Введение

Функция Гринвуда коррелирует положение волосковых клеток во внутреннем ухе с частотами, которые стимулируют соответствующие слуховые нейроны. Эмпирически полученная в 1961 году Дональдом Д. Гринвудом, эта связь продемонстрировала постоянство во всех видах млекопитающих при масштабировании до соответствующих длин кохлеарной спирали и диапазонов слышимых частот. Кроме того, функция Гринвуда обеспечивает математическую основу для размещения хирургических электродов внутри кохлеи.

Экспериментальные методы и результаты

В 1961 году профессор Дональд Д. Гринвуд использовал экспериментальные методы в области психоакустики для измерения частотного разрешения между критическими полосами в человеческой кохлее и разработал функцию, коррелирующую с анатомическим расположением волосковых клеток внутреннего уха и частотами, при которых они стимулируются (Гринвуд 1961a,b). Георг фон Бекеси физиологически продемонстрировал, что различные частоты звука стимулируют различные области улитки (Уилсон 2004). Основываясь на результатах Békésy, Гринвуд поместил четырех студентов в возрасте до 29 лет с предположительно здоровыми кохлеями в изоляционные камеры и ввел чистые тона в диапазоне слышимых частот (20 20 000 Гц). После применения каждого тона он вводил второй чистый тон с той же частотой, а затем повышал и понижал частоту, пока она не отличалась от исходной частоты, чтобы стать слышимой (Гринвуд 1961a). Испытуемые отвечали с помощью портативного устройства, позволяющего Гринвуду записывать точно, на каком частотном интервале эти два звука были слышимы и различны. Эксперименты проводились по всему диапазону звуковых частот (Гринвуд 1961a).

Применение функции Greenwood

Функция Гринвуда зависит от вида и, как было показано, сохраняется у млекопитающих при нормализации до зависимого от вида диапазона слуховых частот и длины кохлеарной спирали (Гринвуд 1990). Для человека рекомендуемые значения констант (Greenwood 1990). Согласно статье Гринвуда, a = 2,1, если x относится к длине улитки, и a = 0,06 если x рассчитывается в мм. Для лиц с сенсорно-нейронной потерей слуха показана хирургическая имплантация кохлеарного имплантата. Успех кохлеарного имплантата частично зависит от размещения массива электродов в кохлее, в котором позиционирование основано на частотной пространственной связи, эмпирически описанной функцией Гринвуда. Выравнивая электроды с положениями слуховых ганглий, контактирующих с базилярной мембраной, как описано функцией Гринвуда, электродная матрица кохлеарного имплантата стимулирует слуховые ганглии, связанные с приемом частот, связанных с распознаванием речи. Глубина вставки электрода направляется частотной картой, созданной функцией Гринвуда, и позволяет электрической стимуляции нейронов, участвующих в стимуляции области мозга, ответственной за распознавание речи, при минимизации стимуляции ганглий в областях, генерирующих шум. Хорошо расположенные электроды у пациентов, получающих кохлеарные имплантаты, могут позволить глухонемым слуховым системам достичь слуха и распознать речь. (Чивукула и др. 2006, Уилсон 2004)

Функция зеленой древесины

Типичный электродный массив кохлеарной имплантации может быть вставлен на глубину 22 × 25 мм в кохлею При глубине вставки 25 мм в основу кохлеарной спирали расстояние от вершины кохлеи до самого глубокого электрода составляет 10 мм, используя среднее значение 35 мм для длины стандартной человеческой кохлеи, переводимое на x = 10/35 в функции Гринвуда (Гринвуд 1990). Поэтому наименьшая частота, которую слышит человек, носящий этот кохлеарный имплантат, рассчитывается функцией Гринвуда: 513 Гц примерно равна частоте клавиши C5 пианино. Теоретически, стимуляция низкой частоты приводит к большей степени фонового шума, который скорее препятствует, чем помогает распознаванию речи (Wilson 2004).