Vliv zpětnovazební síly na komponenty otoakustických emisí simulovaných kochleárním modelem

Abstract

Sluch je trvale činný, což ho odlišuje od zraku, který lze jednoduše vyřadit zavřením oka. Zvuky nás obklopují od narození až do smrti a prostřednictvím sluchu přijímáme nejvýznamnější část informací o světě. Sluch nás varuje, chrání, podněcuje naši aktivitu a tvoří základ řeči, která nás odlišuje od zvířat [1]. Lidský sluchový aparát představuje mimořádně sofistikovaný biologický systém, který vyniká výjimečnou citlivostí a frekvenční selektivitou. Citlivost je tak velká, že při prahu sluchu vnímáme pohyby ušního bubínku o amplitudě srovnatelné s rozměrem atomu vodíku. Předpokládá se, že výjimečné frekvenční selektivitě a citlivosti je dosaženo díky zesilovači, jehož vedlejšími produkty jsou otoakustické emise (OAE). Ale podrobnosti ohledně funkce tohoto zesilovače nejsou doposud zcela známy, zejména jak jednotlivé komponenty spolupracují a jak se podílí na zesílení sluchového vjemu. V této práci za pomoci matematického modelu kochley studujeme, jak způsob, jakým je zesilovač implementován ovlivní dva typy otoakustických emisí a jejich komponenty, konkrétně SFOAE (stimulus-frequency otoacustic emissions) a CEOAE (clicked evoked emissions). Zjistili jsme, že systém se chová odlišně, což může být potenciální nástroj k analýze modelů. Ukázali jsme, že komponenty lze ovlivnit, a to je cenné zjištění.

Hearing is permanently active, which distinguishes it from vision, which can be disabled simply by closing the eye. Sounds surround us from birth to death, and it is through hearing that we receive the most important part of information about the world. Hearing warns us, protects us, stimulates our activity, and forms the basis of speech that distinguishes us from animals [1]. The human auditory system is an extremely sophisticated biological system that excels in exceptional sensitivity and frequency selectivity. The sensitivity is so great that at the threshold of hearing we perceive movements of the eardrum with an amplitude comparable to the size of a hydrogen atom. It is believed that the exceptional frequency selectivity and sensitivity is achieved by an amplifier whose by-products are otoacoustic emissions (OAEs). But the details of the function of this amplifier are not yet fully understood, in particular how the different components work together and how they contribute to the amplification of auditory perception. In this work, using the mathematical model cochlea, we study how the way the amplifier is implemented affects two types of otoacoustic emissions and their components, namely SFOAE (stimulus-frequency otoacoustic emissions) and CEOAE (clicked evoked emissions). We found that the system behaves differently, which can be a potential tool to analyse the models. We have shown that components can be influenced, and this is a valuable finding.