Zpracování zvuku v emulátoru kochleárního implantátu

Abstract

Časová přesnost ve větvi sluchové nervové dráhy pro lokalizaci zvuku je, v porovnání s jinými smyslovými systémy, vysoká. V této větvi se nachází nervový obvod rozpoznávající časové rozdíly v příchodech zvuku mezi levým a pravým uchem. Dosažená přesnost je řádově desítky mikrosekund. Tento fenomén dosud nebyl definitivně objasněn. V této diplomové práci předkládáme model centrálního neuronu tohoto nervového obvodu. Tento neuron se jmenuje binaurální (neuron dvou uší) a nachází se v jádře s názvem mediální oliva superior (MSO). V práci jsou popsané vlastnosti MSO neuronu, zejména schopnost neuronu detekovat koincidenci, což je nevyhnutné pro fungování obvodu. Hlavní výsledek práce je teorie vysvětlující, jak může být popsaná funkce detektoru koincidence založená na interakci postsynaptických potenciálů modelu spike-response. Zobecnění a implikace pro zvukovou dráhu jsou následně diskutovány.

The time accuracy of the auditory neuronal pathway in its sound localization branch is high, compared to other sensory systems. The time differences in the sound arrival between the left and right ear are distinguished by the neural circuit in this branch. The accuracy achieved here is in the order of tens of microseconds. This phenomenon has not yet been definitively clarified. In this master thesis, a model of a neuron central to this neural circuit is presented. This neuron is called binaural (neuron of the two ears) and is located in the medial superior olive (MSO) neural nucleus. The properties of the MSO neuron are described. Specifically, the neuron acts as a coincidence detector, and this is necessary for the circuit functioning. Main result of the thesis is the theory explaining how the function of the coincidence detector can be described based on the interaction of the post-synaptic potentials on the spike-response model neuron. Generality and implications for the auditory pathway are then discussed.