Hörschäden durch MP3, DVD und Digitalfernsehen?

-Gefahren neuroakustisch datenreduzierter Musik

 (v2.0)
Heutzutage finden Technologien zur verlustbehafteten Datenreduzierung digitaler Tonaufnahmen immer breitere Anwendung. So werden Verfahren wie MP3, WMA, MPEG und ATTRAC nicht nur zum speichersparenden Downladen von Musik aus dem Internet oder zum bequemen Gebrauch auf tragbaren Abspielern eingesetzt, sondern kommen auch bei der Musikwiedergabe moderner Videospiele zum Einsatz und werden bereits heute in Rundfunksendern zur bequemen Aufbewahrung der zu sendenden Tonaufnahmen auf Festplatte verwendet. Da solche Verfahren auch bei Filmen auf DVD und allen gebräuchlichen Digital- Videosystemen zum Einsatz kommen (die schon jetzt zum Produzieren etlicher TV- Sendungen verwendet werden) und u.a. geplant ist das gesamte analoge Fernsehsystem bald komplett durch darauf basierendes Digitalfernsehen (DVB) zu ersetzen und auch das Radio so zu digitalisieren, ist es unbedingt erforderlich die gesundheitlichen Risiken moderner Datenreduzierungsverfahren genauer zu erforschen.

Anders als beim Packen und Entpacken von Computerprogrammen (ZIP etc.) wird bei verlustbehafteter Datenreduzierung nämlich nicht das Originalsignal 1:1 wieder hergestellt, sondern es werden zur Verringerung der Datenmenge bei der Aufnahme nur Steuersignale für ein Synthesizerprogramm (genannt CODEC) gespeichert, die so optimiert wurden dass der CODEC beim Wiedergeben zwar ein für die bewusste Wahrnehmung des Menschen möglichst ähnlich erscheinendes Bild- oder Tonsignal rekonstruieren kann, das jedoch nicht dem Original entspricht. Das Gefährliche an der Ausnutzung solcher Sinnestäuschungen ist, dass gerade bei der Audio- Datenreduzierung systematisch Klanganteile zerstört werden die zwar vom Gehirn nicht zur Wahrnehmung ans Bewusstsein geleitet würden, die aber das menschliche Gehör wahrscheinlich zur ständigen eigenen Kalibrierung braucht.

Das Grundprinzip moderner Audio- Datenreduktionsverfahren ist nämlich, bei der Speicherung genau jene Klanganteile wegzulassen die ein Durchschnittsmensch nicht bewusst wahrnehmen würde. Die weiße Wissenschaft bezeichnet solche Verfahren gerne verharmlosend als "psychoakustisch", doch haben sie mit Psychologie von Klängen (z.B. dem Empfinden von Geräuschen als angenehm oder unangenehm etc.) real rein garnichts zu tun, da ihre Wirkungsweise auf einer weit tiefer liegenden neurologischen Ebene liegt - sie basieren nämlich auf einem Modell der menschlichen Gehörschnecke (Cochlea) und müssen daher korrekt "neuroakustische" Datenreduktion heißen.

Die Cochlea
(Illustrationen entstammen dem Buch "Materialien für den Sekundarbereich II Biologie - Informationsverarbeitung" von Wolfgang Miram / Dieter Krumwiede, ©1985 Schroedel Schulbuchverlag GmbH, ISBN 3-507-10517-9)
Die Cochlea (Gehörschnecke) ist das wichtigste Klangwahrnehmungsorgan des Menschen. Sie besteht aus einer flüssigkeitsgefüllten, schneckenförmig gewundenen, konischen Röhre, auf deren vorderes Ende die Schallschwingungen des Trommelfells geleitet werden.
 

Zur Unterscheidung von Klängen ist längs innerhalb der Röhre die Basilarmembran gespannt, auf deren ganzer Länge sehr empfindliche Sensorzellen angebracht sind um auf Schwingungen der Membran zu reagieren.
Je nach Frequenzanteil bilden Wanderwellen in der konischen Röhre durch frequenzabhängige Dämpfung ihr Maximum an verschiedenen Orten der Membran, sodass sie unterschiedliche Sensorzellen aktivieren damit das Gehirn verschiedene Tonhöhen unterscheiden kann.
Da die Maxima der Membranauslenkung nicht scharf auf einen Punkt begrenzt sind sondern durch die Wanderwellen immer auch benachbarte Membranzonen miterregt werden, und da am Ende eines lauten Geräusches Nachschwinger auf der Membran auftreten, besitzt das Gehirn in seinen Hörprozessorfeldern* sehr fein abgestimmte Kompensationsschaltungen, welche alle schwachen Signale von diesen Stellen wegfiltern da diese Nebenresonanzen sonst als lästiges, dröhnendes Störgeräusch in der bewussten Wahrnehmung auftauchen würden. Aufgrund dieser Kompensationsschaltungen ist es dem Menschen i.a. nicht möglich, leisere Töne in unmittelbarer frequenzmäßiger Nachbarschaft zu gleichzeitig oder kurz vorher vorhandenen lauten Tönen bewusst wahrzunehmen, da sie zusammen mit diesen Störresonanzen weggefiltert werden.

*) Ein Prozessorfeld (im Nervensystem) ist ein System von Neuronen, das eine kybernetische Funktionseinheit bildet die einem bestimmten logischen Zweck dient. Im Gegensatz zu einem "Gehirnzentrum" kann ein Prozessorfeld dabei die Gestalt eines weit ausgedehnten Nervengeflechts haben. ("Gehirnzentren" wurden als kompakte Gebilde vor allem von Chirurgen ausgedacht um etwas zum Heraussäbeln zu definieren, doch haben sie eher wenig Entsprechungen mit der realen, komplex vernetzten Funktionsweise des Gehirns.)

Die verlustbehaftete (neuroakustische) Audio- Datenreduktion macht nun vom Grundprinzip nichts anderes, als das sie die Störgeräusche der Cochlea und deren Kompensationsschaltungen im Gehirns simuliert, indem sie aufzunehmende Klänge per Filter in viele Frequenzbänder unterteilt und dabei jeweils bewertet wie stark die Wahrnehmbarkeit jedes Frequenzbandes durch gleichzeitige oder nachdröhnende laute Klänge auf benachbarten Frequenzbändern (also Basilarmembranzonen) gestört ("maskiert") würde. Die am als am besten wahrnehmbar bewerteten Frequenzbänder werden dann mit hoher Sampleauflösung, schlechter wahrnehmbare mit entsprechend geringerer Sampleauflösung und alle unter einem festgelegten Schwellwert liegenden Klänge einfach garnicht gespeichert um so Speicherplatz und Übertragungskapazität zu sparen. Bei der Wiedergabe werden dann die vorhandenen Samples auf den jeweiligen Frequenzbereichen wieder zusammengemischt, wobei alle bei der Aufnahme weggelassenen Klanganteile natürlich verloren sind. Da der CODEC jedoch die Hörprozessorfelder des menschlichen Gehirns mit seiner "gehörrichtigen" Auswahl zum Narren hält, können Tonaufnahmen so auf weniger als 1/20 der ursprünglichen Datenmenge reduziert werden ohne scheinbar viel an Qualität zu verlieren. Ein Dauerkonsum datenreduzierter Klänge könnte jedoch evt. fatale Folgen haben - dies ist besonders in Hinblick auf die geplante Ersetzung des analogen Rundfunk und Fernsehen durch digitale Nachfolger (DAB, DVB) kritisch zu bewerten.

Datenreduktion und DRM - eine Gefahr fürs Hörvermögen?

Das menschliche Gehör ist ein extrem fein abgestimmtes kybernetisches System, welches in seiner Leistungsfähigkeit elektronischen Geräuscherkennungssystemen in vieler Hinsicht überlegen ist - so kann es z.B. erfolgreich eine einzelne Stimme aus Lärm und vielen gleichzeitigen Gesprächen heraushören, was noch immer keine noch so hoch entwickelte menschgemachte Maschine vermag. Wie die meisten biologischen System ist es hierzu jedoch von ständiger Kalibrierung durch äußere Signale abhängig (genau wie unser Sprechvermögen, das bekanntlich nach Taubheit mangels Rückkopplung beängstigend schnell zu kaum verständlichem Gelalle degeneriert). Auch die Kompensationsschaltungen gegen die Eigenresonanzen der Cochlea bedürfen für korrekte Funktion daher höchstwahrscheinlich fortwährender Kalibrierung durch vielfältige, natürlich zusammengesetzte Geräusche.

Aus Sicht der Neuronomie* ist es daher zwar nicht als akut gefährlich, doch zumindest als sehr bedenklich einzustufen, wenn eine sich immer weiter verbreitende Tonübertragungstechnologie zwecks Datenreduktion gerade systematisch jene an der Hörschwelle liegenden Spektralanteile entfernt, über die sonst jene Kompensationsschaltungen in den Hörprozessorfeldern unseres Gehirns entscheiden ob sie wahrgenommen oder herausgefiltert werden müssen, da so das Signal zu deren Eigenkalibrierung fehlt, wodurch längerfristig eine Dejustierung der Hörprozessorfelder drohen kann. Bei der Cochlea und den Kompensationsschaltungen handelt es sich nämlich um ein sehr komplexes kybernetisches System, bei dem nicht nur einfach Störsignale nachträglich rausgefiltert, sondern ständig Korrektursignale vom Gehirn aus an die Cochlea über zusätzliche Nervenbahnen zurückgesendet werden um so den Flüssigkeitsdruck in den Sensorzellen (sog. Haarzellen**) zu verändern um dadurch deren Ansprechempfindlichkeit (Arbeitspunkt) für alle Frequenzen getrennt ständig nachzuregeln. Dejustierungen der Kompensationsschaltungen haben somit einen direkten Einfluss auf die Funktionsfähigkeit der Cochlea selbst und können somit die spätere Wahrnehmbarkeit von Tönen schon am Eingang der Signalverarbeitungskette stören.

*) Wissenschaft von der Verbesserung der Nutzung von Gehirn und Nervensystem.
**) Die Sensorzellen ähneln in ihrem Aufbau eher flüssigkeitsgefüllten, langen Luftballons, welche am empfindlichen Ende eine Art Bart aus Kondom- ähnlichen Auswüchsen mit Ionenkanälen besitzen, welche die Deckmembran berühren um deren Schwingungen zu detektieren. Mit simplen "Haaren" haben diese sehr empfindlichen Zellen keine Ähnlichkeit.

Eine Dejustierung könnte durch Überlastung evt. sogar die Sensorzellen selbst zerstören, sofern die Kompensationsschaltung erfolglos versucht den Arbeitspunkt bestimmter Sensorzellen immer höher aufzudrehen weil von ihnen nicht das für einen bestimmten Klang erwartete Signalmuster kommt (weil z.B. ein erwarteter Spektralanteil durch Datenreduktion entfernt wurde). Ob solche Zerstörungen durch Datenreduktion tatsächlich stattfinden können ist ungewiss, doch reagieren alle Nervenzellen grundsätzlich extrem empfindlich auf Überlastung durch starke Dauersignale, da den in der Zelle ständig arbeitenden, für ihr Überleben notwendigen Reparaturautomatiken bei Dauersignal die Energie ausgeht, was die Zelle i.a. schon nach wenigen Minuten zerstört. Und ein solches Dauersignal könnte theoretisch z.B. von ins Leere greifenden Kompensationsschaltungen kommen, welche versuchen den Arbeitspunkt der betroffenen Sensorzellen solange hochzudrehen bis sie ein (Dauer-) Signal erzeugen wenn bei datenreduzierten Tönen ein von der Kompensationsschaltung erwarteter Spektralanteil ausbleibt. (Ich behaupte hier nicht, dass das zwangsläufig so passiert, aber von der Funktionsweise des Gehörs wäre es nachvollziehbar.) Um Überlastung zu überleben, neigen überlastete Neuronen dazu, ihre eigene Signalempfindlichkeit zu vermindern indem sie als Notmaßnahme viele ihrer Neurotransmitter- Rezeptoren abbauen. Wenn dieses mit Sensorzellen der Cochlea passiert, wäre das Ergebnis ein zumindest vorübergehend verschlechtertes Hörvermögen.

Mögliche Konsequenzen der Dejustierung durch intensiven Konsum datenreduzierten Tonmaterials könnten daher Ohrgeräusche (Tinitus), eine allgemeine Verschlechterung der Wahrnehmung leiser Geräusche, sowie eine verschlechterte Klangfarbenwahrnehmung (ein sog. "Blechohr") sein, die den Menschen des Cyberzeitalters somit noch unsensibler machen würde als er durch das ständige, massenmediale Infomüll- Bombardement sowieso schon geworden ist. Einige Hörer von MP3- Musik berichten z.B. den Eindruck zu haben, dass sie nach längerem Hören von MP3 dessen typische Klangfehler (sog. Artefakte) auch in unreduzierter Musik wahrzunehmen beginnen, was darauf hindeutet, dass es das Gehör so dejustiert, dass datenreduzierte und unreduzierte Klänge auf die gleiche Weise falsch zu klingen beginnen während das Gehör verlernt den Unterschied zu erkennen. Bislang ist noch unklar, ob die Folgen solcher Dejustierungen nur vorübergehend sind (ähnlich dem grün- rot verfärbten Sehen nach Absetzen einer rot- grünen 3D- Brille) oder ob der Dauerkonsum neuroakustisch datenreduzierter Klänge zu langanhaltenden bis bleibenden Schäden führen kann.

Ein möglicher Vorteil jener Eigenschaft der Datenreduzierung alle als "unhörbar" klassifizierten Klanganteile zu entfernen könnte hingegen sogar sein, dass man damit mutmaßlich verseuchtes Klangmaterial (wie etwa Propaganda aus Diktaturen) vor dem Anhören von sogenannten Subliminals reinigen kann (also von unterschwelligen Suggestionsformeln, welche dazu bestimmt sind ins Gehirn, aber nicht ins Bewusstsein zu dringen). Die Tonträgerindustrie plant allerdings mit ihrer DRM- Kampagne (Digital Rights Management) selbst, sämtlichen kommerziell vertriebenen Tonaufnahmen bald ein sog. "digitales Wasserzeichen" unterzumischen, welches als künstlicher, ebenfalls angeblich nicht bewusst hörbarer Klanganteil digital lesbare Copyright- Informationen enthalten soll und der neben dem Kopieren auf analoge Kassetten sogar die besagte neuroakustischen Datenreduktion überstehen soll. Wie sich ein so hartnäckiges, über die ganze Länge einer Aufnahme andauerndes künstliches Signal auf Gehirn und Gehör auswirkt ist sehr ungewiss, und ich vermute dass zumindest der Klang darunter leidet (genau wie es auch bei den künstlichen Pressfehlern mancher "kopiergeschützten" Audio- CDs der Fall ist, die eigentlich dem "Red Book"- Standard für CDs widersprechen und schon deshalb nicht als Audio- CD deklariert in den Handel gehören).

Ich selbst besitze vor allem billige CDs und Schallplatten, aber fast keine downgeladenen MP3- Musikstücke. Ich habe allerdings einige Computerspiele mit MP3- Musik, die ich jedoch nicht übermäßig spiele. Obwohl ich Musik grundsätzlich nur leise höre, habe ich öfters Tinitus; dieser tritt besonders oft dann auf, wenn ich bei laufendem Fernseher einschlafe, sogar wenn der Schlaf nur wenige Minuten andauert. Ich verdächtige daher auch die Datenreduktion in Radio- und TV- Sendungen als Ursache, besonders da das Gehör grade den Schlaf zur Eigenkalibrierung nutzt, sodass hier die Anwesenheit neuroakustisch datenreduzierter Töne besonders schaden dürfte.

Ich versuche hier jedoch auf keinen Fall MP3 im Namen der Tonträgerindustrie zu verteufeln, denn die meisten neuen Musik- CDs  sind definitiv 2..4fach überteuert, und wer gegen solche Abzocke per Download private "Selbstjustiz" an der Tonträgerindustrie übt hat meine Solidarität. Prinzipiell finde ich die Möglichkeiten der Datenreduktion sogar sehr gut, denn sie macht das System der Musikverteilung demokratischer, da durch das Internet nun auch Hobbymusiker so endlich eine Chance erhalten ihre Werke weltweit zu verbreiten. Sogar ich selbst wäre nach derzeitigem Wissen noch bereit, irgendwann selbstkomponierte Musikstücke per MP3 oder Vorbis/ Ogg datenreduziert im Internet zu veröffentlichen (allerdings mit Warnhinweis sie nicht ständig zu hören). Trotzdem halte ich die fahrlässig ausufernde Verbreitung neuroakustischer Datenreduktion für kritisch, da niemand bisher die gesundheitlichen Folgen analysiert hat und gerade durch die staatlich geplante Einführung als neuer TV- und Radiostandard eine zukünftige Vermeidung fast unmöglich werden wird. Auch die immer weiter ausufernden Hörschäden bei Jugendlichen könnten durchaus nicht nur auf hohe Lautstärke, sondern zum Teil auch auf die Datenreduktion der von ihnen konsumierten Musik zurückzuführen sein, denn erstmals in der Geschichte der Evolution wird das menschliche Gehör hier mit einem quasi intelligenten technischen Gegenspieler konfrontiert, der dessen Kompensationsschaltungen ähnlich systematisch austrickst und für seine eigenen Zwecke missbraucht, wie es in der Natur die verheerendsten krankmachenden Viren mit dem menschlichen Immunsystem tun.

Möglicherweise könnten die Gefahren der Datenreduktion schon dadurch verringert werden, indem man die CODECs so verbessert dass sie die weggelassenen Spektralanteile bei der Wiedergabe durch synthetisch berechnete Anteile ersetzen, um so zur Kalibrierung der Hörprozessorfelder das spektrale Verhalten natürlicher Geräusche korrekt nachzubilden. Doch besteht hier definitiv akuter Forschungsbedarf, daher fordere ich hiermit alle Politiker und Neuroakustiker auf, sich ernsthaft mit dem Gefahrenpotential neuroakustischer Datenreduktion zu befassen und die Abschaffung des analogen Rundfunks und Fernsehens solange zu verschieben bis alle Risiken geklärt sind.
 

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I                  CYBERYOGI Christian Oliver(=CO=) Windler                  I
I   (Lehrmeister der LOGOLOGIE - der ersten Religion des Cyberzeitalters!)   I
I                                      !                                     I
*============================ÄCHTET=DIE=BRUTALITÄT===========================*
{http://www.informatik.fh-hamburg.de/~windle_c/index.html}

Literaturliste

Illustrationen und einige Infos wurden folgendem Buch entnommen: Weitere Infos über die Funktionsweise des Gehörs sind (auf Englisch) unter den folgenden Internetadressen zu finden: