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Modelli lineari e non lineari di partizione cocleare: loro realizzazione con filtri ad onda

Informazioni tesi

  Autore: Antonello Mastropaolo
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2002-03
  Università: Università degli Studi di Roma La Sapienza
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Fisica
  Relatore: Maurizio Bonori
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 190

Questa tesi è la continuazione di un lavoro di ricerca dedicato allo studio e alla modellizzazione della coclea umana. L’obbiettivo è la costruzione di modelli numerici che riproducano il comportamento di una partizione cocleare. Quest’ultima è costituita da due membrane elastiche (membrana basilare e membrana tettoriale) e da una struttura cellulare (organo del Corti) ancorata alla membrana basilare. All’interno della coclea è presente un gran numero di queste partizioni, che hanno caratteristiche differenti e sono tutte affiancate e interagenti fra loro.
Il primo modello che si realizza è molto semplice e tiene conto principalmente del moto della membrana basilare; il secondo, invece, introduce il moto di compressione fra membrana basilare e membrana tettoriale; il terzo è ancora più complesso perché tiene conto anche del moto di slittamento fra le due membrane. La realizzazione di ognuno è partita dall’analisi di un modello meccanico che, grazie al metodo delle analogie, è stato tradotto in un circuito elettrico e realizzato con i filtri ad onda. Per ognuno è stato realizzato prima un semplice modello lineare e poi un modello non lineare più aderente alla realtà fisiologica.
La non linearità è stata introdotta supponendo che la rigidità della membrana basilare non fosse costante, ma avesse l’andamento di una sigmoide in funzione dello spostamento trasversale della membrana. In tal modo la partizione cocleare si muoverà maggiormente verso il basso e meno verso l’alto compiendo oscillazioni distorte e prive di simmetria. L’uso dei filtri ad onda ha consentito di trattare la non linearità in modo rigoroso.

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Prefazione Questa tesi e` la continuazione di un lavoro di ricerca, in corso presso il nostro dipartimento, dedicato allo studio e alla modellizzazione della coclea umana. L’obbiettivo e` la costruzione di modelli numerici lineari, in prima approssimazione, e poi non lineari che riproducano il comportamento di una partizione cocleare. Nel primo capitolo si descrive l’apparato uditivo iniziando dall’orecchio esterno fino a giungere all’orecchio interno, di cui si parla in modo approfon- dito. Si presentano i risultati sperimentali che hanno permesso di capire il funzionamento della coclea e si descrivono alcuni tra i piu´ importanti modelli cocleari. Nel secondo capitolo si presenta la teoria dei filtri ad onda che ha per- messo, attraverso una metodologia sistematica, la costruzione dei modelli numerici di partizione cocleare. Nel terzo capitolo si presentano tali modelli: il primo e` molto semplice e tiene conto principalmente del moto della membrana basilare; il secondo, invece, introduce il moto di compressione fra membrana basilare e membrana tettoriale; il terzo e` ancora piu´ complesso perche` tiene conto anche del moto di slittamento fra le due membrane. La realizzazione di ognuno e` partita dall’analisi di un modello meccanico che, grazie al metodo delle analogie, e` stato tradotto in un circuito elettrico e realizzato con i filtri ad onda. Per

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Parole chiave

coclea
filtri ad onda
modelli numerici di partizione cocleare
orecchio
orecchio interno
partizione cocleare
wave digital filters

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