Schallwirkungen beim Menschen

Im Innenohr werden Luftschwingungen in bioelektrische Impulse transformiert. Diese Nervenimpulse werden über verschiedene Stationen der Hörbahn weitergeleitet, wobei eine deutliche Reduktion der Datenmenge (bit/s) stattfindet. Parallel zur Verarbeitung im Hörsystem werden vegetative, hormonelle und emotionalen Funktionseinheiten aktiviert. Die bewusste Wahrnehmung, oft als Hörempfindung oder Hörereignis bezeichnet, entsteht am Ende der Hörbahn in der Hörrinde (Cortex).

Als Basis zur Beschreibung von Wahrnehmungsgrößen dient das Phänomen der Maskierung bei dem (Nutz-)Schalle durch (Stör-)Schalle unhörbar oder bei teilweiser Maskierung (Drosselung) in ihrer Stärke deutlich reduziert werden. Von besonderer Bedeutung für das Hörereignis ist die wahrgenommene Lautstärke (Lautheit), die vor allem vom Schalldruckpegel, der Bandbreite, der Frequenzlage und der Dauer von Schallen abhängt. Die Hörempfindung Tonhöhe hängt primär von der Frequenz ab, jedoch wird sie auch vom Schallpegel oder teilweise maskierenden Schallen beeinflusst. Das Phänomen, dass bei gleicher Tonhöhe (pitch height) deren Deutlichkeit oder Ausgeprägtheit (pitch strength) erheblich variieren kann, beschreibt die Hörempfindung Ausgeprägtheit der Tonhöhe. Beispielsweise erzeugen Linienspektren wie Sinustöne wesentlich ausgeprägtere Tonhöhen als stochastische Signale wie Tiefpassrauschen. Darüber hinaus weicht bei kurzen Signalen die wahrgenommene Schallereignisdauer (Subjektice Dauer) erheblich von der physikalischen Dauer ab. Für eine gleich wahrgenommene Dauer von Impulsen und Pausen müssen letztere physikalisch etwa die dreifache Länge aufweisen. Für die Rhythmuswahrnehmung bedeutet dies in musikalischer Notation, dass eine Achtelnote mit 100 ms Dauer als gleich lang wahrgenommen wird wie eine Achtelpause mit 380 ms Dauer. Die Wahrnehmung von Schallvariationen wird durch die Hörempfindungen Schwankungsstärke und Rauigkeit beschrieben. Beide weisen als Funktion der Modulationsfrequenz eine Bandpasscharakteristik auf, die für die Schwankungsstärke um 4 Hz, für die Rauigkeit jedoch um 70 Hz zentriert ist.

Eine übermäßige Beschallung kann zu einer Schädigung des Gehörs führen. Bei einer zu hohen Schallintensität oder einer zu langen Einwirkdauer mit einer unphysiologischen Stoffwechsellage, treten Ermüdungserscheinungen im Innenohr auf, die zeitweilige aber auch bleibende Hörverluste hervorrufen können. Neben dem Arbeitslärm nimmt der Freizeitlärm, mit einer Gehörgefährdung durch z. B. übermäßige MP3-Player Nutzung, Diskothekenbesuche ebenso wie durch übermäßiges Heimwerken an Bedeutung zu. Ein vermindertes Hörvermögen muss als starkes soziales Handikap eingestuft werden. Neben dem Hörverlust gehören Kommunikationsstörung und Ohrgeräusche (Tinitus) zu den markanten lärmbedingten Beeinträchtigungen des Gehörs.

Jede Art von Beschallung ist auch ein individuelles Erlebnis mit einer entsprechenden vegetativen und hormonellen Reaktion. Während „Schall“ die physikalisch-akustische Komponente beschreibt, weist der Begriff „Lärm“ auf diese Erlebnisebene hin. Lärm kann Aktivitäten wie Kommunikation, Konzentration, Lernen, Entspannung und Schlaf stören, wird als Belästigung bzw. Beeinträchtigung der Lebensqualität empfunden und kann langfristig Gesundheitsstörungen auslösen bzw. begünstigen. Grundsätzlich können alle mentalen Leistungen und solche körperlichen Tätigkeiten, die einer besonderen geistigen Kontrolle bedürfen, durch Lärm beeinträchtigt werden, Dies zeigt sich z. B. in der lärmbedingten Verschlechterung intellektueller Leistungen bei Kindern in der Schule. Durch nächtlichen Lärm kann der Schlaf und damit der nächtliche „Regenerationsprozess“ empfindlich gestört werden. Grundsätzlich muss die häufige lärmbedingte Störung des Schlafverlaufs als gesundheitlich kritisch eingestuft werden. Der Schlaf von Kindern, Schwangeren, Müttern von Kleinkindern sowie von älteren Menschen und Schichtarbeitern ist besonders leicht durch Lärm zu stören. Das Lärmerlebnis kann sich darüber hinaus auch als Belästigung in das Gedächtnis der Menschen einprägen. Belästigung drückt sich z. B. durch Unwohlsein, Angst, Bedrohung, Ärger, Ungewissheit, eingeschränktes Freiheitserleben, oder Wehrlosigkeit aus. Über vegetative und hormonelle Prozesse beeinflusst der Lärm auch die Regelung lebenswichtiger Körperfunktionen. Zu nennen sind z. B. der Blutdruck, die Herztätigkeit, die Blutfette, der Blutzuckerspiegel und hämostatische Faktoren. Da es sich dabei um klassische (endogene) Risikofaktoren für Herz-Kreislaufkrankheiten handelt, wird Lärm als (exogener) Risikofaktor für die Entwicklung von Bluthochdruck und Herzkrankheiten einschließlich Herzinfarkt und Schlaganfall angesehen.

Der Informationsgehalt des Schallereignisses und die jeweilige Situation – körperliche Arbeit, konzentriertes Nachdenken, Unterhaltung, Schlaf –, in der ein Mensch den Lärm erlebt, sowie seine persönlichen Eigenschaften wie Konstitution, Lärmempfindlichkeit, Einstellung zur Lärmquelle einschließlich Vertrauen in die für Lärm und Lärmschutz Verantwortlichen, sind bei moderater Lärmbelastung für das Lärmerleben ebenso wichtig wie die physikalische Schallbelastung.