Binaurale Beats – Was können Sie wirklich?

Binaurale BeatsBinaurale Beats – eine vielversprechende Möglichkeit, um Gehirnwellen auf akustischem Wege zu beeinflussen und somit kognitive sowie physiologische Prozesse wie z.B. Gedächtnisleistung, Kreativität oder das Schmerzempfinden zu verändern? In der Neurophysiologie wird das akustische Phämonen der binauralen Beats eingehend untersucht und danach geforscht, welche Einflüsse binaurale Beats tatsächlich auf unser Gehirn haben. Im Folgenden erklären wir, was genau binaurale Beats sind und stellen einige der Studien vor, die sich mit der Wirkung binauraler Beats befassen.

Was sind binaurale Beats?

Binaurale Beats sind ein psychoakustisches Phänomen das im Gehirn entsteht, wenn dem rechten und dem linken Ohr unterschiedliche Sinuswellen mit einer konstanten Amplitude vorgespielt werden, die sich in ihrer Frequenz leicht unterscheiden. Wird dem linken Ohr beispielsweise über Kopfhörer eine Sinuswelle mit 430Hz zugeführt und dem rechten Ohr gleichzeitig eine Sinuswelle mit 440Hz, so nimmt der Hörende einen Ton von 10Hz wahr, der „im Kopf“ erzeugt wird. Dabei entspricht der im Kopf entstehende Ton der Differenz aus den beiden Frequenzen (1). Laut Oster werden binaurale Beats am deutlichsten wahrgenommen, wenn die beiden Frequenzen sich im Bereich um 440Hz bewegen. Liegen die Frequenzen im Bereich von 1.000Hz und darüber oder im Bereich von 90Hz und darunter oder weisen die beiden Frequenzen eine Differenz von mehr als 30Hz auf, so kann in Osters Studien keine Entstehung eines binauralen Beat mehr nachgewiesen werden. Zudem werden die besten Ergebnisse erzielt, wenn die Lautstärke der beiden Sinuswellen möglichst identisch ist (2).

Einfluss auf die Gehirnwellen

Im Gehirn senden eine vielzahl von Neuronen einander kleine elektochemische Signale zu. Wenn mehrere Millionen Neuronen aktiv sind, so kann diese Gehirnaktivität über ein Elektroenzephalogramm (kurz EEG) erfasst und sichtbar gemacht werden (8). Dabei werden die Spannungsschwankungen an der Kopfoberfläche gemessen und die elektrische Aktivität des Gehirns als Diagramm dargestellt (7). Die Gehirnwellen können in die folgenden 5 Frequenzbänder unterteilt werden (8):

Wellentyp Frequenz Hörbeispiel
Delta (δ) 0,5-3 Hz
Theta (θ) 4-7 Hz
Alpha (α) 8-13 Hz
Beta (β) 14-30 Hz
Gamma (ɣ) 30-60 Hz

Es konnte nachgewiesen werden, dass durch das Hören binauraler Beats, Einfluss auf die Gehirnwellen genommen werden kann (10). Dabei nähert sich die vom Gehirn erzeugte Frequenz der durch die binauralen Beats vorgegebenen Frequenz an (11).

Physiologische Wirkung binauraler Beats

In Studien wurde die Wirkung von binauralen Beats auf den menschlichen Organismus untersucht. Dabei wurden sowohl Einflüsse auf kognitive Prozesse, wie z.B. Kreativität, als auch körperliche Empfindungen wie z.B. Schmerz in Studien überprüft. Im Folgenden stellen wir einige dieseser neurophysiologischen Forschungen vor.

Gedächtnisleistung

In einer Studie von Ortis wurde der Effekt von binauralen Beats auf die Gedächtnisleistung untersucht. Im Rahmen des Experimentes wurden Zwanzig Probanden gebeten, sich zusammenhangslose Wörter zu merken und anschließend aus dem Gedächtnis wiederzugeben. Während der Studie, die über einen Zeitraum von 15 Tagen durchgeführt wurde, wurden sie mit verschiedenen akustischen Signalen stimuliert: Binaurale Beats von 5Hz bzw. 13Hz und weißem Rauschen. Im Ergebnis konnte ein signifikanter positiver Effekt von binauralen Beats mit 5Hz, die zweimal am Tag für je 15 Minuten gehört wurden, auf die Anzahl der gemerkten Wörter festgestellt werden (3).

Kreativität

An der Leiden Universität in den Niederlanden wurde in einem Experiment der Zusammenhang von binauralen Beats und Kreativität untersucht. In der Studie wurden mit 24 Probanden an einem Tag jeweils 3 Experimente durchgeführt: Im ersten wurden Sie mit einem binauralen Beat einer Alpha-Frequenz von 10Hz stimuliert, im zweiten mit einem binauralen Beat einer Gamma-Frequenz von 40Hz und im dritten mit einem nicht-binauralen, konstanten Ton von 340Hz als Kontroll-Situation. Die Reihenfolge der drei Experimente wurde dabei von Teilnehmer zu Teilnehmer variiert. Zu Beginn des Experimentes wurden die Teilnehmer mit einem der drei Audiosignale stimuliert und lösten anschließend, während das Audiosignal weiter lief, verschiedene Aufgaben, die kreatives Denken erfordern.

In einem Aufgabenteil wurde dabei das sogenannte divergente Denken untersucht. Dabei wurden Aufgaben gestellt, wie z.B. in einem vorgegebenen Zeitraum so viele Anwendungszwecke für einen Haushaltsgegenstand aufzuzählen wie möglich. Der andere Aufgabenteil umfasste die Untersuchung der konvergenten Denkleistung mit Aufgaben wie z.B. für die drei Worte (‚Markt‘, ‚Star‘ und ‚Hero‘) ein Wort zu finden, welches mit allen verbunden werden kann (‚Super‘). Die Studie ergab, dass eine Stimulation mit binauralen Beats, unabhängig von der Frequenz, das divergente Denken positiv beeinflussen können. Auf das konvergente Denken hingegen konnte kein Effekt nachgewiesen werden (4).

Angst

Padmanabhan und seine Kollegen untersuchten den Einfluss von binauralen Beats auf das Angstempfinden vor einer bevorstehenden Operation. Ein operativer Eingriff geht bei Patienten oftmals mit einem Gefühl der Angst einher, die durch den befürchteten Verlust von Kontrolle, die ungewohnte Umgebung und das empfundene Risiko, welches der Eingriff mit sich bringt, erklärt werden können. Die Studie wurde im Sunderland Royal Hospital in einem Zeitraum von 6 Monaten mit insgesamt 108 Teilnehmern durchgeführt. Bei den Probanden handelte es sich um Patienten, denen eine Operation unter Vollnarkose bevorstand.

Etwa 45-60 Minuten vor dem operativen Eingriff wurden die Teilnehmer gebeten einen Fragebogen auszufüllen, der Aufschluss über ihre subjektiv empfundene Angst gibt. Danach wurde bei jedem Teilnehmer eine der folgenden, zufällig gelosten, Maßnahmen durchgeführt: 1. Ein binauraler Beat, der in einen Soundtrack eingebettet wurde, wurde ihnen vorgespielt, 2. ein Soundtrack ohne binauralen Beat wurde vorgespielt oder 3. keine Audiodatei wurde vorgespielt (die Teilnehmer durften z.B. lesen oder fernsehen). Nach Durchführung der Maßnahme wurden die Teilnehmer gebeten, den selben Fragebogen nochmals auszufüllen. Dabei konnte im Ergebnis eine signifikante Senkung des Angstlevels beim Hören binauraler Beats nachgewiesen werden (5).

Chronische Schmerzen

In einer Studie von Donna D. Zampi wurde untersucht, ob binaurale Beats zur Linderung chronischer Schmerzen wirkungsvoll eingesetzt werden können. Dazu wurden 36 Probanden, die unter verschiedenen Arten chronischer Schmerzen leiden in zwei Gruppen unterteilt. Die eine Gruppe hörte an 14 aufeinander folgenden Tagen je 20 Minuten binaurale Beats (6Hz), während der anderen Gruppe als Placebo ein nicht-binauraler Ton von 300Hz vorgespielt wurde. Anschließend wurden für die nächsten 14 Tage die Gruppen gewechselt. Im Ergebnis konnte nachgewiesen werden, dass der empfundene Schmerz durch das Hören binauraler Beats signifikant gesenkt werden konnte.

Zusammenfassend kann also festgehalten werden, dass in wissenschaftlichen Studien bereits einige Einflüsse binauraler Beats auf verschiedene kognitive sowie körperliche Prozesse, wie z.B. Gedächtnisleistung, Kreativität, Angst oder Schmerzen, nachgewiesen werden konnten.

Binaurale Beats in der Musik

Binaurale Beats werden oftmals in Musiktitel eingebettet, die zur Meditation und Entspannung gehört werden können. Dies wird von vielen Hörern als angenehmer empfunden als das reine Signal aus Sinuswellen. Wir haben einen Musiktitel produziert, der auf der sogenannten „Schumann-Resonanz“ basiert. Wird der Musiktitel mit Kopfhörern gehört, so entsteht im Kopf ein binauraler Beat von 7,83 Hz. Als Trägerfrequenzen wurden 122,97Hz und 130,8Hz verwendet.

 

Quellen

[1] Chaieb, Leila et al: Auditory beat stimulation and its effects on cognition and mood states, In: Frontiers in Psychatry 6:70 (2015)
[2] Oster, Gerald: Auditory beats in the brain, In: Scientific American 229 (1973), S. 94-102
[3] Ortis, T.: Impact of auditory stimulation at a frequency of 5Hz in verbal memory, In: Actas Esp Psiquitar (2008) 36(6): 307-13
[4] Reedijk, Susan et al: The impact of binaural beats on creativity, In: Frontiers in human neuroscience (2013) 7:786
[5] Padmanabhan, R. et al: A prospective, randomised, controlled study examining binaural beat audio and pre-operative anxiety in patients undergoing general anaesthesia for day case surgery, In: Anaesthesia (2005) 60:9:874-7
[6] Zampi, Donna D.: Efficacy of Theta Binaural Beats for the Treatment of Chronic Pain, In: Alternative Therapies in Health & Medicine, Jan/Feb2016, Vol. 22 Issue 1, p32-38. 7p.
[7] Berger, Hans: Über das Elektrenkephalogramm des Menschen, In: Archiv für Psychiatrie und Nervenkrankheiten 87, 1929, S. 527-570
[8] Heraz, A.; Frasson, C.: Predicting the three major dimensions of the learner’s Emotions from Brainwaves, In: International Journal of Computer Science Vol. 2 No. 3, 187-193
[9] Mori, T.; Kai, S.: Noise-Induced Entrainment and Stochastic Resonance in Human Brain Waves, In: Physical Review Letters, Vol. 88 No. 21 (2002)
[10] Thaut, M. H.: Neural basis of rhythmic timing networks in the human brain, In: Annals of the New York Academy of Sciences, Band 999, November 2003, S. 364–373
[11] Dobie, R.A et al.: Binaural interaction in human auditory evoked potentials, In: Electroencephalography and clinical neurophysiology, Bd.49(3-4), S. 303–313

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