Nonlinear wave propagation in the cochlea

Autorizzazione del Consiglio di Facoltà di Ingegneria Aeronautica e dello Spazio del 22.2.2010

La ricerca consiste nella proposizione di un meccanismo attivo presente nelle cosiddette hair cells della coclea umana. Tale meccanismo attivo permette di spiegare l'amplificazione e propagazione dell'onda meccano-acustica nella coclea. Si sono utilizzati sofisticati strumenti di analisi asintotica per descrivere il fenomeno dinamico nonlineare. Di seguito è riportato un abstract in inglese del lavoro: A nonlinear active feed-forward/feed-backward mechanism exciting the basilar membrane (through the activity of the outer hair cells) has been highlighted in previous works as responsible for remarkable amplification in the cochlea. A saturation phenomenon in the transduction process has further been pointed out as a significant nonlinear feature. In this work, a candidate nonlinearity is accounted for through the stretching effect in a one-dimensional string model of the basilar membrane. An asymptotic treatment of the partial differential equations of motion -- including the space-delayed terms represented by the feed-forward and feed-backward outer hair cells forces -- shows some properties of the nonlinear vibrational behavior of the basilar membrane which may pave the way to understanding some experimentally observed nonlinear features.