The Auditory System

Vorlesungsinhalt

Am Beispiel des Hörsystems vermittelt der Kurs ein tiefgehendes Verständnis menschlicher perzeptiver Mechanismen und der Grundlagen der Modellierung physiologischer und perzeptiver Prozesse für Studenten, die an Bio- und Neuroengineering interessiert sind. Basierend auf dem Verständnis der Mechnismen und Modelle lernen die Studenten, Lösungen für technische Anwendungen im Audiobereich (z.B. mp3, hearables) und zu Hörhilfen (z.B. Hörgeräte, Cochlea Implantate) zu finden.
Der Kurs deckt die folgenden Themengebiete ab:

• Physiologie des auditorischen Systems: Außen- und Mittelohr, Cochlea, Hörnerv, Hirnstamm;
• Mechanismen und Modelle des Außen- und Mittelohres; Außenohrübertragungsfunktionen;
• Die Cochlea: Physiologie und Wahrnehmung, auditorische Filter-Modelle (DRNL, Meddis Innere Haarzelle);
• Auditorische/psychoakustische Maskierung: Simultanverdeckung, Nachverdeckung;
• Unterschiedsschwellen: Intensität, binaurale Merkmale;
• Lautheit: spektrale Lautheitsmodelle;
• Binaurales Hören: Binaurale Merkmale, Richtungshören, Physiologie und Modelle, binaurale Entmaskierung, Präzedenzeffekt;
• Schwerhörigkeit: Arten von Schwerhörigkeit, Frequenzauflösung und auditorische Filter, Maskierung, Lautheit und Recruitment, zeitliche und spektrale Verarbeitung, Tonhöhenwahrnehmung, Modelle der Innenohrschwerhörigkeit;
• Sprachverstehen: Einflussgrößen, Modelle (Speech Intelligibility Index), binaurales Sprachverstehen, Einfluss von Raumhall und Störschall auf das Sprachverstehen;
• Auditorische Szenenanalyse;
• Audio Anwendungen: Virtuelle Akustik, mp3;
• Hörgeräte: Aufbau, Algorithmen;
• Cochlea Implantate: Aufbau, Algorithmen, zeitliche und spektrale Auflösung, Modellierung der neuronalen Antwort, Sprachverstehen;

Vorlesungsvideos auf YouTube:

• Psychoacoustic lessons
• Methods in hearing research

Übung

• Methoden für Hörversuche und deren Auswertung
• Grundlagen der statistischen Auswertung von Experimentalergebnissen
• Ethische Randbedingungen für die klinische Forschung mit Menschen
• Wörter- und Satztests für die Sprachaudiometrie
• Modellierung der auditorischen Verarbeitung in Matlab (monaural, binaural)
• Audio-Demonstrationen.

Prüfungen

Es finden mündliche Prüfungen statt. Termine werden mitgeteilt. Jeder Student ist selbst dafür verantwortlich sich zusätzlich ordnungsgemäß beim Prüfungsamt anzumelden.

Weiterführende Literatur