Thresholds of Auditory Perception
Sound perception is not a binary process, but is defined by various thresholds, both physical and cognitive in nature, that determine whether and how an acoustic stimulus is processed and consciously perceived.
The physical threshold of hearing defines the perceptual limit of an auditory impression as the quietest sound of a certain frequency that the ear can just barely perceive. It is defined as 0 dB SPL at 1000 Hz, with the lowest perceivable sound pressure being 2*10^-5 Pa. The human ear can process frequencies between approximately 20 Hz and 20,000 Hz. The hearing threshold is not a universal constant, but depends on individual factors such as age (presbycusis), gender, and constitutional variations. In addition to the hearing threshold, the discomfort level (UCL), at which a sound is perceived as unpleasant, and the comfortable loudness (MCL), at which sounds are best perceived and understood (typically at 65 dB HL), are also important. These thresholds underscore the biological diversity of human perception and the need for personalized audiological measurements.
The attention threshold refers to the ability to focus attention on a single stimulus source and block out other stimuli (selective or focused attention) or to attend to several things simultaneously (divided attention). Auditory attention is described as “listening.” Cognitive models such as Broadbent’s bottleneck model or Treisman’s attenuation model explain that, due to limited capacity, not all information can be processed simultaneously, and relevant stimuli are prioritized while others are attenuated but not completely ignored. Neisser’s perceptual cycle describes attention as an active search for information based on prior experience and expectations. The limited capacity of attention requires the brain to prioritize, enabling selective listening in noisy environments. Physiological states such as sleep or dehydration can impair attentional functions.
The threshold of consciousness represents a metaphorical boundary separating conscious from unconscious mental processes. The majority of information processing in the brain occurs unconsciously; only a fraction is consciously perceived. Phenomena of subliminal auditory perception demonstrate that acoustic signals not detected by conscious hearing can nevertheless activate certain brain areas and cause short-term behavioral adjustments. The brain cannot differentiate whether information is perceived subliminally or consciously, meaning that unconscious processing can have direct effects on our reactions and attitudes without our awareness. Research into the neural correlates of conscious hearing focuses on brain activity associated with conscious processes and aims to decipher the neurobiological basis for this threshold. The existence of subliminal perception suggests that our auditory “reality” is largely constructed unconsciously.
Schwellen der auditiven Wahrnehmung
Die Wahrnehmung von Klang ist kein binärer Prozess, sondern wird durch verschiedene Schwellen definiert, die sowohl physikalischer als auch kognitiver Natur sind und bestimmen, ob und wie ein akustischer Reiz verarbeitet und bewusst wahrgenommen wird.
Die physikalische Hörschwelle definiert die Wahrnehmungsgrenze eines Höreindrucks als leisesten Ton einer bestimmten Frequenz, den das Gehör gerade eben noch wahrnehmen kann. Sie wird als 0 dB SPL bei 1000 Hz definiert, wobei der kleinste wahrnehmbare Schalldruck 2*10^-5 Pa beträgt. Das menschliche Gehör kann Frequenzen zwischen etwa 20 Hz und 20.000 Hz verarbeiten. Die Hörschwelle ist keine universelle Konstante, sondern hängt von individuellen Faktoren wie Alter (Presbyakusis), Geschlecht und konstitutionellen Variationen ab. Neben der Hörschwelle sind auch die Unbehaglichkeitsschwelle (UCL), bei der ein Ton als unangenehm empfunden wird, und die angenehme Lautstärke (MCL), bei der Töne am besten wahrgenommen und verstanden werden (typischerweise bei 65 dB HL), von Bedeutung. Diese Schwellen unterstreichen die biologische Diversität der menschlichen Wahrnehmung und die Notwendigkeit personalisierter audiologischer Messungen.
Die Aufmerksamkeitsschwelle bezieht sich auf die Fähigkeit, die Aufmerksamkeit auf eine Reizquelle zu richten und andere Reize auszublenden (selektive oder fokussierte Aufmerksamkeit) oder mehrere Dinge gleichzeitig zu beachten (geteilte Aufmerksamkeit). Auditive Aufmerksamkeit wird als “Lauschen” beschrieben. Kognitive Modelle wie Broadbents Flaschenhalsmodell oder Treismans Abschwächungsmodell erklären, dass aufgrund begrenzter Kapazitäten nicht alle Informationen gleichzeitig verarbeitet werden können und relevante Reize priorisiert werden, während andere abgeschwächt, aber nicht vollständig ignoriert werden. Der Wahrnehmungszyklus nach Neisser beschreibt Aufmerksamkeit als ein aktives Suchen nach Informationen, basierend auf Vorerfahrungen und Erwartungen. Die begrenzte Kapazität der Aufmerksamkeit führt dazu, dass das Gehirn Prioritäten setzen muss, was selektives Hören in lauten Umgebungen ermöglicht. Physiologische Zustände wie Schlaf oder Dehydration können Aufmerksamkeitsfunktionen beeinträchtigen.
Die Bewusstseinsschwelle stellt eine metaphorische Grenze dar, die bewusste von unbewussten psychischen Prozessen trennt. Der Großteil der Informationsverarbeitung im Gehirn geschieht unbewusst; nur ein Bruchteil wird bewusst wahrgenommen. Phänomene der subliminalen auditiven Wahrnehmung zeigen, dass akustische Signale, die vom bewussten Gehör nicht erfasst werden, dennoch bestimmte Gehirnbereiche aktivieren und kurzfristige Verhaltensanpassungen bewirken können. Das Gehirn kann nicht differenzieren, ob eine Information subliminal oder bewusst wahrgenommen wird, was bedeutet, dass unbewusste Verarbeitung direkte Auswirkungen auf unsere Reaktionen und Einstellungen haben kann, ohne dass wir uns dessen bewusst sind. Die Forschung zu den neuralen Korrelaten bewussten Hörens konzentriert sich auf Gehirnaktivitäten, die mit Bewusstseinsprozessen einhergehen, und zielt darauf ab, die neurobiologische Basis für diese Schwelle zu entschlüsseln. Die Existenz subliminaler Wahrnehmung deutet darauf hin, dass unsere “Realität” des Hörens zu einem großen Teil unbewusst konstruiert wird.