Protokoll  

Psychophysik 
Reflexe  
Sensomotorik 

Dienstag 30.03.2004 

Gruppe B2D 

Christoph Schwörer 
Daniel Kersting 
Senid Maslesa 

 
 
 
 
 
 
Prolog 

Die  Psychophysik,  auch  subjektive  Sinnesphysiologie  genannt,    unterscheidet  sich  zur 

objektiven  Sinnesphysiologie  darin,  dass  die  durch  Reize  verursacht  Erregung  nicht  im 

Körper  direkt  (z.B.  Versuch  Insekten  ERG)  gemessen  werden  sondern  die  Stärke  der 

Empfindung durch eine Versuchsperson angegeben wird.  

Trotz  der  Subjektivität  der  Messungen  existieren  aber  auch  in  der  Psychophysik  bestimmte 

allgemein  gültige  Gesetzte  und  Rechenregeln.  So  setzt  beispielsweise  die  Steven’sche 
Potenzfunktion  (E  =  k(S-S0)n  mit  E  =  Empfindungsintensität;  n  =  ein  vom  Receptortyp 

abhängiger  positiver  Wert;  S  =  Reizwert;  S0  =  Schwellwert)  den  Empfindungswert  zum 

Reizwert in Proportion. 

 Es  gibt  aber  auch  Reize  die  nicht  nur  zu  einer  Empfindung  führen  sondern  auch  zu  einer 

direkten (meist Motorischen) Reaktion des Körpers führen. Diese unwillkürlichen, mit kurzer 

Latenz ablaufenden Reaktionen werden Reflexe genannt. 

 
Versuchsteil I:  

Bestimmung der absoluten Hörschwelle des Menschen 

Einleitung 

Der  Mensch  ist  in  der  Lage  Frequenzen  von  ca.  15  Hz  bis  17-21  kHz  wahrzunehmen.  Der 

beim  Sprechen  verwendete  Bereich  („Sprachbereich“)  liegt  hierbei  zwischen  300  Hz  und 

5000 Hz. 

Nicht  jede  Frequenz  ist  bei  gleich  niedrigem  Schalldruckpegel  hörbar.  So  erfordert  es 

wesentlich geringeren Schalldruckpegel um Frequenzen im Sprachbereich wahrzunehmen als 

außerhalb dieses Frequenzbereichs. 

Der minimale Schalldruckpegel ab dem eine bestimmte Frequenz hörbar ist wird Hörschwelle 

genannt. 

Methode 

In  diesem  Versuch  wird  der  Versuchsperson  ein  Köpfhörer  aufgesetzt  der  mit  einem 

Reizgenerator  verbunden  ist.  Dieser  kann  Impulse  in  einem  Frequenzbereich  von  15  Hz  bis 

>30 kHz bei verschiedenem Schalldruck erzeugen.  

Nun werden  verschieden  Frequenzen, anfangend bei 20 Hz (50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 

5000, 10000 Hz) bei einem eindeutig hörbaren Schalldruckpegel eingestellt und anschließend 

der Schalldruckpegel gesenkt bis die Frequenz von der Versuchsperson eindeutig nicht mehr 

wahrgenommen werden kann. Anschließend wird der Schalldruckpegel wieder gesteigert bis 

die  Versuchsperson  die  Impulse  wieder  hören  kann  (Dieser  eingestellte  Schalldruckpegel 

sollte jedoch geringer liegen als der zuvor eingestellte maximale Pegel). Diese Prozedur wird 

solange  auf  und  ab  wiederholt  bis  man  eine  Genauigkeit  von  0.5  dB  SPL  erreicht  hat.  Das 

Angewandte Verfahren wird als „Staircase Prozedur“ bezeichnet. 

Die bei den verschiednen Frequenzen gemessenen Schalldruckpegel werden zur Auswertung 

protokolliert. 

Anschließend werden noch die oberen und unteren absoluten Hörschwellen gemessen indem 

ein  Schalldruckpegel  von  95  dB  SPL  am  Gerät  eingestellt  wird  und  die  Frequenz  solange 

gesteigert bzw. gesenkt wird, bis kein Ton mehr hörbar ist. 

 
 
Ergebnisse: 

100

50

0

-50

20

50 100 200 500 100 200 500 100

Beide Ohren 55
52
linkes Ohr
54
rechtes Ohr

39
40
42

24
17
19

 Abb. 1.1 

25 -1,5 -11 -11 -17 -9,5
-4
19
-6
22

-12 -14
-8
-4

-9
-2

3
-5

Erwartungsgemäß war das Hörvermögen der Testperson im Sprachbereich am besten, d.h. es 

wird der niedrigste Schalldruckpegel benötigt um noch etwas wahrzunehmen. Außerhalb des 

Sprachbereichs steigt die Kurve zu beiden Seiten hin an. 

Die absolute obere Hörschwelle der Testperson lag bei 20700 Hz. 

Die  absolute  untere  Hörschwelle  der  Testperson  lag  bei  15  Hz  (Niedrigst  mögliche 

Einstellung des Testgerätes, es ist also durchaus möglich das die tatsächliche absolute untere 

Hörschwelle noch tiefer liegt als im Versuch bestimmt.) 

Diskussion: 

Wenn  man  die  Kurve  aus  Abb.  1.1  mit  Literaturwerten  vergleicht  lässt  sich  eine  grobe 

Übereinstimmung  im  Kurvenverlauf  feststellen.  Allerdings  liegen  die  gemessenen  Wert  um 

ein Stück nach unten verschoben. Weiterhin fällt auf, dass bei dem Versuch mit beiden Ohren 

meist ein besseres Ergebnis erzielt wurde als nur mit einem Ohr. 

Die  absolute  Hörschwelle  der  Testperson  liegt  sehr  hoch  jedoch  noch  gut  im  Bereich  des 

Möglichen.  

 
 
Versuchsteil II: 

Akustische Richtungslokalisation beim Menschen 

Einleitung: 

Um  auf  Gefahren  außerhalb  seines  Gesichtsfeldes  reagieren  zu  können  ist  es  unverzichtbar 

eine  ungefähre  Richtung  des  gehörten  angeben  zu  können.  So  gehört  die 

Richtungslokalisation  zu  einer  der  wichtigsten  Fähigkeiten  des  Menschen.  Dies  wird 

ermöglicht durch das „binaurale“ hören, also das hören mit 2 Ohren. Das binaurale hören wird  

durch  2  Faktoren  bestimmt.  Zum  einen  durch  die  Zeitliche  Verzögerung  mit  der  ein 

akustischer  Reiz  an  beiden  Ohren  wahrgenommen  wird.  Wenn  ein  Geräusch  beispielsweise 

von rechts kommt so wird der Reiz zuerst am rechten Ohr und mit kurzer Verzögerung erst 

am  linken  Ohr  wahrgenommen.  Der  zweite  bestimmende  Faktor  ist  die  Lautstärke  des 

Geräuschs,  also  der  Schalldruck  im  Ohr.  Der  Reiz  scheint  immer  aus  der  Richtung  zu 

kommen  aus  der  er  lauter  wahrgenommen  wird.  So  ein  Reiz  der  auf  dem  linken  Ohr  lauter 

wahrgenommen wird als auf dem rechten, „von links“ kommen. 

Teil 1: Bestimmung der binauralen Zeitdifferenzschwelle 

Methode: 

Der  Versuchsperson  werden  Kopfhörer  aufgesetzt  die  mit  einem  Reizgenerator  verbunden 

sind der ein kurzes Klicken erzeugt. Am Reizgenerator lassen sich für den rechten und linken 

Kanal  der  Kopfhörer  verschiedene  Verzögerungen  (Im  Bereich  zwischen  0-9999µs) 

einstellen. Nun wird am Reizgenerator ein fester wert von 1000µs Verzögerung für das rechte 

Ohr  eingestellt  und  die  Verzögerung  am  linken  Ohr  um  +-  100µs  Variiert.  Die 

Versuchsperson,  die  nicht  weiß  wie  das  gerät  eingestellt  ist,  muss  nun  angeben  ob  das 

Geräusch von links oder rechts kommt. Die Angabe „Mitte“ ist hierbei nicht zulässig. 

Protokolliert werden nun die Angaben der Versuchsperson bei zufällig eingestellten werden 

im oben angegeben Testbereich und anschließend ausgewertet. 

 
 
 
Ergebnisse: 

Abb. 2.1 

Wie man aus dem Schaubild (Abb. 2.1) erkennen kann ist beim „Mittelpunkt ein 

Vorzeichenfehler aufgetreten. Dieser liegt bei –22 und nicht bei 22. Als Kriterium für ein 

„sicheres“ Ergebnis bei einem psychophysischen Versuch wird eine 75% Schwelle gesetzt. 

Bei der Versuchsperson liegt diese schwelle bei –28,24µs nach links und –14,76µs. Die 

binaurale Zeitdifferenzschwelle entspricht dem Zeitabstand der subjektiven Mitte zum 75%-

Wert, für den Probanden also 6,75µs  

Der Winkel zur Vorrausrichtung berechnet sich wie folgt: 

sin α=∆l/d 

∆t=∆l/c (cid:198) ∆l=∆t*c 

Also ist: sin α= (∆t*c)/d, wobei: 

α der gesuchte Winkel zur Vorrausrichtung, 

∆t die Zeitverzögerung (in diesem Fall 6,75µs), 

c die Schallgeschwindigkeit in der Luft (330m/s) und 

d der durchschnittliche Ohrenabstand beim Menschen (20 cm) ist. 

Es ergibt sich: sin α = (6,75µs * 330m/s) / 20cm = 0,0111  (cid:198)  α =0,64° 

 
 
Teil 2: Die relative Bedeutung von Schalldruck und Laufzeitunterschieden für das 

Richtungshören beim Menschen („trading Messung“) 

Methode: 

Wie  auch  beim  vorigen  Versuch  werden  der  Versuchsperson  auch  diesmal  Kopfhörer 

aufgesetzt  und  ein  seitlich  verzögertes  Geräusch  vorgespielt.  Allerdings  wird  diesmal  nicht 

die Verzögerung verändert sondern die Lautstärke auf der „verzögerten“ Seite, solange bis die 

Versuchsperson angibt, das Geräusch käme aus der Mitte. Die so ermittelten Werte werden in 

ein  Diagramm  eingetragen  und  anschließen  wird  eine  Ausgleichsgerade  ermittelt  und 

eingezeichnet. 

Ergebnisse: 

Tabelle 1.1 

Verzögerung

-100
-50
0
50
100

1
-9
-7,5
0
3
1,5

Durchgänge
3
-7,5
-1,5
4,5
0
7,5

2
-6
-4,5
0
3
1,5

4
-9
-3
3
4,5
7,5

5
-6
-6
1,5
6
4,5

Mittelwert

-7,5
-4,5
1,8
3,3
4,5

0

50

100

150

6
4
2
0
-2
-4
-6
-8
-10

-150

-100

-50

Abb. 2.2 

Diskussion: 

 
 
 
 
 
 
Versuchsteil III: 

Reflexe – motorische Reaktionen auf Sinneseindrücke 

Einleitung: 

Als  Reflex  bezeichnet  man  eine  direkte,  nur  schwer  Ermüdbare  und  willentlich  nicht 

unterdrückbare  Reaktion  eines  Organismus  auf  einen  äußeren  Reiz.  Dieser  Reflex  läuft  bei 

gleichem  Reiz  immer  gleich  ab.  Durch  sehr  kurze  Verschaltungswege  im  Nervensystem 

laufen  Reflexe  sehr  schnell  ab.  Man  Unterscheidet  hierbei  zwischen  monosynaptischen  und 

polysynaptischen Reflexen.  

Bei einem monosynaptischen Reflex findet die Verschaltung direkt im Rückenmark über eine 

einzige  Synapse  statt.  Bei  einem  polysynaptischen  Reflex  findet  die  Verschaltung  über 

mehrer Synapsen im Rückenmark statt. Bei manchen polysynaptischen Reflexen können diese 

auch erst im Hirn verschaltet werden. 

Ein 

durch 

einen 

Receptor 

Wahrgenommener  Reiz  wird  über 

einen  Nerv 

in  das  Rückenmark 

geleitet  und  dort  Verschaltet.  Der 

Zellkörper dieses „afferenten“ Nervs 

liegt 

im 

Spinalganglion  Von 

welchem  aus  das  Axon  des  Nervs 

durch  die  hintere  Wurzel 

ins 

Rückenmark  geleitet  wird.  Seine 

Synaptische Endigung hat der Nerv 

Im Vorderhorn der „grauen 

Substanz“. Von dort aus wird der  

Abb 3.1 

Reiz über einen Nerv der an der „vorderen Wurzel“ aus dem Rückenmark austritt an den 

Effektor weitergeleitet. Bei einem sogenannten Eigenreflex liegen Receptor und Effektor im 

gleichen Organ. Bei einem Fremdreflex liegen Receptor und Effektor in unterschiedlichen 

Organen.. 

Methode: 

Durchgeführt wurde der sogenannte Patellarsehnenreflex. Hierbei wurde die Ferse der 

Versuchsperson mit Kontaktgel bestrichen und mit einem Elektrischen Kontakt in 

Verbindung gebracht. Um die Kontaktschleife zu schließen musste die Versuchsperson den 

zweiten Kontakt in der Hand halten. Die Zwei Kontakte waren über einen Zeitmesser 

miteinander verbunden. Nun wurde der Versuchsperson mit einem Hammer an dem sich ein 

 
 
dritter Kontakt befand unterhalb der Kniescheibe auf die Pattelarsehne geschlagen. Dieser 

Kontakt setze den Zeitmesser in Gang. Die Unterbrechung der Kontaktschleife durch das nach 

vorne zucken des Unterschenkels durch den ausgelösten Reflex beendete die Zeitmessung 

wieder. In diesem Zustand wurde der Versuch 16 mal wiederholt und die Ergebnisse notiert. 

(Tabelle 3.1) Anschließend musste die Versuchsperson den Ganzen Körper in eine 

Grundspannung versetzten und der Versuch wurde weitere 16 Male wiederholt und die 

Ergebnisse notiert.(Tabelle 3.1) Anschließend wurde das Knie der Versuchsperson mit dem 

Hammer nur berührt um der Versuchsperson ein Signal zu geben ohne einen Reflex 

auszulösen. Die Person sollte so schnell wie möglich den Kontakt der Ferse unterbrechen,. 

Dieser Versuch wurde weitere 16 mal wiederholt und die Ergebnisse notiert.(Tabelle 3.1). 

Tabelle 3.1 

Durchgänge

entspannt 

116
182
154
152
177
218
255
143
210
218
155
236
259
267
179
322
202,69
51,93

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

Mittlewert
Standartabweichung

Diskussion: 

Reaktionszeit
angespannt willentlich
146
156
128
118
113
122
154
126
133
134
120
189
118
220
161
137
142,19
27,13

310
291
473
338
312
364
375
431
312
379
377
363
468
357
480
310
371,25
58,21

Man erkennt deutlich die Abweichungen zwischen entspannter und angespannter 

Körperhaltung. Diese liegen weit jenseits der 5% die allgemein als „Standartabweichung“ 

zulässig sind. Beim Wilkoxon Verfahren lagen beide Messreihen außerhalb dieser 

Maximalabweichung. Die Messergebisse sind im unwillkürlichen Bereich recht hoch aber 

noch im vertretbaren Bereich. Die willkürliche Reaktion ist erwartungsgemäß extrem niedrig. 

Die starke Standartabweichung weißt auf eine erhöhte körperliche Unruhe hin. 

 
 
 
Versuchsteil IV: 

Sensomotorische Integration 

Einleitung: 

Methode: 

Bei diesem Versuch wurde der Kopf der Testperson mit Hilfe eines Gestells so fixiert, dass 

die Augen 57cm entfernt vom Bildschirm lagen. Anschließend wurde ein Infrarotsensor am 

linken Auge angebracht der die Augenbewegung maß und an einen Computer weitergab. Es 

wurden 4 verschiedene Versuchsreihen durchgeführt. Jeweils eine zur Linearität der 

Augenbewegung, zur glatten Augenbewegung, zur Augenbewegung beim Lesen und eine zu 

den Sakkaden des Auges. Beim Versuch zur Linearität musste die Versuchsperson jeweils 

einen weißen Balken auf dem Monitor Fixieren der in 2° Schritten von –10° bis +10° 

eingeblendet wurde fixieren. Anschließend wurde die glatte Augenbewegung in drei 

Versuchen gemessen. Hierbei musste die Versuchsperson zuerst einen Weißen Punkt auf 

schwarzem Hintergrund fixieren, der sich mit sinusförmiger Geschwindigkeit im –10° bis 

+10° Bereich bewegte. Beim 2. Versuch wurde der Monitor abgeschaltet und die 

Versuchsperson sollte versuchen die Augenbewegung im vorhergehenden Versuch zu 

wiederholen. Beim 3. Versuch wurde der Monitor wieder eingeschaltet und die 

Versuchsperson musste den selben Punkt auf einem Strukturierten Hintergrund verfolgen. 

Nun wurde der Versuchsperson zu dem Versuch der Augenbewegungen beim Lesen ein 

normaler Deutscher Text eingeblendet und die Augenbewegungen beim lesen aufgezeichnet. 

Anschließend wurden der Versuchsperson ein englischer Text, ein Gedicht und ein Text mit 

schweren Rechtschreibfehlern eingeblendet und die Augenbewegungen wiederum 

aufgezeichnet. 

Ergebnisse: 

9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0

-15

-10

-5

0

5

10

15

Abb. 4.1(X-Achse: Ausrichtung [°] Y-Achse: Horiz. Augenposition[mm]) 

 
 
 
 
In Abb. 4.1 dargestellt ist der lineare Zusammenhang zwischen tatsächlicher und gemessener 

Augenbewegung. Man erkennt auf beiden Seiten der Achse ein recht lineares Messergebnis. 

Die Verschiebung der Geraden nach links lässt auf eine Verschiebung des Messmittelpunktes 

schließen. 

Abb. 4.2 (Lineare Augenbewegung bei eingeschaltetem Bildschirm) 

Wie man deutlich erkennt braucht die Versuchsperson ca. 1 Sekunde um den Punkt zu 

fokussieren und dem Punkt mit den Augen zu folgen. Ist dies aber erst einmal erfolg bleibt die 

Augenbewegung, bis auf einen kurzen Ausschlag bei Sekunde 6 sehr nah der tatsächlichen 

Bewegung des Punktes. Dieser kurze Ausschlag wird sehr vermutlich ein kurzer Lidschlag 

der Testperson sein. 

 
 
 
 
 
 
 
Abb. 4.3 (Lineare Augenbewegung bei ausgeschaltetem Monitor) 

Man erkennt deutlich, dass die Augenbewegung nicht mehr linear sondern sehr sprunghaft 

verlief. Die Geschwindigkeit des Punktes wurde recht gut eingehalten jedoch wird der 

Ausschlag nach rechts bzw. links zum Ende hin immer größer. 

 
 
 
 
Abb. 4.4 (Lineare Augenbewegung auf strukturiertem Hintergrund) 

Im Vergleich mit Abb. 4.2 sieht man, dass es ca. die doppelte Zeit, also 2 Sekunden, dauert 

bis die Versuchsperson den sich bewegenden Punkt auf dem Strukturierten Hintergrund 

ausgemacht hat und ihn fokussiert. Ist dies aber einmal geschehen folgt der Fokus fast ideal 

dem Punkt. 

 
 
 
 
Abb. 4.5 (Augenbewegung bei einem deutschen, recht einfachem Text) 

Man erkennt, dass beim lesen sas Wort meist sehr schnell mit dem Auge überflogen wird, der 

Fokus dann aber eine kurze Zeit am Wortende bleibt. Da es sich um einen recht einfachen 

Text handelt gibt es so gut wie keine Rücksprünge innerhalb einer Zeile um einen Teil erneut 

zu lesen. 

 
 
 
Abb. 4.6 (Augenbewegung bei einem englischen normal schweren Text) 

Auch dieser Text konnte von der Versuchsperson ohne größere Schwierigkeiten gelesen 

werden. Es gibt jedoch einige stellen an denen der Fokus des auges zurück sprang um einen 

Teil des bereits gelesenen erneut zu lesen. Man kann daraus schließen dass die 

Versuchsperson mit dem englischen nicht so vertaut ist wie mit Deutsch und bei manchen 

Worten Verständnis- bzw. Identifikations-Probleme auftreten. 

 
 
Abb. 4.6 (Augenbewegung beim lesen eines Gedichts) 

Man erkennt, dass das Auge beim lesen des Gedicht länger auf einem Wort verweilte und 

auch öfters zurück sprang. Dies lässt sich wohl damit erklären, dass es beim lesen des 

Gedichts länger dauert das aktuelle Wort in Zusammenhang mit dem ganzen Text zu bringen, 

was aber auch nicht immer sofort gelingt, so dass Teile des Textes erneut gelsen werden 

müssen um den Sinn zu erkennen. 

 
 
 
Abb. 4.7 (Augenbewegung beim lesen eines Textes mit schweren Rechtschreibfehlern) 

Es wird hier ein deutlicher Unterschied zu den obigen Texten bemerkbar. Für die einzelnen 

Worte benötigte die Versuchsperson wesentlich länger und sie musste sehr oft bereits gelsene 

Teile wiederholen. Hier wird auch eine deutliche Zeitverschiebung zwischen „lesen“ und 

„verstehen“ erkennbar da oft Worte mit Fehlern überlesen werden und erst am Ende des 

Satzes springt das Auge auf die fehlerhafte Stelle zurück. 

 
 
 
Abb. 4.8 (Aufzeichnung der Latenz der Sakkaden des Auges  bei –10° bis +10°) 

Man erkennt eine deutliche Ballung der Messewerte bei ca. 150ms was darauf hindeutet, dass 

es sich um einen unwillkürlichen Reflex handelt und nicht um eine willentliche Handlung. 

Betrachtet man die Mittelwerte so lässt sich ein leichter Anstieg von links nach rechts 

feststellen was vermutlich an der Messung am linken Auge liegt. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Abb. 4.9 (Links:  Geschwindigkeit der Augenbewegung in Abhängigkeit der Amplitude 
 Rechts: Latenz der Augenbewegung in Abhängigkeit der Amplitude) 

Auf dem linken Schaubild erkennt man, dass die Geschwindigkeit mit derr sich Auge bewegt 

unabhängig von der Strecke ist die es zurücklegen muss. Auf dem rechten Schaubild erkennt 

man die Latenz bis zur erneuten Fokussierung des Auges auf einen Punkt im Abstand der 

Amplitude zur ursprünglichen Fokussierung des Auges. Bringt man die beiden Schaubilder in 

Verbindung so lässt sich feststellen, dass je größer die Amplitude, also je weiter der „neue“ 

Punkt als Abbild auf der Netzhaut von der Fovea (also dem Ursprünglichen Fokus des Auges) 

entfernt ist, die Latenz bis sich das Auge reagiert in einer logarithmus-ähnlichen Kurve 

abgebildet wird. Dies liegt vermutlich an der immer größer werdenden Querverschaltung der 

Sehzellen je weiter diese von der Fovea entfernt liegen, da es dann länger dauert bis der neue 

Fokuspunkt „errechnet“ wurde.  

 
 
 
4.10 (Abbildung der Sakkaden des Auges gegen [s]) 

Hier sieht man alle Sakkaden des Auges der Testperson übereinandergelagert. Man erkennt 

deutlich eine Verdichtung etwas ober- und unterhalb der Stellen an denen eigentlich der Punkt 

aufgetaucht ist, dies lässt sich auf eine ungenügende Kalibrierung des Messgeräts und vor 

allem auf eine zu starke Verstärkung der Messdaten zurückführen. Die ungefähre Latenz liegt 

bei 150-200 ms. Dies berechnet sich aus dem Auftauchen des Punktes (roter Strich bei 0.2s) 

und dem Beginn der Augenbewegung (bei ca. 400ms). Vgl. hierzu Abb. 4.8. 

 
 
Abb. 4.11 (Durchschnittliche Genauigkeit der Sakkaden bei gegebenem Auslenkungsgrad) 

Das alle gemessenen Durchschnittswerte im positiven Bereich liegen verstärkt die 

Vermutung, dass die Verstärkung am Messgerät zu stark eingestellt war. Vgl. hierzu Abb. 

4.10. 

 
 
Literatur: 

Adolf Faber, Der Körper des Menschen, 13. Auflage 

N.A. Campbell, Biologie, 6. Auflage 

 
 
 
