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Deriving a Cochlear Transducer Function from Low Frequency Modulated Cochlear Microphonic
Chul-Hee Choi(최철희),Lin Bianb(린 비안),Mark E. Chertoff(마크 체토프) 한국언어청각임상학회 2010 Communication Sciences and Disorders Vol.15 No.2
Background & Objectives: Recently, a new method was developed to construct a cochlear transducer function from the summating potential using a low-frequency bias tone. In this study, another method to derive a cochlear transducer function (fTr) from the cochlear microphonic (CM) using the same low frequency modulation technique was introduced and compared to the fTrobtained from the summating potential (SP). Before real experiment, mathematical exploration and computer simulation suggested that the CM magnitude is essentially proportional to the first derivative [fTr(1)]of the fTr. Methods: Two probe tones (6 or 12 kHz) ranging from 70 to 90 dB SPL in 10 dB step and a 25 Hz bias tone with a high level (130 dB SPL) were simultaneously presented to record the CM from an electrode placed on the round window at gerbils. After band-pass filtering to remove the low frequency CM responses, the modulation envelope of the CM was obtained. Results: Results showed that the CM modulation envelope as a function of the bias levels has a shape similar to the fTr(1)as shown in the simulation. Furthermore, when the cochlear transducer function derived from the CM were compared to those obtained from the SP previously described by Choi et al.(2004), there were significant differences between the Boltzmann functions fitted to the CM and SP responses. Discussion & Conclusion: This study showed another method to derive a cochlear transducer function from the cochlear microphonic using a low-frequency bias tone. However, there were differences between cochlear transducer functions derived from CM and SP. The most significant difference was the dynamic range in the cochlear transducer function from the CM greater than those from SP. The cochlear transducer function obtained from the CM was more symmetric than those from the SP. These features in the cochlear transducer function from the CM may reflect the origin of outer hair cells (OHCs). Therefore, the major difference between the cochlear transducer functions obtained from the CM and the SP may result from different contribution of the inner hair cells (IHCs) and OHCs. 배경 및 목적: 최근 와우의 정원창에서 얻어진 가중전압(summating potential)를 사용하여와우변환함수(cochlear transducer function)를 도출하는 새로운 방법이 소개되었다. 본 논문은 저주파수 변조기술을 사용하여 와우에서 측정된 와우전위(cochlear microphonic)를 사용하여 와우변환함수을 도출하는 또 다른 하나의 방법을 소개하고 이 방법을 기존의 가중전압(summating potential)으로부터 얻어진 와우변환함수와 비교하는 것이목적이다. 본 실험에앞서 수학적으로 미분을 사용하여 와우변환함수의 일차 미분을 얻을 수 있었고 모의실험을통해 그 일차미분은 와우전위로부터 얻어진 와우변환함수와 비례한다는 것을 알 수 있었다.방법: 주파수가 6 또는 12 kHz인 70에서 90 dB SPL까지 10 dB의 크기로 변화하는 두개의고주파수 음과 주파수가 25 Hz인 높은 강도 (130 dB SPL)의 저주파수 음을 동시에 들려주고실험동물인 gerbils의 정원창(round window)에 놓인 전극으로부터 와우전위를 측정하였다.낮은 주파수의 와우전위 반응을 제거하기 위하여 대역필터(band-pass filter)를 사용한 후와우전위 변조 envelope을 얻을 수 있었다. 결과: 미분수학과 모의실험의 결과는 와우전위의크기는 와우변환함수의 일차미분에 본질적으로 비례하였다. 실험의 연구결과는 저주파수음의함수로서 와우전위의 변조 envelope는 모의실험에서 보여진 바와 같이 와우변환함수의 일차미분과 비슷한 유형을 보이고 있다. 게다가 와우전위로 얻어진 와우변환함수를 이전에 가중전압치로 얻어진 것과 비교해 볼 때 두 와우변환함수는 통계적으로 의미있는 차이가 있었다.논의 및 결론: 본 연구는 변조된 와우전위를 통해서 와우변환함수를 도출할수 있다는 것을수학적으로 실험적으로 보이고 있다. 그러나 본 연구에서 얻어진 와우변환함수는 이전의 가중전압에 얻은 와우변환함수와는 의미있는 차이를 보이고 있었다. 가장 의미있는 차이는 와우전위로 얻어진 와우변환함수의 역동적인 범위(dynamic range)는 가중전압으로 얻어진 와우변환함수보다 훨씬 컸고 더욱 더 대칭적이었다. 큰 역동적인 범위와 대칭적인 와우변환함수의특징은 외유모세포(outer hair cells)에서 얻어진 것과 더욱 더 유사하였다. 따라서 본 연구에서 보인 와우전위와 가중전압으로 얻어진 와우변환함수의 차이는 와우속 내유모세포(innerhair cells)와 외유모세포의 상대적인 기여도의 차이에서 기인될 수 있다
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