Geige oder Cello?

Preisgekrönte Arbeit an der Neurologischen Universitätsklinik Heidelberg stellt fest, dass unser Gehirn Streichinstrumente nach ihrer Größe sortieren kann

Ein Cello ist größer als eine Geige. Das erkennt unser Gehirn, noch bevor wir den wahrgenommenen Ton bewusst einem der beiden Instrumente zugeordnet haben. Vor allem musikalische Menschen nehmen diesen Unterschied wahr.

Der passionierte Geiger Martin Andermann hat sein Hobby zur Wissenschaft gemacht. In seiner Diplomarbeit an der Neurologischen Universitätsklinik Heidelberg zeigte Martin Andermann erstmals, dass das Gehirn bei gleicher Tonhöhe spezifisch auf Unterschiede in der Instrumentengröße reagiert. Dafür untersuchte er die Gehirnströme von Testpersonen mit der sehr empfindlichen Messmethode der Magnetenzephalographie.

Für sein Diplomarbeit, die im Rahmen einer von Professor Dr. Werner Hacke, Direktor der Neurologischen Universitätsklinik, initiierten Kooperation mit dem Psychologischem Institut der Universität entstanden ist, wurde er mit dem Franz Emanuel Weinert-Gedächtnispreis 2008 des Psychologischen Instituts der Universität Heidelberg für herausragende Diplomarbeiten ausgezeichnet. Ziel der Zusammenarbeit zwischen Neurologen und Psychologen ist es, subjektive Sinneseindrücke und messbare Nervenzellaktivität zu verknüpfen, um die komplexen Vorgänge bei der Reizverarbeitung im Gehirn besser zu verstehen.

Klang erzeugt im Gehirn eine Größenvorstellung

Klänge enthalten Informationen über ihre Quelle, die das Gehirn automatisch auswertet. Schon gesprochene Vokale reichen aus, um dem Zuhörer eine ungefähre Vorstellung von der Größe des Sprechers zu vermitteln und ihn verschiedene Sprecher nach ihrer Größe ordnen zu lassen.

Ob dies auch bei der Unterscheidung von Instrumenten funktioniert, untersuchte Martin Andermann in der Sektion Biomagnetismus der Neurologischen Universitätsklinik Heidelberg unter Leitung von Dr. André Rupp erstmals mit Hilfe der Magnetencephalographie (MEG). Sie misst geringe Magnetfelder, die durch aktive Nervenzellen in der Großhirnrinde erzeugt werden erfasst die Aktivität von Hirnarealen mit hoher Zeitauflösung. Für die Versuche wählte Martin Andermann Violine und Violoncello aus, die sich in Klangfarbe und Tongebung ähneln.

Je musikalischer der Mensch, desto stärker reagiert sein Gehirn auf Größenunterschiede

Das MEG zeigte: Dieselbe Tonreihe löste jeweils eine andere Reaktion in bestimmten Hirnregionen aus, nur 120 Millisekunden nach Anspielen des ersten Tons. "Wir gehen davon aus, dass bei dieser schnellen Reaktion die bewusste Beurteilung der Größe durch den Zuhörer noch keinen Einfluss nehmen kann. Das Gehirn erkennt ganz automatisch, ob sich die Größe des Instruments ändert", so Martin Andermann. Wie stark die Reaktion des Gehirns ist, hängt allerdings von zwei Faktoren ab: Bei musikalischen Versuchspersonen und bei Probanden, die in einem komplexen Ton eher die Obertöne als den Grundton wahrnahmen, fiel die Reaktion des Gehirns signifikant stärker aus. "Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass unser Gehirn jedem harmonisch komplexen Ton Informationen über die Größe der Quelle entnehmen kann, nicht nur bei Sprache."

Dem Thema "Hörverarbeitung im Gehirn" bleibt der Diplom-Psychologe auch bei seiner Promotion treu: In einem interdisziplinären Projekt von Neurologischer Universitätsklinik und der Arbeitsgruppe Klinische und Experimentelle Audiologie an der Universitäts-HNO-Klinik untersucht er, wie Menschen mit Cochlea-Implantaten Töne im Störschall wahrnehmen.

Der Franz Emanuel Weinert Preis, den das Psychologische Institut der Universität Heidelberg jährlich für herausragende Diplomarbeiten in Psychologie vergibt, erinnert an den bedeutenden deutschen Psychologen und ehemaligen Professor der Universität Heidelberg Franz Emanuel Weinert. Er galt als international führender Forscher der Entwicklungspsychologie und Pädagogischen Psychologie.

Quelle: Informationsdienst Wissenschaft e.V.

Foto: Universitätsklinikum Heidelberg - Geige und Magnetenzephalograph: Der passionierte Hobby-Geiger und Psychologe Martin Andermann verbindet Hobby und Wissenschaft.
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