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Incredible Medicine: Dr Weston's Casebook | Trailer – BBC Two


Zurzeit (angekündigt war bis 4.3.2018, bisher geht’s noch) könnt Ihr in der ZDF-Mediathek die BBC-Dokumentation in deutscher Fassung z. B. mit Mediathekview herunterladen (4. Episode, Wunder der Anatomie – Krankenakte X – Grenzfälle der Wissenschaft). Der Link funktioniert nur aus Deutschland.


Die Chirurgin Gabriel Weston hat viele Jahre damit verbracht, die Funktionsweise des menschlichen Körpers zu studieren. In der neuen Serie «Incredible Medicine: Dr Weston’s Casebook» stellt sie Menschen aus der ganzen Welt mit den ungewöhnlichsten Körpern und Fähigkeiten vor.

Auch die einzigartige Körperkontrolle, die das Obertonsingen erfordert, wird beleuchtet (ab 11:11 Min.). Im November 2016 drehte ein Filmteam der BBC Science Production, Emma Hatherley (Produktion, Regie) und Alexis Smith, diesen Teil der Serie im Institut für Musikermedizin der Uniklinik Freiburg mit Prof. Bernhard Richter und mir, Wolfgang Saus.

Eindrucksvolle Live-Bilder aus dem Kernspintomografen zeigen die komplexen Bewegungsabläufe im Mund- und Rachenraum, die beim Obertongesang stattfinden. In Interviews wird der wissenschaftliche Hintergrund des Phänomens erklärt.

BBC Seite der Serie

Dieser Hörtest öffnet Deine Ohren in nur nur 3:20 Minuten für eine Hördimension, die nur ca. 5% der Musiker wahrnehmen: das Obertonhören. Diese Fähigkeit ist essentiell für das Erlernen von Obertongesang. Und es ist Voraussetzung für die praktische Umsetzung von Gesangs- und Chorphonetik.

2004 fand eine Arbeitsgruppe um Dr. Peter Schneider an der Uniklinik Heidelberg, dass Menschen Klänge unterschiedlich wahrnehmen, jenachdem welche Gehirnhälfte die Verarbeitung des Klangs übernimmt. Sie entwickelten den Heidelberger Hörtest, um herauszufinden, ob jemand eher Grundtöne oder eher Obertöne in einem Klang wahrnimmt. →Hier kannst Du den Heidelberger Test machen

Mein Hörtest ist anders. Er testet, ob jemand eher Vokale oder eher Obertöne in einem Klang erkennt. Im zweiten Teil schult er, die Schwelle zwischen Vokal- und Obertonwahrnehmung zugunsten der Obertöne zu verschieben.

Hörtest

Höre Dir entspannt das erste Tonbeispiel an. Ich singe eine Folge sinnloser Silben auf einen einzigen Ton. Wenn Du darin eine bekannte Melodie aus der Klassik erkennst, dann herzlichen Glückwunsch, Du hast ein ausgeprägtes Obertongehör und gehörst zu den 5% Menschen, die diese Wahrnehmung spontan haben.

Tonbeispiel 1

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Falls Du die Melodie nicht hörst, keine Sorge. Am Ende des Hörtests wirst Du die Obertöne hören.

In den nächsten Tonbeispielen entziehe ich der Stimme mehr und mehr Klanginformationen, die vom Gehirn als Bestandteil von Sprache interpretiert werden. Als nächstes singe ich die Silben,  indem ich nur noch den 2. Vokalformanten verändere. Den ersten halte ich unbewegt in tiefer Lage. Die Silben enthalten dann nur noch Ü-Laute, die Melodie wird für einige jetzt deutlicher.

Tonbeispiel 2

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Wenn die Melodie jetzt klar wird, Glückwunsch. Hier hören 20-30% die Melodie. Vielleicht ahnst Du die Melodie aber nur und weißt nicht, ob Du sie Dir nur einbildest. Vertraue der Einbildung. Denn Dein Gehör nimmt die Melodie auf, nur ein Filter in Deinem Bewußtsein sagt, dass die Information nicht wichtig ist. Spracherkennung ist viel wichtiger.

Ich will an dieser Stelle die Melodie preisgeben: Es handelt sich um „Freude schöner Götterfunken“ aus der 9. Symphonie von Ludwig van Beethoven. Im Nächsten Tonbeispiel pfeife ich sie tonlos. Dann lernt Dein Gehirn besser, worauf es hören soll. Höre Dir danach nochmal Tonbeispiel 2 an.

Tonbeispiel 3

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Geht es besser? Falls nicht, höre Dir das nächste Beispiel an.

Im Tonbeispiel 4 lasse ich die Konsonanten weg. Jetzt hat das Broca-Zentrum, die Gehirnregion für Spracheerkennung, nichts mehr zu tun und gibt die Höraufmerksamkeit an andere Regionen ab.

Tonbeispiel 4

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Jetzt sind etwa 60-80% dabei. Wenn Du die Melodie hier nicht hörst, bist Du wahrscheinlich auch im Heidelberger Hörtest als Grundtonhörer eingestuft. Das hat nichts mit Musikalität zu tun. Du bist in Gesellschaft einiger der besten Flötisten, Schagzeuger und Pianisten.

Im nächsten Beispiel verfremde ich den Klang vollständig. Ich senke mit spezieller Zungenstellung den dritten Formanten um 2 Oktaven ab, bis er dieselbe Frequenz hat, wie der zweite. Dadurch bildet sich eine Doppelresonanz, die in der deutschen Sprache nicht vorkommt.

Tonbeispiel 5

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Die Technik nennt man Obertongesang. Dem Gehör fehlen jetzt Informationen aus dem gewohnten Stimmklang, und einzelne Teiltöne werden durch die Doppelresonanz so laut, dass das Gehirn die Klänge trennt und dem Bewußtsein mitteilt, es handle sich um zwei Töne.

Wahrscheinlich hörst Du jetzt eine flötenartige Melodie und die Stimme. Obertongesang ist eine akustische Täuschung. Denn in Wahrheit hörst Du mehr als 70 Teiltöne. Die physikalische Realität und die Wahrnehmung stimmen selten überein.

Im letzten Tonbeispiel gehe ich den gesamten Weg rückwärts bis zum Anfang. Versuche, den Fokus die gesamte Zeit auf der Melodie zu lassen. Höre Dir das Tonbeispiel 6 ruhig öfter an, es trainiert das Obertonhören und macht Dich in der Wahrnehmung der Klangdetails sicherer.

Tonbeispiel 6

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Unsere Realität entsteht in uns selber. Und sie ist veränderbar.

 

Auf ConcertHotels findest du einen interaktiven Test, der die Präzision deines Rhythmusgefühls misst. Mach zuerst den Test. Versuche dann Obertöne zu singen, während du den Test machst, und schreib deine Ergebnisse in den Kommentar unten, wenn du magst. Ich freue mich darauf.

Vergrößerter rechter auditorischer Kortex bei Wolfgang Saus.

Obertöne werden meist langsam und meditativ, selten schnell und rhytmisch gesungen (es gibt Ausnahmen, z. B. Miroslav Grosser). Obertonsänger verarbeiten Klang mehr im rechten Hirnareal, Schlagzeuger mehr im linken, sagt Dr. Schneider von der Uniklinik Heidelberg.

Teste hier, wie Dein Gehirn Klang verarbeitet.

Ist das einer der Gründe? Eine bisher nicht untersuchte, aber interessante Frage. Ich vermute, dass das Fokussieren auf die Obertöne zumindest bei Ungeübten Aufmerksamkeit vom Rhythmus abzieht.

In meinen Kursen für Fortgeschrittene mache ich die Erfahrung, dass anfangs die Intonation und die Klangqualität des Grundtons leidet, wenn der Fokus ganz auf die Obertöne gerichtet wird. Umgekehrt bewirkt die Konzentration auf den Grundton eine Verschlechterung der Qualität des Obertons oder sogar völligen Kontrollverlust des Obertongesangs. Ich kann am Klang sofort erkennen, worauf sich ein Schüler gerade konzentriert.

Will man polyphon Oberton singen, also gleichzeitig eine Grundtonmelodie und einen unabhängige Obertonmelodie, dann müssen beide Töne gleichen Anteil an Aufmerksamkeit erhalten. Ich habe dazu spezielle Übungen entwickelt, die schon nach wenigen Stunden die saubere Kontrolle beider Töne deutlich verbessern. Es wäre interessant zu untersuchen, ob sich diese Übungen auch auf das Rhythmusgefühl auswirken. Ich werde den Rhythmus-Test in meinen Kursen mal als Vorher-Nachher-Vergleich durchführen. Ich bin gespannt, was dabei herauskommt.

Wie sind Deine Erfahrungen mit Rhythmus und Obertönen?

„Freude schöner Götterfunken“, Obertongesang von Wolfgang Saus.

In diesem faszinierenden dynamischen MRT-Video sieht man, wie die Zunge mit Doppelresonanzen die Melodie von Beethovens „Ode an die Freude“ bildet. Obertongesang basiert auf der Zusammenführung der zweiten und dritten Resonanzfrequenz des Mund-Rachen-Raums (auf „Formanten“ genannt) auf eine einzige Frequenz, um die Lautstärke eines einzelnen Obertons aus dem Stimmklang zu erhöhen. Der zweite Formant wird vom Zungengrund zusammen mit dem Kehldeckel kontrolliert. Der dritte Formant wird durch den Raum unter der Zunge reguliert, der größer ist als er im Video erscheint. Obertongesang ist die ständige Feinabstimmung der beiden Resonanzkammern.

Es ist nicht so einfach, in dem sehr lauten Tomographen Klang aufzunehmen (und zu singen). Das Team in Freiburg hat hoch spezialisiertes Equipment für Aufnahme und Filterung entwickelt. Trotzdem ist der Sound natürlich nicht HiFi.

MRT Filmmaterial mit freundlicher Genehmigung und großem Dank an:
Universitätsklinikum Freiburg
Klinik für Radiologie – Medizinphysik &
Institut für Musikermedizin

Prof. Dr. Bernhard Richter
Prof. Dr. Dr. Jürgen Hennig
Prof. Dr. Matthias Echternach
(c) 2015

Der Komet 67P/Tschurjumow-Gerassimenko „singt“. Sein Lied ist für menschliche Ohren nicht wirklich hörbar, denn es handelt sich nicht um Schallwellen, sondern um Schwingungen des Magnetfelds im Bereich von 20-40 Millihertz. Die Schwingungen wurden in den hörbaren Bereich transponiert (ca. 15 Oktaven) und in Schallwellen umgewandelt, um sie hörbar zu machen.

Aber dann hört es sich nicht unähnlich an, wie mein „ingressive vocal fry“, den ich zur Demonstration von Formantfrequenzen verwende.

Mehr Information zum Rosettaprojekt, das heute erstmals in der Menschheitsgeschichte eine Sonde auf einem Kometen gelandet hat, findest du hier: http://rosetta.esa.int/

Thumbnail image credit: ESA/Rosetta/NAVCAM, CC BY-SA IGO 3.0 [CC-BY-SA-3.0-igo], via Wikimedia Commons

Paul Jungeblodt zeigt in dieser anschaulichen Animation die Grundfunktionen des Kehlkopfs beim Singen.

  • Der Anpressdruck der Stimmbänder (true vocal folds) bestimmt die relative Lautstärke der Obertöne zum Grundton.
  • Die Taschenfalten (false vocal folds) tragen zur Regulierung des Luftstroms und zur Klangfarbe bei.
  • Die Stellknorpel schließen die Stimmbänder zur Phonation. Die Stellung des Kehlkopfs im Hals ändert die Klangfarbe von klassisch (tief gestellt) zu anderen Stielen (mittlere oder hohe Stellung).
  • Die Kontraktion der aryepiglottischen Falten mit Nährung des Kehldeckels an die Aryknorpel erzeut den im Musikalbereich verbreiteten Twang.
  • Der weiche Gaumen (soft palate, Velum palatinum) kann den Mundraum zum „ng“ verschließen, nasalen Klang erzeugen, indem Mund und Nasenraum offen bleiben, oder den Vollklang durch die Mundhöhle leiten, indem der Nasenraum verschl0ssen wird.

Meine Hörerfahrung sagt mir, dass nicht alle Klangbeispiele genau dem entsprechen, was im Video zu sehen ist. Beispielsweise sind bei der Verengung der Taschenfalten auch deutliche Anteile einer Konstriktion der aryepiglottischen Falten zu hören. Aber das Video will ja in erster Linie Sängern einen anatomischen Eindruck ihres Instrumentes geben. Und das gelingt der Anmiation ausgezeichnet.

Die gezeigten Kehlkopfteile sind für kaum jemanden wirklich bewußt spürbar. Ich erlebe dennoch in meinem Unterricht, dass solche Bilder für Schüler sehr wertvoll sind, weil sie unbewußt auf die beim Singen beteiligte Muskulatur positiv wirken.

Vielen Dank an Paul Jungeblodt für seine Arbeit. Man findet auf seiner Website noch weitere wertvolle Animation für Sänger: http://www.voicetrix.de

Mach jetzt auch den neuen Hörtest von Wolfgang Saus!


Die  Wirkung der Obertöne im Gehirn stößt offenbar auf großes Interesse. Deshalb möchte ich hier den zugehörigen Hörtest vorstellen. Dr. Schneider, der Leiter der Studie, stellt auf seiner Website einen von ihm entwickelten Hörtest zur Verfügung, mit dem ich seit Jahren meine Masterclass-Schüler teste, um für jeden eine individuelle und optimale Lernstrategie zu entwickeln.

Dieser Kurztest spielt eine Reihe von Tonpaaren ab, bei denen Du spontan entscheiden sollst, ob Dir der zweite Klang eher höher oder eher tiefer vorkommt als der erste. Am Schluß bekommst Du eine Auswertung, zu welchem Grad Du Grundtonhörer oder Obertonhörer bist, das heißt, ob Dein Gehör den Klang mehr in der linken Gehirnhälfte (Grundtonhörer) oder mehr in der rechten Gehirnhälfte (Obertonhörer) verarbeitet. Wer sich für die Hintergründe der Arbeit der Heidelberger Forscher interessiert, kann sich den Fachartikel hier downloaden.




Hinterlasse gerne Dein Ergebnis unten in den Kommentar. Ich bin gespannt, wie Obertonsänger abschneiden. Mein Ergebnis sage ich Euch, sobald die ersten Kommentare eingegangen sind. In einem weiteren Post zeige ich Euch dann, was hinter den Klängen des Tests steckt.



Quellen & Links



Warum der eine Geige und der andere Cello spielt

Zuerst erschienen auf Universitätsklinikum Heidelberg am 21.08.2005 (Repost mit freundlicher Genehmigung)

Die Fähigkeit zur Wahrnehmung von Grundton und Obertönen ist im Gehirn verankert / Heidelberger Wissenschaftler veröffentlichen Studie bei Orchestermusikern in „Nature Neuroscience“

→Hier kannst Du den Hörtest selber machen

Gleiche Töne können von verschiedenen Personen sehr unterschiedlich wahrgenommen werden. Die Ursache dafür liegt im Gehirn. Denn wie ein Ton klingt, hängt von Strukturen im Großhirn ab: Wer mehr Obertöne und damit eher lang ausgehaltene, tiefe Klänge hört, hat mehr graue Nervenzellsubstanz im „Hörzentrum“ der rechten Großhirnrinde, der so genannten Heschlschen Querwindung. Wer stärker den Grundton hört oder kurze, scharfe Töne bevorzugt, weist diese Besonderheit in der linken Hirnhälfte auf.

Dies sind Ergebnisse einer Studie, die am 21. August 2005 als online-Publikation von „Nature Neurosciences“ und in der September-Druckausgabe veröffentlicht wird. Wissenschaftler der Sektion Biomagnetismus der Neurologischen Universitätsklinik Heidelberg haben gemeinsam mit Kollegen der Universitäten Liverpool, Southampton und Maastricht insgesamt 420 Personen untersucht, die Mehrzahl davon Musikstudenten und Orchestermusiker.

Musikalität unabhängig von Hörtyp / Zusammenhang mit Rhythmuserkennung

Mit umfangreichen Hörtests wurde ermittelt, ob die Testpersonen zu der Gruppe der „Grundtonhörer“ oder der „Obertonhörer“ gehörte. (Bei jedem natürlichen Ton wird neben dem Grundton, der die Tonhöhe bestimmt, eine Vielzahl höherer Töne erzeugt. Diese Obertöne ergänzen das Frequenzspektrum eines Tons und geben ihm seine individuelle Klangfarbe.) Bei 87 Testpersonen aus beiden Gruppen wurden zusätzlich im Kernspintomogramm Hirnstrukturen sichtbar gemacht und mit der Magnetenzephalographie (MEG) ihre Funktionen gemessen. Die MEG ist eine sehr empfindliche Methode für die Messung von Gehirnaktivitäten. Sie misst geringe Magnetfelder, die durch aktive Nervenzellen in der Großhirnrinde erzeugt werden.

Die Heidelberger Studie hat gezeigt: Die Sitzordnung in einem modernen Symphonieorchester folgt der Fähigkeit zur individuellen Tonwahrnehmung, die in der linken oder rechten Gehirnhälfte verankert ist. Grundtonhörer mit den hohen Instrumenten (z.B. Geige, Querflöte, Trompete) sitzen links vom Dirigenten und die Obertonhörer (z.B. Bratsche, Cello, Kontrabass, Fagott, Tuba) rechts. Bild-Quelle: Neurologische Universitätsklinik Heidelberg

„Die beiden Hörtypen gibt es auch bei unmusikalischen Menschen“, erklärt Dr. Peter Schneider, Physiker, Kirchenmusiker und MEG-Spezialist in der Heidelberger Arbeitsgruppe. Mit der Fähigkeit zum Grundton- oder Obertonhören ist allerdings auch die Verarbeitung von Musik verknüpft.

„Obertonhörer können lang ausgehaltene Klänge und Klangfarben besser wahrnehmen“, sagt Schneider. Diese Fähigkeit ist im rechten Hörzentrum angesiedelt. Die Grundtonhörer fielen dagegen durch eine virtuosere Spieltechnik und bessere Verarbeitung von komplexen Rhythmen auf, die mit der schnelleren Verarbeitung im linken Hörzentrum verknüpft ist.

Sänger und Cellisten sind „Obertonhörer“

Orchestermusiker haben ihr Musikinstrument auch nach ihrem Hörtyp ausgewählt, so das Ergebnis einer weiteren Studie, die Dr. Schneider unlängst auf einem Fachkongress vorgestellt hat. So spielen Grundtonhörer bevorzugt Schlagzeug, Gitarre, Klavier oder hohe Melodieinstrumente, Obertonhörer eher tiefe Melodieinstrumente wie Cello, Fagott oder Tuba. Auch Sänger fallen in diese Gruppe.

Die Musikalität hat zwar nichts mit den Hörtypen zu tun, doch lässt sie sich ebenfalls in den Gehirnstrukturen festmachen. In einer Veröffentlichung im August 2002, ebenfalls in „Nature Neuroscience“, haben Dr. Schneider und seine Heidelberger Kollegen bereits festgestellt, dass professionelle Musiker mehr als doppelt so viele graue Hirnmasse im primären Hörzentrum haben wie unmusikalische Menschen. Außerdem reagiert ihr Gehirn, wie MEG-Messungen zeigten, stärker auf Töne.

Rückfragen an:

Dr. Peter Schneider

E-Mail: Peter.Schneider@med.uni-heidelberg.de

Weitere Information im Internet:

www.idw-online.de/pages/de/news51506

www.klinikum.uni-heidelberg.de/index.php?id=5503

Bild-Quelle: Neurologische Universitätsklinik Heidelberg

Quellen

Spinnen stimmen ihr Netz wie eine Gitarre. NPR (US National Public Radio) hat diesen witzigen Clip zur Erläuterung einer wissenschaftlichen Publikation der englischen Oxford Silk Group veröffentlicht. Spinnen können am Schwingungsverhalten erkennen, ob sich Beute, Artgenossen oder sogar einen Fehler im Netz handelt. Sie spannen jede Saite ihres Netzes auf einen anderen Ton und können durch Triangulation blitzschnell die genaue Position der Beute erkennen:

 

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