Wie macht man ein falsches akustisches Signal?

Geräte, die die Haarzellen im Innenohr umgehen und den Hörnerv direkt stimulieren, werden als Cochlea-Implantate bezeichnet . Cochlea-Implantate werden zur Behandlung von Taubheit eingesetzt, die durch den Verlust von Haarzellen in der Cochlea verursacht wird . Die Haarzellen sind die Sinneszellen, die Schallschwingungen in elektrische Nervensignale umwandeln ( Purves et al ., 2001 ). Mit modernsten Geräten können die leistungsstärkeren Implantatträger telefonieren (!). Ein Ausrufezeichen ist vorhanden, weil es bedeutet, dass sie das gesprochene Wort ohne Lippenlesen oder Gebärdensprache verstehen können. Daher sind Cochlea-Implantate die Antwort auf Ihre Frage, aber sie sind definitiv nicht darauf ausgelegt, gefälschte Signale zu erzeugen. Stattdessen werden sie zur wirksamen Behandlung von Taubheit eingesetzt und sind in der Lage, aussagekräftige Sprachinformationen zu übertragen.

Cochlea-Prothesen bestehen aus einer Anordnung von typischerweise 20–24 Elektroden, die in die Scala tympani der Cochlea eingeführt werden. Das Innenohr ist tonotopisch organisiert , was bedeutet, dass hohe Frequenzen in der Basis der Cochlea codiert werden, während niedrige Frequenzen in der Spitze codiert werden. Daher stimuliert jede Elektrode ein separates Frequenzband (Abb. 1). Durch die Verwendung eines Mikrofons und das Senden des akustischen Signals durch eine Filterbank kann eine Anzahl von Hörfrequenzbändern erhalten werden, die der Anzahl von Elektroden im Implantat entspricht. Nach dieser SprachverarbeitungSchritt werden die akustischen Frequenzbänder in Folgen von zweiphasigen Impulsen umgewandelt. Diese Impulsfolgen werden an die Elektroden in der Cochlea gesendet, die dann direkt den Hörnerv aktivieren und die degenerierten Haarzellen im Innenohr effektiv ersetzen (Stronks, 2010) .

^{Abb. 1. Cochlea-Implantat. Quelle: Mayo-Klinik .}

<sub>Referenzen
- Purves et al ., Neuroscience (2001) 2. ^Aufl .
-Strunks (2010). Doktorarbeit, Universität Utrecht</sub>

Wie @AliceD erwähnte, ist das Cochlea-Implantat eine der frühesten Errungenschaften der Neuraltechnik. Es gibt jedoch um Größenordnungen mehr innere Haarzellen (IHC) und sogar mehr Hörnervenfasern (AN) in der menschlichen Cochlea, als die aktuellen Cochlea-Implantate Elektroden bieten. Wenn Sie an einem detaillierteren Modell der IHC-zu-AN-Signalübertragung interessiert sind, gibt es unzählige Forschungsergebnisse, zum Beispiel:

• Meddis, R. (1986). Simulation der mechanischen zu neuralen Transduktion im Hörrezeptor. Das Journal der Acoustical Society of America, 79(3):702-711.
• Walsh, EJ und McGee, J. (1987). Postnatale Entwicklung der neuronalen Reaktionen des Hörnervs und des Cochlea-Kerns bei Kätzchen. Hörforschung, 28(1):97-116.
• Sumner, CJ, Lopez Poveda, EA, O'Mard, LP, und Meddis, R. (2002). Ein überarbeitetes Modell der inneren Haarzelle und des Hörnervenkomplexes. Das Journal der Acoustical Society of America, 111(5):2178-2188.
• Heinz, MG, Colburn, HS, und Carney, LH (2001). Bewertung der Hörleistungsgrenzen: I. Ein-Parameter-Diskriminierung unter Verwendung eines Rechenmodells für den Hörnerv. Neuronale Berechnung, 13(10):2273-2316.