A Computational Model of the Acoustic Reflex
A mathematical model of the ear reflex is described, involving the increase of the stapedius muscle stiffness. The muscle contraction entails attenuation of the transmission of the middle ear but also increase of its cut-off frequency. The model is implemented in a feedback process,
starting from the brain where a threshold detector elaborates the contraction command and sends it out to the stapedius muscle through a low-pass filter. The proposed model shows a very good reproduction of the known experimental characteristics of this reflex in man.
The model was used for analyzing the effect of the acoustic reflex on the perception of impulse noises produced by modern weapons firing with very high-burst rate.
Zusammenfassung
Es wird ein mathematisches Modell des akustischen Reflexes beschrieben, der auf einer Zunahme der Steife des Stapediusmuskels beruht. Die Muskelkontraktion hat eine Verschlechterung der Übertragung des Mittelohrs zur Folge, aber ebenso eine Erhöhung ihrer Grenzfrequenz. Das Modell ist in einen Rückkopplungsprozeß einbezogen, der vom Gehirn ausgeht, wo ein Schwellendetektor einen Kontraktionsbefehl erzeugt und ihn durch ein Tiefpaßfilter zu dem Stapediusmuskel schickt.
Das vorgeschlagene Modell reproduziert die bekannten experimentellen Charakteristika dieses Reflexes beim Menschen sehr gut.
Das Modell wurde dazu benutzt, die Wirkung des akustischen Reflexes auf die Wahrnehmung von impulsartigen Geräuschen zu untersuchen, wie sie von modernen Waffen mit großer Feuergeschwindigkeit erzeugt werden.
Sommaire
Cet article propose un modèle mathématique de l'oreille moyenne, englobant le mécanisme de contraction du muscle stapédien. Cette contraction musculaire entraîne une atténuation de la transmission des osselets et une élévation de la fréquence de coupure de l'oreille moyenne. Le modèle est intégré dans un schéma de contre-réaction, trouvant son origine dans le cerveau où un détecteur de seuil élabore l'ordre de contraction et l'envoie vers le muscle stapédien via un filtre passe-bas. Le modèle proposé répond à toutes les caractéristiques expérimentales connues du réflexe stapédien chez l'homme. Il a été utilisé pour analyser l'effet de ce réflexe sur la perception des bruits impulsifs provoqués par les armes modernes tirant en rafale à très grande cadence.
The model was used for analyzing the effect of the acoustic reflex on the perception of impulse noises produced by modern weapons firing with very high-burst rate.
Zusammenfassung
Es wird ein mathematisches Modell des akustischen Reflexes beschrieben, der auf einer Zunahme der Steife des Stapediusmuskels beruht. Die Muskelkontraktion hat eine Verschlechterung der Übertragung des Mittelohrs zur Folge, aber ebenso eine Erhöhung ihrer Grenzfrequenz. Das Modell ist in einen Rückkopplungsprozeß einbezogen, der vom Gehirn ausgeht, wo ein Schwellendetektor einen Kontraktionsbefehl erzeugt und ihn durch ein Tiefpaßfilter zu dem Stapediusmuskel schickt.
Das vorgeschlagene Modell reproduziert die bekannten experimentellen Charakteristika dieses Reflexes beim Menschen sehr gut.
Das Modell wurde dazu benutzt, die Wirkung des akustischen Reflexes auf die Wahrnehmung von impulsartigen Geräuschen zu untersuchen, wie sie von modernen Waffen mit großer Feuergeschwindigkeit erzeugt werden.
Sommaire
Cet article propose un modèle mathématique de l'oreille moyenne, englobant le mécanisme de contraction du muscle stapédien. Cette contraction musculaire entraîne une atténuation de la transmission des osselets et une élévation de la fréquence de coupure de l'oreille moyenne. Le modèle est intégré dans un schéma de contre-réaction, trouvant son origine dans le cerveau où un détecteur de seuil élabore l'ordre de contraction et l'envoie vers le muscle stapédien via un filtre passe-bas. Le modèle proposé répond à toutes les caractéristiques expérimentales connues du réflexe stapédien chez l'homme. Il a été utilisé pour analyser l'effet de ce réflexe sur la perception des bruits impulsifs provoqués par les armes modernes tirant en rafale à très grande cadence.
Document Type: Research Article
Publication date: 01 August 1984
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