Пространственная потеря слуха
| Пространственная потеря слуха | |
|---|---|
| Специальность | Аудиология |
Пространственная потеря слуха относится к форме глухоты , которая представляет собой неспособность использовать пространственные подсказки о том, откуда в пространстве исходит звук. Плохая локализация звука , в свою очередь, влияет на способность понимать речь при наличии фонового шума. [1]
Людям с пространственной потерей слуха трудно обрабатывать речь, поступающую с одного направления, и одновременно фильтровать «шум», поступающий с других направлений. Исследования показали, что пространственная потеря слуха является основной причиной нарушений центральной слуховой обработки (ПАПД) у детей. Дети с пространственной потерей слуха обычно испытывают трудности с пониманием речи в классе. [1] Пространственная тугоухость встречается у большинства людей старше 70 лет и иногда может быть независимой от других типов возрастной тугоухости. [2] Как и в случае с пресбиакузисом , пространственная потеря слуха варьируется с возрастом. В детстве и во взрослом возрасте это можно рассматривать как усиление пространственного слуха (при этом становится легче слышать речь в шуме), а затем со средним возрастом и далее начинается пространственная потеря слуха (при этом слышать речь в шуме снова становится все труднее).
Механизм локализации
[ редактировать ]Звуковые потоки, поступающие слева или справа (горизонтальная плоскость), локализуются преимущественно за счет небольших временных различий одного и того же звука, доходящего до двух ушей. Звук прямо перед головой слышен одновременно обоими ушами. Звук сбоку головы слышен примерно через 0,0005 секунды самым дальним ухом. Примерно через 0,0003 секунды слышен звук на полпути в сторону. Это сигнал межушной разницы во времени (ITD), который измеряется путем обработки сигналов в двух центральных слуховых путях, которые начинаются после улитки и проходят через ствол мозга и средний мозг. [3] Некоторые из людей с пространственной потерей слуха не способны обрабатывать сигналы ITD (низкочастотные).
Звуковые потоки, поступающие из-под головы, над головой и позади головы (вертикальная плоскость), снова локализуются путем обработки сигнала в центральных слуховых путях. Однако на этот раз сигналами являются выемки/пики, которые добавляются к звуку, доходящему до ушей, за счет сложной формы ушной раковины. К звукам, доносящимся снизу, добавляются различные вырезы/пики по сравнению со звуками, доносящимися сверху, и по сравнению со звуками, доносящимися сзади. Наиболее значимые провалы добавляются к звукам в диапазоне от 4 до 10 кГц. [4] Некоторые из людей с пространственной потерей слуха не способны обрабатывать сигналы, связанные с ушной раковиной (высокочастотные).
К тому времени, когда представления звукового потока достигают конца слуховых путей, процесс торможения ствола мозга гарантирует, что правый путь несет полную ответственность за звуки левого уха, а левый путь - исключительно ответственен за звуки правого уха. [5] В этом случае слуховая кора (АС) правого полушария (сама по себе) несет ответственность за составление карты всей слуховой сцены. Информация о правом слуховом полуполе объединяется с информацией о левом полушарии после прохождения через мозолистое тело (МК) — белое вещество головного мозга, соединяющее гомологичные области левого и правого полушарий. [6] Некоторые из людей с пространственной потерей слуха не способны интегрировать слуховые представления левого и правого полуполя и, следовательно, не могут поддерживать какое-либо представление слухового пространства.
Представление слухового пространства позволяет сосредоточить внимание (сознательно сверху вниз) на одном слуховом потоке. Может использоваться механизм усиления, включающий улучшение речевого потока и подавление любых других речевых потоков и любых шумовых потоков. [7] Можно использовать механизм ингибирования, включающий переменное подавление выходных сигналов из двух улиток. [8] Некоторые из людей с пространственной потерей слуха не могут подавить нежелательный звук улитки.
Люди с пространственной потерей слуха не могут точно воспринимать направления, откуда исходят различные звуковые потоки, и их слух больше не является трехмерным (3D). Звуковые потоки сзади могут вместо этого исходить спереди. Звуковые потоки слева или справа могут казаться исходящими спереди. Механизм усиления не может использоваться для выделения интересующего речевого потока среди всех других звуковых потоков. Людям с пространственной потерей слуха необходимо, чтобы целевая речь была повышена обычно более чем на 10 дБ при прослушивании речи на фоне шума по сравнению с теми, у кого нет пространственной потери слуха. [9]
Способность к пространственному слуху обычно начинает развиваться в раннем детстве, а затем продолжает развиваться в раннем взрослом возрасте. После 50 лет пространственный слух начинает ухудшаться. [10] Проблемы как с периферическим слухом, так и с центральными слуховыми путями могут мешать раннему развитию. У некоторых людей по ряду различных причин созревание способности пространственного слуха на два уха может просто никогда не произойти. Например, длительные эпизоды ушных инфекций, таких как «клеевое ухо», вероятно, значительно замедлят его развитие. [11]
Мозолистое тело
[ редактировать ]Многие нейробиологические исследования способствовали разработке и совершенствованию модели обработки речи. Эта модель демонстрирует сотрудничество между двумя полушариями мозга с асимметричными межполушарными и внутриполушарными связями, что соответствует специализации левого полушария на фонологической обработке. [12] Правое полушарие более специализировано для локализации звука. [13] в то время как представление слухового пространства в мозге требует интеграции информации из обоих полушарий. [14]
( Мозолистое тело МК) является основным путем сообщения между двумя полушариями. В зрелом возрасте это большая масса белого вещества, состоящая из пучков волокон, связывающих белое вещество двух полушарий головного мозга. Его каудальная и сплениальная части содержат волокна, исходящие из первичной и второй слуховой коры, а также из других слуховых чувствительных областей. [15] Транскаллозальная межполушарная передача слуховой информации играет значительную роль в функциях пространственного слуха, зависящих от бинауральных сигналов. [16] Различные исследования показали, что, несмотря на нормальные аудиограммы, дети с известными нарушениями слуховой межполушарной передачи испытывают особые трудности с локализацией звука и пониманием речи в шуме. [17]
ЦК человеческого мозга созревает относительно медленно, и его размер продолжает увеличиваться до четвертого десятилетия жизни. С этого момента он начинает медленно сжиматься. [18] Оценки LiSN-S SRT показывают, что способность понимать речь в шумной обстановке развивается с возрастом, становится взрослой примерно к 18 годам и начинает снижаться между 40 и 50 годами. [19]
Роли SOC и MOC
[ редактировать ]Медиальный оливокохлеарный пучок (MOC) является частью совокупности ядер ствола мозга, известной как верхний оливковый комплекс (SOC). MOC иннервирует внешние волосковые клетки улитки, и его активность способна снижать реакцию базилярной мембраны на звук за счет уменьшения усиления улиткового усиления. [20]
В тихой обстановке, когда слушается речь одного говорящего, эфферентные пути МОС практически неактивны. В этом случае единый речевой поток поступает в оба уха и его представление поднимается по двум слуховым путям. [5] Поток поступает как в правую, так и в левую слуховую кору для окончательной обработки речи левым полушарием.
В шумной среде эфферентные пути MOC должны быть активны двумя разными способами. Первый — это автоматический ответ на многочисленные звуковые потоки, поступающие в два уха, а второй — нисходящая кортикофугальная реакция, управляемая вниманием. Целью обоих является попытка улучшить соотношение сигнал/шум между прослушиваемым речевым потоком и всеми остальными звуковыми потоками. [21]
В автоматическом ответе участвуют эфференты MOC, подавляющие выходную мощность улитки левого уха. Таким образом, выходной сигнал правого уха является доминирующим, и только потоки правого полушария (с их прямой связью с областями обработки речи левого полушария) проходят вверх по слуховому пути. [22] У детей недоразвитое мозолистое тело (МК) во всяком случае не способно передавать слуховые потоки, поступающие (из левого уха) в правое полушарие, в левое. [23]
У взрослых со зрелым ЦК решение, направленное на внимание (сознательное) обратить внимание на один конкретный звуковой поток, является триггером для дальнейшей активности МОС. [24] Трехмерное пространственное представление многочисленных потоков шумной среды (функция правого полушария) позволяет обратить внимание на выбор уха. Как следствие, эфферентам MOC может быть дана команда ингибировать выходную мощность правой улитки, а не левой. [8] Если речевой поток, к которому обращают внимание, исходит из левого полушария, он достигнет правого полушария и получит доступ к обработке речи через CC.
Диагностика
[ редактировать ]Пространственную потерю слуха можно диагностировать с помощью теста «Прослушивание в пространственном шуме – предложения» (LiSN-S). [25] который был разработан для оценки способности детей с расстройством центральной слуховой обработки (ПАПД) понимать речь в фоновом шуме . LiSN-S позволяет аудиологам измерить, насколько хорошо человек использует пространственную (и тональную) информацию для понимания речи в шуме. Было обнаружено, что неспособность использовать пространственную информацию является основной причиной ПАПД у детей. [1]
Участники теста повторяют серию целевых предложений, которые предъявляются одновременно с конкурирующей речью. Порог восприятия речи слушателя (SRT) для целевых предложений рассчитывается с помощью адаптивной процедуры. Цели воспринимаются как находящиеся перед слушателем, тогда как отвлекающие факторы различаются в зависимости от того, где они воспринимаются в пространстве (прямо перед слушателем или по обе стороны от него). Вокальная идентичность отвлекающих факторов также варьируется (либо такая же, как у говорящего целевые предложения, либо отличная от нее). [25]
Производительность LISN-S оценивается путем сравнения характеристик слушателей в четырех условиях прослушивания, генерируя два показателя SRT и три «преимущественных» показателя. Меры преимущества представляют собой выгоду в дБ, полученную, когда слушателю доступны либо говорящий, либо пространственные сигналы, либо и говорящий, и пространственные сигналы. Использование показателей преимуществ сводит к минимуму влияние навыков более высокого порядка на результаты теста. [1] Это служит для контроля неизбежных различий, существующих между людьми в таких функциях, как язык или память.
Тесты на дихотическое слушание можно использовать для измерения эффективности контроля внимания, кохлеарного торможения и межполушарной передачи слуховой информации. Качество дихотического прослушивания обычно увеличивается (а преимущество правого уха уменьшается) с развитием мозолистого тела (МК), достигая пика к четвертому десятилетию. В среднем возрасте и старше слуховая система стареет, ЦК уменьшается в размерах, ухудшается дихотическое слушание, прежде всего в левом ухе. [26] Тесты на дихотическое прослушивание обычно включают в себя одновременное предъявление двух разных слуховых стимулов (обычно речи), по одному на каждое ухо, с использованием наушников. Участников просят обратить внимание на одно или (в тесте с разделенным вниманием) оба сообщения. [27]
Активность медиального оливокохлеарного пучка (MOC) и его ингибирование усиления улитки можно измерить с помощью метода регистрации отоакустической эмиссии продукта искажения (DPOE). Это включает контралатеральное представление широкополосного шума и измерение как амплитуд DPOAE, так и латентного периода начала подавления DPOAE. На подавление DPOAE существенно влияет возраст, и его становится трудно обнаружить примерно к 50 годам. [28]
Исследовать
[ редактировать ]Исследования показали, что программное обеспечение для тренировки пространственного слуха на базе ПК может помочь некоторым детям, у которых выявлена неспособность развить навыки пространственного слуха (возможно, из-за частых приступов среднего отита с выпотом). [29] Необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, поможет ли подобный подход людям старше 60 лет восстановить потерю пространственного слуха. Одно из таких исследований показало, что результаты дихотических тестов для левого уха улучшаются при ежедневных тренировках. [30] Сопутствующие исследования пластичности белого вещества (см., например, Лёвден и др.) [31] предполагает, что некоторое восстановление возможно.
Музыкальное обучение приводит к превосходному пониманию речи в шуме в разных возрастных группах, а музыкальный опыт защищает от возрастного ухудшения нейронной синхронизации. [32] В отличие от речи (быстрой временной информации), музыка (информация о высоте звука) в первую очередь обрабатывается областями мозга в правом полушарии. [33] Учитывая, что вполне вероятно, что преимущество правого уха (REA) при речи присутствует с рождения, [22] из этого следует, что преимущество левого уха в восприятии музыки также присутствует с рождения и что эфферентное торможение MOC (правого уха) играет аналогичную роль в создании этого преимущества. Увеличивает ли более длительное воздействие музыки сознательный контроль над усилением и торможением улитки? Необходимы дальнейшие исследования для изучения очевидной способности музыки способствовать расширению возможностей речи в распознавании шума.
Двусторонние цифровые слуховые аппараты не сохраняют сигналы локализации (см., например, Van den Bogaert et al., 2006). [34] Это означает, что аудиологи, подбирая слуховые аппараты пациентам (с легкой и умеренной возрастной потерей слуха), рискуют негативно повлиять на их способность пространственного слуха. У тех пациентов, которые считают, что непонимание речи в фоновом шуме является их основной проблемой со слухом, слуховые аппараты могут просто усугубить их проблему - усиление пространственного слуха будет снижено примерно на 10 дБ. Хотя необходимы дальнейшие исследования, появляется все больше исследований, которые показывают, что слуховые аппараты открытого типа лучше сохраняют сигналы локализации (см., например, Alworth 2011). [35]
См. также
[ редактировать ]- Эффект коктейльной вечеринки
- Мозолистое тело
- Пресбиакузис
- Пространственный слух
- Односторонняя потеря слуха
- Слуховая система SoundBite
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Кэмерон С. и Диллон Х; Тест на прослушивание в пространственном шуме – тест на предложения: сравнение с прототипом теста LISN и результатами детей с подозрением на (центральное) расстройство слуховой обработки или с подтвержденным языковым расстройством; Журнал Американской академии аудиологии 19 (5), 2008 г.
- ^ Фризина Д и Фризина Р; Распознавание речи в шуме и пресбиакузисе: связь с возможными нейронными механизмами; Исследование слуха 106 (1-2), 1997 г.
- ^ Добрева М., О'Нил В. и Пейдж Г.; Влияние старения на локализацию звука у человека; Журнал нейрофизиологии 105, 2011 г.
- ^ Беста В., Карлайл С., Джин С. и Ван Шайк А.; Роль высоких частот в локализации речи; Журнал Акустического общества Америки 118 (1), 2005 г.
- ^ Jump up to: а б Делла Пенна С., Бранкуччи А., Бабилони С., Франчиотти Р., Пиццелла В., Росси Д., Торкуати К., Россини П.М., Романи Г.Л.; Латерализация дихотических речевых стимулов основана на специфических взаимодействиях слуховых путей; Кора головного мозга 17(10), 2007.
- ^ В А, Шпирер Л., Кларк С.; Роль правой теменной коры в локализации звука: хронометрическое исследование одиночной импульсной транскраниально-магнитной стимуляции; Нейропсихология 49(9), 2011
- ^ Керлин Дж., Шахин А. и Миллер Л.; Контроль усиления внимания текущих корковых речевых представлений на «коктейльной вечеринке»; Журнал неврологии 30 (2), 2010 г.
- ^ Jump up to: а б Шринивасан С., Кейл А., Стратис К., Осборн А., Червонка С., Вонг Дж., Ригер Б., Полч В., Смит Д.; Интерауральное внимание модулирует функцию внешних волосковых клеток; Eur J Neurosci. 40(12), 2014 г.
- ^ Глайд Х, Хиксон Л, Кэмерон С, Диллон Х; Проблемы со слухом в шуме у пожилых людей: обзор расстройств пространственной обработки; Тенденции в усилении 15(3), 2011 г.
- ^ Кэмерон С., Глайд Х. и Диллон Х.; Прослушивание в пространственном шуме — тест предложений (LiSN-S): нормативные данные и данные о надежности повторного тестирования для подростков и взрослых до 60 лет; Журнал Американской академии аудиологии, 22, 2011 г.
- ^ Фара Р., Шмиторст В., Кейт Р., Холланд С.; Измененная микроструктура белого вещества лежит в основе трудностей со слухом у детей с подозрением на нарушения слуховой обработки; Мозг и поведение 4(4), 2014
- ^ Битан и др.; Двунаправленная связь между полушариями возникает на нескольких уровнях речевой обработки, но зависит от пола; Журнал неврологии 30 (35), 2010 г.
- ^ Шпирер и др.; Полушарная компетентность в отношении слухового пространственного представления; Мозг 132, 2009 г.
- ^ Гроте и др.; Механизмы локализации звука у млекопитающих; Физиол Ред. 90, 2010 г.
- ^ Лебель С., Каверхилл-Годкевич С., Болье С.; Возрастные региональные изменения мозолистого тела, выявленные с помощью диффузионной тензорной трактографии; Нейроизображение 52(1), 2010
- ^ Хаусманн М., Корбаллис М., Фабри М., Пагги А., Левальд Дж.; Латерализация звука у пациентов с каллозотомией, агенезией мозолистой кости или гемисферэктомией; Brain Res Cogn Brain Res 25(2), 2005 г.
- ^ Бамиу Д. и др.; Дефицит слуховой межполушарной передачи, проблемы со слухом и нарушения магнитно-резонансной томографии головного мозга у детей с врожденной аниридией из-за PAX6 мутаций ; Arch Pediatr Adolesc Med 161 (5), 2007.
- ^ Сала С., Агоста Ф., Пагани Э., Копетти М., Коми Г., Филиппи М.; Микроструктурные изменения и атрофия участков белого вещества головного мозга с возрастом; Нейробиология старения 33(3), 2012 г.
- ^ Глайд Х, Кэмерон С, Диллон Х, Хиксон Л, Сито М; Влияние нарушений слуха и старения на пространственную обработку; Ухо и слух 34(1), 2013 г.
- ^ Купер Н., Гинан Дж.; Эфферентно-опосредованный контроль движения базилярной мембраны; Дж. Физиол. 576.1, 2006 г.
- ^ Смит Д. и Кейл, А; Биологическая роль медиальных оливокохлеарных эфферентов в слухе; Передний. Сист. Неврология. 25, 2015
- ^ Jump up to: а б Бидельман Г. и Бхагат С.; Преимущество правого уха определяет связь между оливокохлеарной эфферентной «антимаскировкой» и преимуществами прослушивания речи в шуме; НейроОтчет 26(8), 2015
- ^ Кимура Д; От уха до мозга; Мозговой когнит. 76(2), 2011 г.
- ^ Леманн А, Шонвизнер М; Избирательное внимание модулирует реакции слухового ствола мозга человека: относительный вклад частотных и пространственных сигналов; ПЛОС ОДИН 9(1), 2014
- ^ Jump up to: а б «ЛиСН-С, Кэмерон и Диллон, 2009» . Nal.gov.au. 2 мая 2011 г. Проверено 2 июля 2011 г.
- ^ Лави Л., Банаи К., Аттиас Дж., Карни А.; Насколько сложно? Восприятие речи в шуме у пожилых людей с нарушением слуха; Jnl Basic Clin Physiol Pharmacol 25(3), 2014 г.
- ^ Мусик Ф. и Вейхинг Дж.; Перспективы дихотического слушания и мозолистого тела; Мозговой когнит. 76(2), 2011 г.
- ^ Кономи Ю, Канотра С, Джеймс А, Харрисон Р; Возрастные изменения динамики контралатеральной супрессии DPOAE у человека; Журнал отоларингологии – хирургии головы и шеи 43 (15), 2014 г.
- ^ Кэмерон С., Диллон Х; Разработка и оценка программного обеспечения LiSN & Learn для тренировки слуха для коррекции дефицита бинауральной обработки у детей: предварительные результаты; Jnl Am Acad Audiol 22(10), 2011 г.
- ^ Блесс Дж., Вестерхаузен Р., Компус К., Гудмундсен М., Хугдал К.; Когнитивная тренировка слухового внимания на основе мобильного приложения с самоконтролем: оценка поведения и фМРТ; Интернет-вмешательства 1(3), 2014 г.
- ^ Лёвден и др.; Зависимая от опыта пластичность микроструктуры белого вещества сохраняется и в пожилом возрасте; Нейропсихология 48(13), 2010
- ^ Парбери-Кларк и др.; Музыкальный опыт компенсирует возрастные задержки в работе нейронов; Нейробиол. Возраст 33(7), 2012 г.
- ^ Терваниеми М, Хугдаль К; Латерализация функций слуховой коры; Обзоры исследований мозга 43, 2003 г.
- ^ Ван ден Богерт и др.; Горизонтальная локализация с двусторонними слуховыми аппаратами: без лучше, чем с; Дж. Акуст. Соц. Являюсь. 119(1), 2006.
- ^ Алворт Л.; Влияние окклюзии, направленности и возраста на горизонтальную локализацию; Докторская диссертация, 2011 г.