Binaurale Beats

Den Entstehungsort der binauralen Beats vermuten Forscher in der Hörbahn, vor allem im Nucleus olivaris superior, einem Teil des Hirnstamms. Seine Neuronen sind an der Lokalisation von Schallquellen beteiligt, indem sie Laufzeit- und Pegelunterschiede zwischen beiden Ohren auswerten.^[4]

Als Entdecker der binauralen Beats im Jahr 1839 gilt der deutsche Physiker Heinrich Wilhelm Dove.^[5] Er fand heraus, dass scheinbar „Stöße“ zu hören sind, wenn dem linken und rechten Ohr getrennt, aber simultan, zwei leicht unterschiedliche Töne zugeführt werden. Dove kam zu der Erkenntnis, dass die wahrgenommenen Stöße ausschließlich im auditorischen System entstehen müssen, da keine physikalische Überlagerung der Wellen vorlag. Er vermutete, dass die wahrgenommenen Stöße in dem Teil des Hirns entstehen, der für das binaurale (stereophone) Hören zuständig ist.

In den folgenden Jahren wurde das Thema sporadisch aufgegriffen, behielt aber lange den Status einer physikalischen Kuriosität. Erst Gerald Oster, Biophysiker an der Mount Sinai School of Medicine in New York, erkannte das Potential und die Möglichkeiten, die binaurale Beats eröffnen. 1973 publizierte er einen Artikel in Scientific American,^[1] wo er die verschiedenen Forschungsergebnisse der letzten 134 Jahre zusammentrug, ordnete und darauf aufbauend eigene präsentierte.

Oster sah die Anwendungsgebiete der binauralen Beats sowohl in der Forschung als auch im medizinischen Bereich:

• Für die Forschung waren sie ein wichtiges Instrument, um die neuronalen Vorgänge des Hörens zu analysieren, räumliches Hören zu untersuchen und z. B. herauszufinden, wie ein einzelner Ton aus einem Gemisch von vielen Tönen herausgehört werden kann (Cocktailparty-Effekt).
• Für den medizinischen Bereich hielt Oster binaurale Beats für ein geeignetes Diagnose-Instrument zur Untersuchung von Beeinträchtigungen des Hörsinns. Er fand aber auch, dass sie für die Diagnose von Erkrankungen eingesetzt werden können, die nichts mit dem Hören zu tun haben. So stellte er fest, dass kurz vor Beginn einer Parkinson-Erkrankung die Fähigkeit, binaurale Beats zu hören, deutlich zurückging. In einem besonderen Fall konnte er einen Parkinson-Patienten über viele Wochen begleiten und dokumentieren, dass unter der Medikation die Fähigkeit, binaurale Beats zu hören, wieder zunahm. Außerdem beobachtete er geschlechtsspezifische Unterschiede in der Wahrnehmung der binauralen Beats. Bei Frauen zeigten sich zwei Spitzenwerte in der Empfindung der binauralen Beats, abhängig von ihrem Menstruationszyklus, am Anfang und nach rund 15 Tagen. Diese Daten veranlassten Oster zu der Frage, ob binaurale Beats als Messinstrument für den Östrogenspiegel eingesetzt werden könnten.

Ein bedeutendes Ergebnis von Osters Forschung war die Erkenntnis, dass ein binauraler Beat auch wahrgenommen wird, wenn eine Trägerfrequenz unterhalb der menschlichen Wahrnehmbarkeitsschwelle liegt, oder auch, wenn beide Trägerfrequenzen so leise sind, dass das menschliche Ohr sie scheinbar nicht mehr wahrnimmt. Diese Forschungsergebnisse veranlassten Oster zu der Annahme, dass die binauralen Beats auf einem anderen Weg entstehen als die Töne, die wir sonst hören.

Das Interesse an binauralen Beats lässt sich in drei Kategorien einteilen:

1. Sie dienen in der Neurophysiologie zur Erforschung des Hörsinns.
2. Neurophysiologisch wird auch ihr Einfluss auf die Vorgänge im Gehirn erforscht.
3. Sie werden bei bestimmten Methoden eingesetzt mit dem Ziel, Gehirnwellen zu stimulieren, um Entspannung, Schlaf, Meditation oder Konzentration zu fördern.

Dem zuletzt genannten Anwendungsbereich liegt die Hypothese zugrunde, dass binaurale Beats Einfluss auf Hirnwellen haben können und auch jene Bereiche des Gehirns beeinflussen, die nicht unmittelbar mit dem Hören verknüpft sind.^[6] Die Hirnwellen-Synchronisationsthese (brainwave entrainment oder neuronal entrainment) nimmt insbesondere an, dass sich die rhythmische Aktivität des Gehirns, die mit Hilfe der Elektroenzephalografie durch Delta-, Theta-, Alpha-, Beta- oder Gamma-Wellen beschrieben werden kann, mit periodischen auditiven, visuellen oder taktilen Reizen synchronisieren kann. Rhythmische Ton-, Licht- oder Berührungsreize könnten dieser These zufolge als Taktgeber genutzt werden, um bestimmte Aktivitätsmuster des Gehirns zu induzieren oder zu verstärken. Dies könnte wiederum eingesetzt werden, um gezielt bestimmte Bewusstseinszustände hervorzurufen, denen positive Effekte auf Gesundheit und Wohlbefinden zugeschrieben wird. Je nach Frequenz ("Puls") hätten binaurale Beats demnach einen förderlichen Einfluss auf^[7.1]

• Schlaf – bei Frequenzen unter 4 Hz (Delta-Wellen)
• Tiefenentspannung – bei Frequenzen von 4–8 Hz (Theta-Wellen)
• ruhige Aufmerksamkeit – bei Frequenzen von 8–13 Hz (Alpha-Wellen)
• Konzentration und Informationsverarbeitung – bei Frequenzen von 13–40 Hz (Beta-Wellen)
• Gedächtnis, positive Emotionen etc. – bei Frequenzen von über 40 Hz (Gamma-Wellen)

In einem 2023 veröffentlichten systematischen Review wurden Studien ausgewertet, in denen die Hirnwellen-Synchronisationsthese (brainwave entrainment) für binaurale Beats untersucht wurden. In allen betrachteten Studien wurde also empirisch überprüft, ob binaurale Beats in der Lage sind, Hirnwellen im Delta-, Theta-, Alpha-, Beta- oder Gamma-Bereich zu induzieren oder zu verstärken. Die Auswertung dieser Studien kam zu dem Ergebnis, dass die Befundlage uneindeutig ist. Von den 14 ausgewerteten Studien hatten 6 Ergebnisse, die die Hirnwellen-Synchronisationsthese stützten, 8 Studien dagegen widersprachen dieser These und eine Studie kam zu keinem eindeutigen Ergebnis.^[2.2] Die Autoren des Reviews betonen allerdings, dass die betrachteten Studien methodologisch sehr unterschiedlich waren, was eine zusammenfassende Bewertung der Ergebnisse erschwert.

Andere Studien haben den Einfluss von binauralen Beats auf psychische Zustände direkt untersucht, ohne eventuell zugrunde liegende neurophysiologische Mechanismen (wie die Hirnwellen-Synchronisation) zu erfassen. In einigen Studien konnten psychische Effekte von binauralen Beats festgestellt werden.^{[8][9][10][11]} Beispielsweise fand eine Studie aus dem Jahr 2026, dass binaurale Beats im Bereich von 6 Hz einen positiven Einfluss auf das Empfinden von Ruhe und Fokussiertheit hatten.^[11] Ein systematisches Review zur Wirkung von binauralen Beats auf die Schmerzwahrnehmung fand auf der Basis von 16 Studien Hinweise darauf, dass die Wahrnehmung von binauralen Beats chronische oder akute Schmerzen erleichtern kann. Allerdings wurde auch in dieser Übersichtsarbeit auf Qualitätsmängel bei vielen der ausgewerteten Studien hingewiesen.^[12] In Studien, in denen psychische Effekte gefunden wurden, entsprachen diese Effekte auch nicht immer denjenigen, die aufgrund der Hirnwellen-Synchronisationsthese erwartet wurden.^[13]

Neben der wissenschaftlichen Forschung zur Wahrnehmung von binauralen Beats und den damit verbundenen Phänomenen gibt es bereits seit den 1990er Jahren Versuche, binaurale Beats als Technik zur Beeinflussung der menschlichen Psyche in der Praxis anzuwenden und für Medizinprodukte zu nutzen. So wurde im Jahr 1990 von Robert A. Monroe eine „Methode zur Erzeugung mentaler, emotionaler und physikalischer Bewußtseinszustände [...]“ als Patent angemeldet, in der binaurale Beats zur Anwendung kamen. Mit dieser Methode sollten binaurale Beats erzeugt werden, durch die „Gehirnwellen in spezifische Wellenformen überführt werden, die für bestimmte Bewußtseinszustände charakteristisch sind“.^[14] Seither sind zahlreiche Apps und Medien auf den Markt gekommen, die eine Vielzahl positiver Wirkungen auf die menschliche Psyche, die mentale Gesundheit und körperliche Leistungsfähigkeit versprechen. Schlagzeilen wie „Mit binauralen Beats zum Olympiasieg“^[15] tragen zum Mythos von binaurale Beats als „Superpower für das Gehirn“^[16] bei. In Bezug auf den „Konsum“ von binauralen Beats als Mittel zur Erzeugung spezifischer Bewußstseinszustände ist sogar von binauralen Beats als „digitaler Droge“ die Rede.^[17] Das Interesse an der Anwendung von binauralen Beats ist also groß, auch wenn ihre Wirksamkeit aus wissenschaftlicher Sicht nach wie vor als unsicher gilt.

• Heinrich Wilhelm Dove u. a.: Akustik, Theoretische Optik, Meteorologie. In: Repertorium der Physik. 3, 1839.
• Gerald Oster: Auditory beats in the brain. In: Scientific American. Band 229, Nummer 4, Oktober 1973, S. 94–102. PMID 4727697.
• Osamu Yamada, Hitoshi Yamane, Kazuoki Kodera: Simultaneous recordings of the brain stem response and the frequency-following response to low-frequency tone. In: Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 43, 1977, S. 362–370, doi:10.1016/0013-4694(77)90259-0.
• George M Gerken, George Moushegian, Robert D Stillman, Allen L Rupert: Human frequency-following responses to monaural and binaural stimuli. In: Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 38, 1975, S. 379–386, doi:10.1016/0013-4694(75)90262-X.
• James D Lane, Stefan J Kasian, Justine E Owens, Gail R Marsh: Binaural Auditory Beats Affect Vigilance Performance and Mood. In: Physiology & Behavior. 63, 1998, S. 249–252, doi:10.1016/S0031-9384(97)00436-8.
• Christina F. Lavallee, Stanley A. Koren, Michael A. Persinger: A Quantitative Electroencephalographic Study of Meditation and Binaural Beat Entrainment. In: The Journal of Alternative and Complementary Medicine. 17, 2011, S. 351–355, doi:10.1089/acm.2009.0691.
• Sebastian Rossböck: Binaural Beats. Diplomarbeit. Universität Wien, 2013.
• Patrick A. McConnell, Brett Froeliger, Eric L. Garland, Jeffrey C. Ives, Gary A. Sforzo: Auditory driving of the autonomic nervous system: Listening to theta-frequency binaural beats post-exercise increases parasympathetic activation and sympathetic withdrawal. In: Frontiers in Psychology. Band 5, 2014, S. 1248, doi:10.3389/fpsyg.2014.01248. PMID 25452734, PMC 4231835 (freier Volltext).
• Leila Chaieb, Elke Caroline Wilpert, Thomas P. Reber, Juergen Fell: Auditory beat stimulation and its effects on cognition and mood states. In: Frontiers in Psychiatry. Band 6, 2015, S. 70, doi:10.3389/fpsyt.2015.00070. PMID 26029120, PMC 4428073 (freier Volltext) (Review).

• noise – ein Binaurale-Beats-Generator als Web-App
• SBaGenX auf GitHub – freier Binaurale-Beats-Generator für Windows, macOS und Linux; Nachfolger der eingestellten Projekte SBaGen und SBaGen+
• Gnaural und Gnaural for Android: freier, grafikoberflächenbasierender Binaurale-Beats-Generator für Windows, macOS, Linux und Android.
• I-Doser: proprietärer Binaurale-Beats-Generator für Windows, macOS, iOS und Android.

• Tom Campbell: Atlanta 2016 Binaural Beats auf YouTube, vom 12. Februar 2016 – Vortrag über die Funktionsweise von binauralen Beats (englisch)