Der Brummton entsteht in beiden Hörschnecken

In meiner Umgebung ist es sehr still, daher kann ich den Brummton sehr genau verfolgen und nachsimulieren. Bei mir bleibt die Brummtonfrequenz 24/7 unerschütterlich konstant. Die Schwebung hingegen ist sehr lebendig, ändert den Rhythmus (Schwebungsfrequenz von 0 bis 3 Hz, meistens jedoch etwa 1,5Hz) und den Charakter der pulsierenden Lautstärke (Amplitudenmodulations-Hub (AM) von 0% bis 100%). Auch der Raumklang variiert irgendwie von monoton mittig im Kopf bis singendes durch den Raum schwebend (Phansenmodulation (PhM) von 0° bis 180°).

Was sagt mir das? Der Hub der AM bestimmt das Pulsieren der Lautstärke, die PhM bestimmt die Räumlichkeit. Gesteuert wird das alles nur über die beiden Frequenzen und die Balance. Wenn ich nun an die Entstehung des Brummtons im Kopf denke, genauer gesagt die zeitgleiche Entstehung der beiden Brummtöne in den beiden minimal unterschiedlich gebauten Hörschnecken (Cochlea), kommt mir in den Sinn, dass es sich hier um zwei Oszillatoren handeln muss, die nicht synchron laufen.

Eine Cochlea resoniert mit 70 Hz, die andere vielleicht mit 71,5 Hz, was in einer wabernden Brummtonlautstärke mit 1,5 Hz resultiert. Abhängig von Kopfpositionen, -bewegungen, Stress oder Ruhe, Druckausgleich oder sonst irgendeiner physischen körperlichen Verfassung verstimmen sich die Resonanzfrequenzen beider Cochleas ganz minimal, was die lebendige Frequenzänderung der Schwebung erklärt.

Während die Schwebung als Phantomgeräusch ein psychoakustischer Effekt des Gehirns ist, sind die beiden fast frequenzgleichen Brummtöne im rechten und linken Innenohr eine reale physikalische Membranschwingung. Die Brummtöne sind ein normaler physikalischer Ton, der ganz regulär von den Haarsinneszellen detektiert wird. Der Unterschied besteht in der Anregung der lokalen Membranoszillation, die nicht über das Mittelohr kommt, sondern über eine Störgröße von der Seite, wie beispielsweise elektromagnetische Wellen, Körperschall, Chemikalien, Nervenüberreizung, Quereinwirkung der Augen etc.

Überlagerung der beiden Cochlea-Oszillatoren

Wie ich die Schwebung im Kopf wahrnehme, hängt davon ab, wo genau die Addition der beiden Tonsignale passiert. Im Beispiel Audio 2 ist die Addition im Audioprogramm rechnerisch erfolgt. Das vorgefertigte amplitudenmodulierte Steroesignal gelangt dann über Ohrhörer ins jeweilige Ohr.

Beim echten Brummton hingegen sind die mechanischen Oszillatoren der beiden Cochleas nicht akustisch gekoppelt. Die Addition und damit die Amplitudenmodulation geschieht erst in den Nervenknoten oder im Gehirn. Diese Phantom-Schwebung erzeugt ein deutlich intensiveres Klanggefühl als die vorgefertigte simulierte Schwebung. Deshalb wird die pulsierende Lautstärke des Brummtons im Kopf so extrem stark wahrgenommen.

Da beim echten Brummton in jeder Cochlea nur ein Oszillator sitzt, müsste die Balance für Oszillator 1 auf +100% (rechts) und für Oszillator 2 auf -100% (links) eingestellt sein. Eine Balance von 0% dagegen bedeutet, dass jedes Ohr beide Oszillatorenfrequenzen hört, es liegt dann eine volle Überlagerung vor. Der sich ständig verändernde Schwebungshub deutet darauf hin, dass es irgendwo zwischen beiden Innenohren zu unterschiedlich starken Überlagerungen kommen muss, wenn nicht mechanisch, dann über die Nervenknoten. Sämtliche Quereinflüsse wirken sich auf dieser Überlagerungsstelle aus.

Druckwellen in der Cochlea durch äußere Störkraft?

Nun stellt sich die Frage, warum oszillieren beide Cochleas unerschütterlich stabil mit quasi der gleichen Frequenz? Ein diskreter Tinnitus-Pfeifton beispielsweise mit 3 kHz entsteht normalerweise nie zeitgleich in beiden Cochleas. Hier muss eine Anregungskraft beide Hörschnecken gleichermaßen erreichen und zur gleichen Resonanzfrequenz anregen.

Beachte ich die Querbeeinflussung durch seitliches langsames Kopfschütteln, kann ich die gehörte Schwebung überlagern und schneller oder langsamer machen. Daraus leite ich ab, dass der Oszillator in einer Cochleas flüssigkeitsgekoppelt ist und somit durch überlagerte Flüssigkeitsbewegungen während einer Kopfbewegungen verstimmt wird.

Bildlich stelle ich mir eine lokale Resonazstelle auf der Basilarmembran nahe des Apex vor, die durch das Hin- und Herschwappen der Perilymphe seitlich verschoben wird. Wandert die Resonanzstelle leicht hin und her, tut die von den Zillien detektierte Frequenz dasselbe.

Bild 1: Über das Trommelfell (Tympanic membrane) gelangen die Vibrationen über die Hörknöchelchen (Malleus, Incus, Stapes) zum ovalen Fenster, wandern als Flüssigkeitsdruckwelle in der Scala vestibuli bis zur Hörschneckenspitze (Helicotrema, Apex) und im Nachbarkanal (Sacal tympani) zurück zum runden Fenster.

 

Meine Vorstellung ist nun, dass auf der Basilarmembran lokale Resonanzstellen entstehen, so wie das normalerweise durch die akustisch erregten Wanderdruckwellen in der Perilymphe passiert. Mit dem Unterschied, dass die Brummton-Resonanzen nicht wie üblich über die Hörknöchelchen und Druckwellen angetriebenen werden, sonderen durch eine noch nicht identifizierte andersartige Anregungskraft.

Differenzieller Sensor mit Gleichtaktunterdrückung

Vergleichbar zum Haus einer Weinbergschnecke ist die Cochlea vollständig von eine harten Knochenschale umgebeben. Nur die beiden kleinen Fenster sind elastisch und können von außerhalb Druckwellen in die Perilymphe einleiten. Aus technischer Sicht halte ich die Cochlea für einen differenziellen Sensor mit hoher Gleichtaktunterdrückung, so wie der Operationsverstärker aus der Elektrotechnik.

Das bedeutet, dass von außen auf das Knochgehäuse einwirkende Körperschallvibrationen nicht von den Membranen und Zillien in der Scala media erfasst werden. Nur die zeitliche Differenz (Phasenverschiebnung) zwischen hin- und rücklaufender Flüssigkeits-Druckwanderwelle erregen die Hörnerven.

Alternative Anregungswege

Nun geht es darum, alternative Anregungswege für frequenzselektive Resonanzen zu finden, also für genau 70 Hertz beidseitig. Eine Möglichkeit ist die Anregung der vielen Ionen (elektrische Ladungsträger) in der Peri- und Endolymphe durch elektrische oder magnetische Wechselfelder. Auch Chemikalien (Medikamente, Schwermetallvergiftung etc.) könnten hier angreifen.

Was ich bereits jetzt für unwahrscheinlich halte, ist ein Störeinfluss direkt in die Zillien, die Hörnervenbahnen oder das Hörzentrum im Gehirn. Wie sollen beispielsweise breitbandig wirksame Störgrößen wie Chemie oder Funkwellen ganz selektiv nur die einzelne Nervenfaser für den 70 Hertz-Ton beeinflussen, in einem dicken Bündel aus tausenden von Nervenfasern für alle hörbaren Töne, und zudem für beide Gehörseiten gleichermaßen?

Ort des Brummton-Oszillators in der Cochlea

Auffällig ist bei meinem Lärm im Kopf, dass hauptsächlich 70 Hertz und ein ganzer Klangteppich aus Tinnitus-Pfeiftönen oberhalb von 13 kHz (Ohrsausen, dass nicht wie Rauschen klingt) zu hören sind. Im mittleren Frequenzband ist scheinbar Stille, wie eine Bandsperre. In der Cochlea liegen diese beiden Schwingungbereiche an den Enden, die 70 Hertz an der Hörschneckenspitze (Apex, Helicotrema), das Tinnitusrauschen am Eingangsbereich, nahe dem ovalen Fenster. In Bild 2 sind das die roten Enden der Cochlea.

Bild 2: Die Basilarmembran detektiert sehr hohe Töne am Eingang der Hörschnecke (Nähe ovales Fenster) und sehr tiefe Töne in der Hörschneckenspitze (Nähe Apex).

Weil aber an der Cochlea-Spitze, (Apex, Helocotrema) nur der 70-Hz-Brummton und am Cochlea-Eingang die hohen Klingeltöne >13 kHz hörbar sind, muss etwas frequenzselektives wie eine Membran schwingen. Ergo kann die äußere Stimulationsgröße nur den für 70 Hz frequenzspezifischen Ort in Resonanz versetzen, wo auch nur die für 70 Hz zuständigen Zillien sitzen. Selbiges gilt für die Klingeltöne >13 kHz.

Resonanzen im Innenohr

Innerhalb der Scala media, der sensorische Teil der Cochlea, befinden sich viele schwingungsfähige Strukturen. So können diverse Membranen und Haarsinneszellen in Resonanz geraten (Bild 3). Da die Peri- und Endolyphe hochkonzentrierte Inonen enthalten, können diese über elektrische oder magnetische Anregungssignale bewegt werden und ebenfalls in Resonanz geraten oder pulsierende Druckwellen erzeugen.

Bild 3: Der Querschnitt durch den Drei-Kammer-Cochlea-Kanal zeigt oben die einströmende Röhre (Scala vestibuli) und unten die ausströmende Röhre (Scala tympani), beide mit Perilymphe gefüllt (hellblau). Die mit Endolyphe (mintgrün) gefüllte sensorische Röhre (Scala media) in der Mitte enthält alle Membranen und Sinneszellen. (Bildquelle: Videoscreenshot)

Geht man als äußere Stimulationsgröße beispielsweise von elektromagnetischen Wellen (Funkwellen) aus, durchsetzen diese jedoach die gesamte Cochlea. Somit würden alle Zilien oder Ionenkanäle ungeachtet ihrer Frequenzzuordnung angeregt werden und das Resultat wäre extrem starkes weißes Rauschen im Ohr.

Bild 4: Detailansicht des Cortiorgans aus Bild 3. (Bildquelle: xx)

Mögliche Anregungsursachen

Idee: 70 Hertz Flüssigkeitsosillator

Zum Beispiel könnten Funkwellen die hochkonzentrierten Kalium- oder Natrium-Ionen in der Peri-/Endolymphe der Cochlea zum Pulsieren anregen, was Druckwellen erzeugen würde, die dann ganz normal als Geräusche detektiert und weiterverarbeitet werden.

Diese Druckwellen müssten dann auch irgendwie durch Vibrationsmessung nachweisbar sein - rückwärts übers Trommelfell ist das jedoch wegen der Mittelohr-Impedanz problematisch, weil die Hörknöchelchen in Rückwärtsrichtung Vibrationen um das zweiundzwanzigfache oder um 27 dB dämpfen.

Idee: Pulsierende Wärmeentwicklung - Mikrowellenhören

Als Anregungseffekt könnte auch pulsierende Wärmeentwicklung in Frage kommen, so wie dieses von Mikrowelleneinstrahlung bekannt ist (Stichworte: (Mikrowellenhören, Radar). Allerdings bräuchte es hier hohe Energien/Feldstärken. Damit ist die thermische Stimulation eher unwahrscheinlich.

Denkbar ist, dass bestimmte Modulationsmuster bzw. statistisch gleichmäßig verteilte Burst-Impulse der Funkwellen rhythmische Ionen-Ströme in der Peri-/Endolymphe erzeugen. Schließlich enstehen in einer metallischen Antenne auch Welchselströme, verursacht durch die von Funkwellen bewegten Ladungsträger (Elektronen).

Dass die 70-Hertz-Oszillatoren ihre Anregegungsenergie durch Demodulation der viel zu hochfrequenten Funksingnale beziehen, halte ich für unwahrscheinlich. Neben der sehr kruzwelligen HF sind aber auch langwelligen LF- und ELF-Wellen in Betracht zu ziehen, die evtl. eine langsame AM (35 Hz, 70 Hz, 105 Hz) tragen.

Höhlenbegehung schließt Funkwellen aus

Mein Abschirm-Experiment Erde lässt Funkwellen als Anregungsursache für den Brummton in den Hintergrund rücken. Ich hatte Mitte Februar 2023 zwei etwa 200 lange Hölen im Harz besucht und musste feststellen, dass es in beiden Höhlen im Kopf unbeeindruckt weiter brummte.

Chemikalien, Giftstoffe, Stoffwechselstörungen

Die Inonenvörgänge bei der Umwandlung von Flüssigkeitsdruckwellen in Nervernimpulse sind auch duch Chemikalien aus Medikamenten und aufgenommenen Giftstoffe im Innenohr beeinflussbar. Es können Signaldämpfungen auftreten, die als Taubheit wahrgenommen werden. Eine verstärkte Ionenbewegung/-strömung durch breitbandige chemische Stimmulation kann Ohrensausen/-klingeln verursachen.

Ich kenne diesen Effekt von der blutverdünnenden Wirkung von Aspirin oder von andersartige Nebenwirkungen von Ibuprophen-Schmerztabletten.

Muskelzittern und Wirbelkörpervibrationen

Viele Orthopäden sehen in Tinnitus die Ursache von Muskelzittern und Wirbelkörpervibrationen, aufgrund von Verspannungen durch einseitige Überlastung oder Fehlhaltung. Eine Faszien-Massage der Nacken- und Kiefermuskulatur kann Tinnitus-Ohrgeräusche beruhigen.

Dass Muskelzittern und Wirbelkörpervibrationen als stochastische Rauschsignale Ohrensauen oder -klingeln erzeugen, kann ich mir gut vorstellen. Auch ich habe oft solche Verspannungen von meiner unnatürlich ruhigen Haltung am PC-Arbeitsplatz und ja, vielleicht hängt dass mit meinem Ohrenklingeln zusammen. Den unerschütterlich konstanten, beidseitigen 70-Hertz-Brummton kann ich mir auf diese Weise jedoch nicht erklären.

Thesen zur Entstehung des Brummtons 

Die Entstehung des Brummtons berücksichtigt zwei Faktoren: den oszillierenden Mechanismus im Innenohr und die anregende Kraft.

Aus sehr scharfsinniger Eigenbeobachtung heraus und aufgrund vieler festgestellter Quereinflüsse auf den empfundenen Brummton und ganz besonders die Schwebungsfrequenz, kann ich durch sorgfältige Plausibilisierung einige Entstehungseffekt des Brummens ausklammern und andere als sehr gut möglich weiterverfolgen. Die genaue Argumentation folgt an späterer Stelle.

Meine Erkenntnisse seit auftreten des starken Brummtons Anfang Januar 2023:

  1. Stand meiner Erkenntnis im Februar 2023: Anregungsursache des Brummtons im Ohr ist kein (Infra-)Schall (bestätigt durch FFT-Analyse unzähliger Audioaufnahmen) und Funkwellen sind in tiefen Höhlen abwesend, dennoch brummt es dort auch. Einige weitere Ursachen untersuche ich aktuell: chemische Wirkung auf den Ionenhaushalt im Innenohr, Körperschall, Störfelder am PC-Arbeitsplatz (EM-Strahlung von Monitor, Schaltnetzteil, Netzkabeln usw.), magnetische Wechselfelder

  2. Aufgrund der unnatürlich konstanten, von der physiologische körperlichen Verfassung unabhängigen Brummtonfrequenz möchte ich körperliche Anregungseffekte wie Blutrauschen, Muskelzittern, Puls, Atmung etc. zunächst zurückstellen.

  3. Körperinnere oder äußere Störgrößen könnten in der Cochlea-Flüssigkeit periodische Druckwellen oder in den Zillien Nervenimulse induzieren, die im weiteren Verlauf dem regulären Hörsignalpfad folgen und wie ein natürlicher Ton wahrgenommen werden. Die Peri- und Endolymphe der Hörschnecke enthalten hohe Konzentrationen an Kalium- und Natrium-Ionen, die sich sehr gut elektromagnetisch anregen oder chemisch beeinflussen lassen. Aufgrund der menschenspezifischen Beschaffenheit der beiden Hörorgane (Cochlea-Geometrie, Dämpfung, Ladungsträgerkonzentration, magnet-empfindliche Partikel/Strukturen) tritt dieser Effekt nur bei den „verbrummten“ Menschen auf.

  4. Weil Menschen zwei geringfügig unterschiedliche Cochleas haben, die mangels Kopplung unabhängig und nicht synchron oszillieren, entsteht im Hörzentrum im Gehirne eine Schwebung als Phantomgeräusch (in meinem Fall variabel von 0 bis 3 Hz, am häufigsten etwa 1,5 Hz).

  5. Die Schwebung ist durch Quereffekte beeinflussbar: Kopfschütteln, Hell-Dunkel-Effekt der Augen, kurzzeitiges sehr kräftiges Augenzukneifen, Überlagerung durch generierte Töne über Ohrhörer, Dämpfung der Brummton- und Schwebungsamplitude durch Abschirmung.

  6. Neben dem Brummton treten ungewöhnlich vielfältige weitere Störgeräusche im Gehör auf (Ohrenklingeln), angeregt durch eine breitbandige Störgröße: es sind sporadisch anschwingende Resonanzen (105Hz, 3 kHz, 13kHz) sowie ein schmales Rauschband unterschwelliger Tinnitustöne oberhalb von 13 kHz zu hören. Parallel tritt unterschwellig ein leichtes Taubheits- und Druckgefühl in den Ohren auf, wie nach längerer extremer Lärmeinwirkung (Knalltrauma, Discomusik, Maschinenlärm) – hohe Töne werden von Rauschlärm überdeckt.

  7. Abschirmung der Störgröße: Unter der Erde in Höhlen brummt es weiter, allerdings sind mit einem Störfelddetektor an den Höhlenwänden elektrische Wechselfelder (oberwellenreiches 50-Herz-Brummen) messbar.

  8. Durch lokale Einstrahlung von Funkwellen/Magnetwechselfeldern (H-Feld, B-Feld) lassen sich Brumm-Effekte im Innenohr möglicherweise erzeugen/reproduzieren (Experiment)

 

Alle Thesen werde ich in Unterkapiteln hier auf der Webseite plausibilisieren und bestmöglich experimentell nachweisen.