Wenn Daten ins Ohr gehen

Ruhig leuchtet das Abbild eines Gehirns auf dem großen Bildschirm an einer Wand im Potsdamer Hasso-Plattner-Institut (HPI). Davor stehen sechs schwarz-weiße Lautsprecher auf Stativen im Raum verteilt. Aus ihnen ertönen plötzlich Klänge: ein schnelles Pingen vorne links, ein Pluckern hinten rechts, ringsum ein tiefes Wupp, Wupp. Synchron dazu leuchten überall auf der Hirnabbildung bunte Kreise auf. Die Geräusche stellen die Frequenzen von feuernden Neuronen dar, die während einer Elektroenzephalographie (EEG) erfasst wurden – Theta-Wellen etwa, wie sie im Schlaf auftreten, oder Alpha-Wellen, die bei geschlossenen Augen aufgezeichnet werden. Das Forschungsprojekt „Brain Data Sonification“ ließ solche Signale der Hirnaktivität als Klänge im Raum ertönen, abhängig davon, in welcher Hirnregion die Wellen erfasst wurden.

„Ausgedruckte EEG-Daten sehen ziemlich kompliziert aus“, sagt Luca Hilbrich, der „Brain Data Sonification“ gemeinsam mit Philipp Steigerwald und Tim Strauch erstellt hat. Die drei hatten als Doktoranden im Bereich Neurodesign des HPI gearbeitet. Was sonst als komplexe Wellen auf Papier dargestellt ist, wird durch die klangliche Darstellung im Rahmen ihres Projektes viel anschaulicher. Man kann gewissermaßen einem Gehirn bei der Arbeit zuhören.

Klänge statt Balken und Farben

Das Verfahren, mit dem sich komplexe EEG-Aufzeichnungen in räumliche Sounds umsetzen lassen, nennt sich Datenverklanglichung oder Data Sonification. Es ist ein Äquivalent zur visuellen Darstellung von Daten in Infografiken – nur dass die Informationen nicht in Balkenhöhen, Tortenstückbreiten oder Farbskalen transformiert werden, sondern in unterschiedliche Klänge.

Die Umsetzung von Messdaten in akustische Signale ist nicht neu. Geigerzähler etwa, die mit ihrem elektronischen Klicken die Stärke ionisierender Strahlung anzeigen, gibt es seit mehr als hundert Jahren. Heute ist Data Sonification im Alltag weit verbreitet. Ein Beispiel ist das anschwellende Piepsen, mit dem ein Auto beim Einparken den Abstand zum nächsten Fahrzeug anzeigt.

Ins menschliche Hörspektrum bewegt

In der Forschung kommt die Sonifikation vor allem dann zum Einsatz, wenn große Datensätze in ihrem zeitlichen Verlauf begreifbar gemacht werden sollen. Dabei werden diese Datensätze oft direkt in Klangwellen übersetzt – meist mit zeitlichen Stauchungen und Modifikationen der Tonhöhe, um das Ergebnis ins menschliche Hörspektrum zu bewegen. So hat etwa der Erdbebenforscher Hugo Benioff von der US-amerikanischen CalTech University bereits 1953 die Aufzeichnungen von Erdbebenwellen sehr schnell abgespielt und auf diese Weise hörbar gemacht. Ein anderer Ansatz ist es, den Daten symbolisch Klänge zuzuordnen. Auch Klangcharakteristika wie Tonhöhe, Lautstärke, Tempo oder Dauer können Entwicklungen und Ereignisse im Datensatz wiedergeben. Auf diese Weise werden heute etwa die Veränderungen im Zuge der Erderwärmung sonifiziert. Die rasant ansteigenden Temperaturwerte von Ozeanen sind dann beispielsweise als zunehmendes Kreischen zu hören. Auch die NASA verwandelt seit einigen Jahren systematisch die Beobachtungsdaten von Teleskopen wie Hubble, dem James Webb Space Telescope oder dem Chandra Röntgenobservatorium in Klänge, um sie mehr Menschen begreiflich zu machen. Neben dieser Wissenschaftskommunikation nutzt auch die blinde Astronomin Wanda Diaz-Merced sonifizierte Teleskopdaten für ihre wissenschaftliche Arbeit: Sie untersucht das All mit ihren Ohren. Data Sonification lässt sich also zur Ansprache eines breiten Publikums ebenso nutzen wie für handfeste Forschung.

Impressionistischer Ansatz

In weiten Teilen der Wissenschaft hat die visuelle Vermittlung von Daten trotzdem Vorrang.

„Menschen vertrauen Infos, wenn sie sie sehen – aber nicht, wenn sie sie nur hören“, sagt die britische Datenjournalistin und Musikerin Miriam Quick, die zusammen mit dem Informationsdesigner Duncan Geere das Sonification-Studio Loud Numbers betreibt. Die beiden bieten Datenverklanglichungen für NGOs, Kulturinstitutionen und Forschungseinrichtungen an, veröffentlichen einen Podcast zum Thema und stehen hinter einer kleinen Online-Community namens Decibels, die sich dazu austauscht. Ein solcher quasi impressionistischer Ansatz von Klängen, der eher auf einen bestimmten Eindruck beim Publikum aus ist, statt dieses zu informieren, kann Quick zufolge in bestimmten Fällen viel besser funktionieren als eine grafische Darstellung.

So haben Loud Numbers beispielsweise für ein Projekt die immer steiler ansteigende Kurve des CO2-Gehalts in der Atmosphäre an eine Sirene gekoppelt, die immer höher und schriller wird. „Man kann Klänge verwenden, die so laut sind, dass sie einem körperliche Schmerzen bereiten – während eine Balkengrafik niemals so lang werden kann, dass sie wehtut“, sagt Duncan Geere von Loud Numbers.