromatische Farbtheorie: Unterschiedliche Wellenlängen geben Gehirn Hinweis auf Farbe  absolute Lichtempfindlichkeit der S-Zapfen ist sehr gering, es gibt viel weniger SZapfen, Wk, dass sie ein Lichtquant absorbieren, somit viel geringer (In Fovea gar keine S-Zapfen)  Im Durchschnitt: L- zu M-Zapfen 2:1 Additive Farbmischung (herausgefunden durch Experimente mit Colorimeter) Rot+Blau=Magenta Grün+Blau= Cyan Rot+Grün+Blau= WEISS (Je mehr Wellenlängen das Licht beinhaltet, desto weißer wird Fläche empfunden) Metamere = Mischungen von Wellenlängen, die zur selben Farbwahrnehmung führen Gesetz der Farbmischung - Farbsichtige (normale Trichromaten) können Wahrnehmungsgleichheit von Kombinationen von drei Wellenlängen variabler Intensität und einer Wellenlänge konstanter Wellenlänge herstellen Komplementärfarben - Komplementärfarben (auf dem Farbkreis gegenüberliegend) lassen sich additiv zu Weiß mischen, FARBLOS und nicht Mischfarbe (Ausnahme bestimmte Grüntöne) Gegenfarben (Theorie laut Hering) - Komplementärfarben mischen sich zu Weiss d.h. heben sich auf - Farbige Nachbilder haben die Komplementärfarbe zum adapt. Farbton - Gegenfarben-Mechanismen: Rot/Grün und Blau/Gelb

Physiologie des Farbsehens 1. Stufe - In Netzhaut drei Zapfenarten, deren Pigmente unterschiedliche Absorptionsspektren aufweisen und für verschiedene Wellenlängen empfindlich sind - Wellenlängenspektrum des Lichts das von gesehenem Gegenstand ausgeht, wird durch relative Aktivität der Zapfenarten verschlüsselt/kodiert - Dabei summieren sich die Aktivitäten der L-und M-Zapfen zu einem Kanal, werden aber auch getrennt zur zweiten Stufe weitergereicht, Aktivität der S-Zapfen wird separat auf erster Stufe weitergereicht 2. Stufe - In Netzhaut und Teilen des Gehirns finden sich Gegenfarbenzellen - M-L Zellen: am stärksten wenn mittelwelliges Licht in rez. Feld fällt, senken Aktivität bei langwelligem Licht (Rot--Grün+-Antagonismus) M-Zapfen auf die Neuronen geschaltet, die erregend wirken; L-Zapfen auf die, die hemmen - L-M Zellen: L-M Antagonismus (Rot+-Grün—Antagonismus) - (L+M)-S: Gelb erregend/Blau hemmend - S-(L+M): Blau erregend / Gelb hemmend  relative Aktivität der farbkodierenden Neuronen bestimmt, ob eine wahrgenommene Farbe in den Grün- rot- Gelb- oder Blaubereich fällt (diese Verschaltung erklärt auch, weshalb wir Nachbilder in ihrer jeweiligen Komplementärfarbe sehen, da die aktiven Neuronen ermüden und die nicht-ermüdeten bei anschließend weißer Fläche aktiv sind

Farbanomalien

Allgemeine Psychologie Wahrnehmung 3 – Mustererkennung und Formwahrnehmung Vom Auge zum Cortex

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Chiasma opticum= Sehnervenkreuzung Sehstrahlung= aufgefächerte Fortsetzung der Sehnerven Visueller Cortex= visuelle Areale der Großhirnrinde

 die beiden Netzhäute projizieren über den Sehnerv zum Mittelhirn (thalamus) und zu den visuellen Arealen der Großhirnrinde (die linken Netzhauthälften projizieren zur linken Hirnhälfte, die rechten zur rechten Hirnhälfte; Ausnahme: Fixationsort, der zu beiden Hälften geht) Sehnervenfasern überkreuzen sich am Chiasma Opticum nur teilweise: - Die nasalen Hälften zur gegenüberliegenden Hirnhälfte - Die temporalen (zur Schläfe hin) in gleich Hirnhälfte  Wichtig für zweiäugiges/binokulares Sehen - Ausnahme: fovea Centralis/Fixationsort zu beiden projiziert Unterschiedliche Typen von Neuronen: - Magnozelluläre Neuronen – Wo?-Pfad: räumliche Information (Bewegung) - Parvozelluläre Neuronen – Was?-Pfad: Muster- und Formerkennung Gestaltfaktoren (unwillentlich stattfindende Phänomene der Wahrnehmungsgruppierung) - Nähe - Ähnlichkeit - Gemeinsame Bewegung - Fortlaufende Linie - Geschlossenheit  helfen der Wahrnehmung bei der Figur-Grund-Seperation  zeigt eine Prägnanz-Tendenz (gesehen Dinge zu einer vollständigen, möglichst einfachen Gestalt zu gruppieren)

Texturwahrnehmung - Durch unterschiedliche Dichte - Unterschliedliche mittlere Helligkeiten - Variation des Kontrasts - Gemeinsame Bewegung - Unterschiedliche Regularität - Verschiedener Orientierung Neurophysiologie  Kolineare Zusammenschaltung von kreisrunden rezeptiven Feldern ergibt einen Liniendetektor / Balkendetektor (dann erregt, wenn Hell-Dunkel-Kanten mit ganz bestimmter Orientierungsrichtung im rezeptiven Feld zum Abbild kommen; andere reagieren auf bestimmte Linienbreite = end-stopped cells) -

Retina: annähernd runde rezeptive Felder (antagonistische Verschaltung führt zu Phänomenen der Kontrastverstärkung an Hermann-Hering-Gitter)

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Visueller Cortex: längliche rezeptive Felder, die auf bestimmte Orientierung, Breite, Länge von Konturen optimal ansprechen (Balkendetektoren, Kantendetektoren)  Eine Stelle auf der Netzhaut wird im visuellen Cortex mehrmals verarbeitet!

Modell 1: Kooperativ-kompetitive Netzwerke = gegenseitige Bahnung von gleich oder ähnlich orientierten und gegenseitige Hemmung von stark unterschiedlich orientierten Detektoren Modell 2: Modell der Merkmalsdetektoren Gemeinsame Aktivität von Orientierungsdetektoren führt zu Merkmalserkennung, Orientierungsdetektoren bilden neuronale Untereinheiten zur Erkennung von komplexeren visuellen Merkmalen (Beispiel: Erkennung des Buchstaben A mit mehreren Eckpunkten...) Modell 3: Symbolerkennung = Zuordnung von visuellen Merkmalen zu sprachlichen Lauten Paarassoziation, symbolische Verarbeitung ist Grundlage der Semantik -

Je nach Kontext werden identische Muster als unterschiedliche Buchstaben identifiziert Wort- und Satzkontext schafft Redundanz

Informationsverarbeitung bei der Erkennung von Symbolen - Bottom-up: von einfachem visuellen Merkmal zu komplexen Bedeutungsträgern - Top-Down: abwärts gerichtete Flüsse

Allgemeine Psychologie Wahrnehmung 4 – Der Gehörsinn -

Grundlage des Hörens: Schallwellen Schall: mechanische Welle, braucht zur Ausbreitung ein dichtes Medium (Luft, Wasser, Festkörper) – Luftdruckkompressionen – und dekompressionen Benötigt bereits zur Entstehung bewegte Materie Schallgeschwindigkeit in Luft: etwa 340 m/s, in dichteren Medien ist Schallgeschwindigkeit schneller, Vakuum: keine Schallleitung Im Unterschied zu Licht, ist der Schall langsam Bsp. Gewitter Hörbarer Schall: 20-20.000Hz 20.000 Hz = Ultraschall

während einer kompletten Schallschwingung: Umgebungsdruck einmal erhöht und einmal erniedrigt Bsp. Lautsprechermembran: komprimiert und dekomprimiert Luft im periodischen Wechsel (Über-und Unterdruck) Schalldruck: Schallstärke = Ausmaß der Membranauslenkung bestimmt die Amplitude der Luftdruckschwankung Schallfrequenz = Häufigkeit, mit der die Membran pro Sekunde hin und her schwingt

Dimensionen

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Amplitude bestimmt Schalldruck (ausschlaggebend für Lautstärke gemessen in decibel dB), sowie psychologisch wahrgenommene Lautheit ausgedrückt in Sone Frequenz gemessen in Hz: o Reine Töne: einzelne Frequenz bestimmt Tonhöhe o Vielfache der Grundfrequenz: Klandfarbe o Beliebige Frequenzverhältnisse: Geräuschcharakteristik

Schalldruck und Lautstärke - Lautstärke-Schalldruckpegel sdp: L=20Log (p/p0) dB sdp (hier wird mit 20 gerechnet weil Grundlage die Schallintensität und nicht der Schalldruck war) - Absolutschwelle des Hörens: 20 μ Pa ; Schmerzschwelle 140dB (200Pa) - Pascal: Einheit des Drucks (1Micropascal = der millionste Teil davon) - Lautstärke in decibel

Isophone = Kurven gleicher Lautstärke (kennzeichnen die Lautstärke, die ein Ton mit bestimmter Frequenz haben muss, um genauso laut empfunden zu werden wie einer mit gegebener Frequenz (hier 1000Hz)

Altersschwerhörigkeit: Alte benötigen mehr Schalldruck als junge Menschen, um derart hohe Töne gleich laut wie einen 1000Hz Ton zu hören (Isophonkurve steigt bei Alten für hohe Frequenzen also deutlich steiler an) Lautheit (Die Sone-Skala) =wahrgenommene Lautheit ist eine Potenzfunktion des Schalldrucks (siehe Stevens’ Gesetz) (Exponent kleiner als 1, so wie bei Helligkeitswahrnehmung) Schalldruck, Lautstärke und Lautheit Für L>40 dB gilt: Bei Anstieg der Lautstärke um 10dB verdoppelt sich die Lautheit.

Wahrnehmung einer Frequenzmischung - Farbsehen: die einzelnen Mischkomponenten gehen in der visuellen Wahrnehmung komplett verloren (Bsp. Additive Mischung von Rot und Grün = monochromatisches Gelb) - Hören: Frequenzzusammensetzung von Klängen geht nicht komplett verloren, Akkorde können in Einzeltöne unterschieden werden, weil: Gehör nimmt Frequenzzerlegung des Schalls vor Maskierungsgeräusche = erhöhen die Schwelle eines Testtons, auch wenn der Testton eine andere Frequenz hat Anatomie des Hörorgans

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Schall erreicht durch Gehörgang (Hörkanal= das Trommelfell und bringt es zum Schwingen Schwingungen werden durch Gehörknöchelchen(Hammer, Amboß, Steichbügel) im Mittelohr weitergeleitet zum Eingang der Cochlea (Hörschnecke) Schallverstärkung, weil Steigbügel mit viel kleineren Fläche auf ovales Fenster (Eingang zur Hörschnecke) drückt als Trommelfell auf Hammer, zusätzlich Hebelwirkung zwischen Hammer und Amboß Die Hörschnecke ist mit Flüssigkeit gefüllt, und durch Druck des Steigbügels entsteht eine Stoßwelle, die an der Basilarmembran der Cochlea entlang wandert Das Cortische Organ in Hörschnelle ist mit Rezeptorzellen (Haarzellen) besetzt, die durch Verformung der Membran verbogen werden und elektrisches Rezeptorpotenzial erzeugen (physiologische Grundlage des Hörens) Verformung wandert entlang der Membran in Hörschnecke und wechselt dann wieder Richtung und wandert heraus (wellenförmige Deformation der Hörschnecke)

Hörschnecke: - wird zum Inneren hin schmäler, was die Wandelwelle in Cochlea selbst verstärkt - wellenförmige Membrandeformation erreicht ihr Maximum umso weiter vom Steigbügel entfernt, je tiefer die Frequenz des Geräuschs ist  Tonfrequenz wird durch den Ort der stärksten Rezeptoranregung auf Membran kodiert Hören und Sprache - Wernicke-Areal: Zentrum des Sprachverstehens – Assoziation von gesehenen Buchstaben zu gespeicherten Sprachphonemen und Assoziation von gehörten Lauten zu Sprachphonemen - Broca-Zentrum: Sprachproduktion (weiter hinten) – wer hier also Schädigung hat, kann Sprache noch verstehen, hat aber Probleme bei Produktion Richtungshören 1. Auswertung von Laufzeitunterschieden von Schallsignalen zwischen den beiden Ohren (funktioniert nicht, wenn Schall genau von vorne) 2. Lautstärkepegeldifferenz zwischen den beiden Ohren (Kopf schattet anderes Ohr ab, funktioniert aber nur bei hoher Frequenz gut, weil sonst Wellenlängen größer als Breite des Schädels und somit kein Schallschatten) 3. Asymmetrien der Form und Lage der Ohrmuscheln (sorgen dafür dass jedes Ohr andere Klangcharakteristik, durch Frequenzanalyse kann Hörsinn somit Quelle orten) funktioniert hauptsächlich wenn Schall von vorne -

Das Schlechteste räumliche Hörvermögen haben wir wenn Schall von hinten kommt

Hördefizite Schallleitungsbedingt (Ursache im äußeren Gehörgang oder Mittelohr) - Gehörgang verstopft (Ohrenschm...