シェル理論による外有毛細胞の力発生メカニズム解析
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概要
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Recent experiments have shown that the isolated outer hair cell (OHC) can elongate and contract in response to electrical stimulation. From the OHC's position relative to the basilar membrane, it is deduced that the OHC length change directly affects the basilar membrane motion. Thus, this electromotile property of the OHC may play a key role in cochlear tuning. In order to evaluate the OHC's ability to influence the basilar membrane motion and tuning, a few experiments and numerical analyses have already been reported. However, the OHC motility within the range of the human ear (20 Hz〜20 kHz) and the force generated by the OHC are unknown. In this study, an attempt is made to analyze the OHC motility by using the shell theory. The OHC is modelled as a cylindrical composite shell and the function of the motor protein is taken into consideration. Substituting the estimated mechanical properties of the plasma membrane and cortical lattice to the shell model, the force generated by the OHC is obtained numerically. Then these mechanical properties are determined by comparing the numerically obtained OHC force with the experimental data of the previous report. Also the dynamic equations of the shell model are derived, and the dynamic behavior of the OHC is examined. The results indicate that the axial and circumferential stiffnesses of the cortical lattice are 1.3×10^<-2>N/m and 2.0×10^<-2>N/m, respectively, and that the numerically obtained dynamic behavior of the OHC is consistent with the experimental data.
- 1998-06-25
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