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Fragestellung: Obwohl Cochlea-Implantate (CIs) gutes Sprachverstehen in Ruhe ermöglichen, ist die Musikwahrnehmung aufgrund eingeschränkter spektraler und zeitlicher Tonhöhenübertragung stark reduziert. Ziel vorliegender Studie war es, den Einfluss einer CI-spezifischen Stimulusoptimierung auf die Diskriminierung von Dreiklängen sowie auf die Verarbeitung harmonischer Struktur (Syntax) zu untersuchen.

Methoden: In drei Experimenten wurden verschiedene Aspekte der Harmoniewahrnehmung bei CI-Nutzer:innen untersucht. In Experiment 1 diskriminierten sechs CI-Hörer:innen spektral reduzierte Dreiklänge (3–9 Harmonische pro Stimme, Grundfrequenzen 117–311 Hz) in einem Same/Different-Task. Die Dreiklänge unterschieden sich um einen Halbton in einer oder zwei Stimmen. In Experiment 2 wurden die daraus resultierenden perzeptuell optimierten Stimuli in einem Oddball-Paradigma eingesetzt, um die Wahrnehmung von Tonverhältnissen innerhalb von Dreiklängen unabhängig von der absoluten Tonhöhe zu untersuchen. Standardreize waren zufällig transponierte Dur-Dreiklänge; Abweichungen entsprachen den in Experiment 1 getesteten Alterationen. Zehn CI-Hörer:innen und elf normalhörende (NH) Kontrollpersonen nahmen teil. Experiment 3 erfasste die Unterscheidung harmonisch erwartbarer und unerwarteter Dreiklangssequenzen in einem 2AFC-Task bei neun CI-Hörer:innen und zehn NH-Personen. In den Experimenten 2 und 3 wurden zusätzlich EEG-Daten zur Erfassung neuronaler Korrelate erhoben.

Ergebnisse: Experiment 1 zeigte, dass perzeptuell optimierte Dreiklänge mit minimaler spektraler Komplexität (drei Harmonische pro Stimme) signifikant diskriminiert werden konnten. Die Analyse der durch die verwendete Stimulationsstrategie (FS4, MED-EL) erzeugten Pulsmuster ergab eine präzise Kodierung zeitlicher Tonhöheninformation in Form von Schwebungsfrequenzen zwischen den Dreiklangsstimmen, während Grundfrequenzinformation verloren ging. Bei Einzelstimmen zeigte sich hingegen eine exakte Kodierung der Grundfrequenz über die Pulsrate. In Experiment 2 wurden abstrakte Änderungen der Tonverhältnisse sowohl neuronal als auch verhaltensbezogen auf einem mit normalhörenden Personen vergleichbaren Niveau verarbeitet. Experiment 3 zeigte, dass fünf CI-Nutzer:innen harmonische Sequenzen gemäß westlicher harmonischer Regeln beurteilen konnten, während bei vier CI-Nutzer:innen keine entsprechende Sensitivität nachweisbar war.

Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse zeigen, dass CI-Hörer:innen mit perzeptuell optimierten Stimuli harmonische Information in Dreiklängen besser verarbeiten können als bislang angenommen. Neben absoluter Tonhöheninformation werden auch Tonverhältnisse zwischen den Stimmen erfasst, was es einem Teil der CI-Nutzer:innen ermöglicht, abstrakte harmonische Syntax kognitiv zu verarbeiten. Diese Ergebnisse bilden eine Grundlage für gezielte Trainingsparadigmen zur langfristigen Verbesserung der Harmoniewahrnehmung.