Model kódování ve sluchové dráze

Abstract

Cieľom tejto práce bolo preskúmanie funkcie častí sluchovej dráhy, ktoré sú zodpovedné za kódovanie akustických podnetov do neurálnej aktivity v sluchovom nerve. Tieto poznatky sú využívané pri konštrukcii kochleárnych implantátov. Kochleárny implantát čiastočne nahrádza funkciu stredného a vnútorného ucha, ktoré prevádza mechanickú energiu (zvuk) na postupnosť impulzov (akčných potenciálov) v sluchovom nerve elektrickou stimuláciou a umožňuje obnoviť sluch pri hluchote spôsobenej poruchou vnútorného ucha. Ako je zvuk zakódovaný v sluchovom nerve nie je presne popísané, ale teoretické poznatky z tejto oblasti umožňujú konštrukciu kochleárnych implantátov. Ďalšou úlohou tejto práce je oboznámenie sa s niektorými základnými metódami kódovania používaného v súčasných kochleárnych implantátoch a vytvorenie počítačovej simulácie implantátu na základe niektorej z týchto metód. Na implementáciu softwarovej časti práce bolo použité programové prostredie Matlab s podporou pre digitálne spracovanie signálu (DSP). DSP tvorí podstatnú časť kochleárneho implantátu. Výsledkom je aplikácia umožňujúca kódovanie a dekódovanie zvuku, s možnosťou nastavenia parametrov kódovania a vizualizácie základných akustických parametrov vstupu a výstupu. Užitočnou funkcionalitou aplikácie je možnosť porovnania výsledkov simulácie s...

The aim of this work is to explore parts of the human auditory pathway that are involved in encoding of acoustic stimuli to the neural activity in cochlear nerve. This knowledge is exploited in cochlear implant design. Cochlear implant bypasses the middle ear, and substitutes the inner ear by converting the mechanical energy (sound) to electric stimuli that evoke the sequence of impulses (action potentials) in cochlear nerve. Cochlear implants are used to partially restore hearing for patients with hearing loss caused by the damage of the inner ear. Today, we do not know exactly how the sound is encoded in cochlear nerve neural activity. However, there are methods used to stimulate the cochlear nerve, which are used in cochlear implants. Another aim of this work is to explore sound encoding methods used in present cochlear implants, and implementation of cochlear implant software simulation that uses one of these coding strategies. Simulation is implemented in Matlab environment that supports digital signal processing, which is the fundamental part of the cochlear implant. The result of this work is application that can encode and decode sound, configure and adjust cochlear implant parameters, and visualize basic acoustic parameters of the input and output sound. Results of the simulation for different...