Как сделать фальшивый звуковой сигнал?

Устройства, которые обходят волосковые клетки внутреннего уха и непосредственно стимулируют слуховой нерв, называются кохлеарными имплантатами . Кохлеарные имплантаты используются для лечения глухоты, вызванной потерей волосковых клеток улитки . Волосковые клетки — это сенсорные клетки, которые преобразуют звуковые колебания в электрические нейронные сигналы ( Purves et al ., 2001 ). Благодаря современным устройствам более успешные пользователи имплантатов могут разговаривать по телефону (!) Восклицательный знак на месте, потому что это означает, что они могут понимать произносимое слово без необходимости чтения по губам или языка жестов.. Следовательно, кохлеарные импланты — это ответ на ваш вопрос, но они определенно не предназначены для генерации ложных сигналов. Вместо этого они используются в качестве эффективного средства для лечения глухоты и способны передавать значимую речевую информацию.

Кохлеарный протез обычно состоит из массива из 20-24 электродов, которые вставляются в барабанную лестницу улитки. Внутреннее ухо организовано тонотопически , что означает, что высокие частоты кодируются в основании улитки, а низкие частоты кодируются в кончике. Следовательно, каждый электрод стимулирует отдельную полосу частот (рис. 1). Используя микрофон и отправляя акустический сигнал через банк фильтров, можно получить количество частотных диапазонов слуха, равное количеству электродов в имплантате. После обработки речиНа шаге акустические полосы частот преобразуются в последовательности двухфазных импульсов. Эти последовательности импульсов отправляются на электроды в улитке, которые затем напрямую активируют слуховой нерв, эффективно замещая выродившиеся волосковые клетки во внутреннем ухе (Stronks, 2010) .

^{Рис. 1. Кохлеарный имплант. Источник: клиника Майо .}

<sub>Ссылки
- Purves et al ., Neuroscience (2001) 2 ^-е изд.
- Стронкс (2010). Кандидатская диссертация, Утрехтский университет</sub>

Как упомянул @AliceD, кохлеарный имплант — одно из первых достижений нейронной инженерии. Однако в улитке человека имеется на несколько порядков больше внутренних волосковых клеток (ВВК) и даже больше волокон слухового нерва (ВН), чем электродов в современных кохлеарных имплантатах. Если вас интересует более подробная модель передачи сигнала IHC в AN, существует множество исследований, например:

• Меддис, Р. (1986). Моделирование механического преобразования в нервное в слуховом рецепторе. Журнал Акустического общества Америки, 79 (3): 702-711.
• Уолш, Э.Дж. и МакГи, Дж. (1987). Постнатальное развитие нейронов слухового нерва и кохлеарного ядра у котят. Исследование слуха, 28(1):97-116.
• Самнер, С.Дж., Лопес Поведа, Э.А., О'Мард, Л.П., и Меддис, Р. (2002). Пересмотренная модель внутренней волосковой клетки и комплекса слухового нерва. Журнал Акустического общества Америки, 111 (5): 2178-2188.
• Хайнц, М.Г., Колберн, Х.С., и Карни, Л.Х. (2001). Оценка пределов слуховой производительности: I. Дискриминация по одному параметру с использованием вычислительной модели слухового нерва. Нейронные вычисления, 13(10):2273-2316.