달팽이관의 원리를 알아보자.
달팽이관 내부에는 영역별로 자신이 맡은 담당 주 파수가 있습니다. 들려지는 주파수에 맞게 해당 영 역에서 반응을 하게 됩니다. 약 2.5바퀴 말려있는 달팽이관을 따라 보면 안쪽으로 갈수록 저주파수 소리를, 앞쪽으로 갈수록 고주파수를 담당합니다.
(참고: http://myaudiologist.kr/361 http://blog.daum.net/ilove_ear/106)
달팽이관 길이에 따른 주파수 특성 변화는 그림에서 보여 주듯이 달라진다. 즉 기저막의 기저부에서부터 첨부로 옮 겨 갈수록 고유 특성 주파수가 급격하게 낮아진다. 사람의 가청 주파수 영역은 20Hz~20000Hz이며 외부 순음에 대 해 달팽이관 기저부는 순음 주파수에 해당하는 공진영역 에서 주로 진동하게 된다. 만약 기저부 어떤 부위에 이상 이 생겨 그 부위에 해당하는 순음에 대한 진동이 저하되거 나 상실되면 이는 청각장애로 나타나며 그 순음에 대한 청 력 역치를 증가시킨다. 이와 같이 귀는 고유 특성 주파수 의 분해도(Resolution)가 높으므로 100Hz만 달라져도 소리 를 분별(Discremination) 할 수 있는 것이다.
그런데 이 달팽이관 안에는 청신경 세포가 들어있 다. 이 청신경 세포의 사멸정도와 사멸 영역에 따라 서 난청(청력손실)이 발생하게 되고 청신경 세포의
(출처: http://acoust.koreasme.com/ko/sub03.html)
2016 융합인재교육(STEAM) 프로그램 [고등-학생용]
인공와우
인공와우는 양측 귀에 난청이 발생한 환자가 보청기를 착용하여도 도움을 받지 못할 때, 달팽이관에 이식하는 방 법이다. 인공와우는 달팽이관 내에 남아있는 나선신경절세포나 말초 청신경을 직접 전기적으로 자극하여 대뇌 청 각중추에서 소리를 인지하도록 한다. (출처: 인천보청기)
인공와우는 귀 뒤쪽을 열어 수용기/자극기를 관자뼈 밑에 잘 위치시키고 전극을 삽입합니다.
전기적 신호로 와우(달팽이관) 내의 신경 조직을 직접 자극합니다. 이 신호는 청신경을 자극하여 뇌로 전송 되며, 뇌에서는 이 신호를 소리로 해석합니다.
인공와우는 일상의 소리를 디지털 부호화된 전기 신호로 변환합니다. 이 전기 신호는 내부의 전극선을 통하여 와 우관(달팽이관)의 신경 조직(청신경)을 직접 자극합니다.
청신경은 이 신호를 뇌에 전송하고 뇌에서는 이 신호를 소리로 해석합니다.
1. 소리가 외부 음향 처리기의 마이크에 의해 포착
2. 음향 처리기는 소리를 분석하여 디지털 방식으로 부화화함 3. 이 정보는 코일을 통하여 머리 속의 내부 임플란트로 전송 4. 임플란트는 디지털 부호를 전기 신호로 변환하여 와우관의 전
극선으로 전달
5. 전극선은 청신경을 직접 자극하여 뇌에서는 전기 신호를 소리 로 인식
골전도 스피커를 만들어봅시다.
▷ 준비물
: 빨대, 나무막대, 네오듐 자석, 에나멜선, 스피커 줄, 전선캡, 테이프, 가위 사포▷ 제작 과정
① 테이프 위에 붙인 네오듐 자석 위로 빨대 끼워 테이프로 감싸기
② 네오듐 자석쪽 빨대 끝에 에나멜선 50~60번 감기
③ 에나멜 선 양 끝을 사포로 문질러 피복 벗기기(※꼼꼼하게 문질러서 벗기기)
④ 스피커 줄 끝부분 피복 벗기고 3개 전선 2개로 만들기: 빨간 전선+구리서, 흰전선
⑤ 에나멜선과 스피커 줄 연결 후 전선캡 씌우기: 빨간전선+구리선+에나멜선, 흰전선+에나멜선
⑥ 빨대에 나무막대 끼우기: 뾰족한 부분이 위를 향하게 끼우기
⑦ 스피커 줄을 휴대폰에 끼우고 휴대폰에 있는 음악 틀기(※소리가 크고 비트가 강한 음악)
⑧ 나무막대를 입에 물고 귀를 막아보세요(※나무막대는 이 끝으로 살짝 물기)
활동 2 골전도 스피커 만들기
2016 융합인재교육(STEAM) 프로그램 [고등-학생용]