Пространственная потеря слуха
Медицинское состояние
Пространственная потеря слуха
СпециальностьАудиология

Пространственная потеря слуха относится к форме глухоты , которая является неспособностью использовать пространственные подсказки о том, откуда в пространстве исходит звук. Плохая локализация звука , в свою очередь, влияет на способность понимать речь в присутствии фонового шума. [1]

Люди с пространственной потерей слуха испытывают трудности с обработкой речи, поступающей с одного направления, и одновременной фильтрацией «шума», поступающего с других направлений. Исследования показали, что пространственная потеря слуха является основной причиной центрального нарушения слуховой обработки (CAPD) у детей. Дети с пространственной потерей слуха обычно испытывают трудности с пониманием речи в классе. [1] Пространственная потеря слуха встречается у большинства людей старше 70 лет и иногда может быть независимой от других типов возрастной потери слуха. [2] Как и при пресбиакузисе , пространственная потеря слуха меняется с возрастом. В детстве и во взрослом возрасте ее можно рассматривать как пространственное усиление слуха (становится легче слышать речь в шуме), а затем со среднего возраста и далее начинается пространственная потеря слуха (становится труднее снова слышать речь в шуме).

Механизм локализации

Звуковые потоки, приходящие слева или справа (горизонтальная плоскость), локализуются в первую очередь по небольшим временным различиям одного и того же звука, приходящего в два уха. Звук прямо перед головой слышен обоими ушами одновременно. Звук сбоку от головы слышен примерно на 0,0005 секунды позже самым дальним ухом. Звук на полпути в одну сторону слышен примерно на 0,0003 секунды позже. Это сигнал интерауральной разницы во времени (ITD), который измеряется путем обработки сигнала в двух центральных слуховых путях, которые начинаются после улитки и проходят через ствол мозга и средний мозг. [3] Некоторые из тех, у кого пространственная потеря слуха, не способны обрабатывать сигналы ITD (низкочастотные).

Звуковые потоки, поступающие из-под головы, над головой и из-за головы (вертикальная плоскость), снова локализуются путем обработки сигнала в центральных слуховых путях. Однако на этот раз сигналы представляют собой выемки/пики, которые добавляются к звуку, поступающему в уши, сложными формами ушной раковины. Различные выемки/пики добавляются к звукам, поступающим снизу, по сравнению со звуками, поступающими сверху, и по сравнению со звуками, поступающими сзади. Наиболее значимые выемки добавляются к звукам в диапазоне от 4 кГц до 10 кГц. [4] Некоторые из тех, у кого пространственная потеря слуха, не способны обрабатывать сигналы, связанные с ушной раковиной (высокочастотные).

К тому времени, когда репрезентации звукового потока достигают конца слуховых путей, обработка торможения ствола мозга гарантирует, что правый путь отвечает исключительно за звуки левого уха, а левый путь отвечает исключительно за звуки правого уха. [5] Затем слуховая кора (AC) правого полушария (сама по себе) отвечает за картирование всей слуховой сцены. Информация о правом слуховом полушарии объединяется с информацией о левом полушарии, как только она проходит через мозолистое тело (CC) — белое вещество мозга, которое соединяет гомологичные области левого и правого полушарий. [6] Некоторые из тех, у кого пространственная потеря слуха, не способны интегрировать слуховые репрезентации левого и правого полуполей и, следовательно, не способны поддерживать какое-либо представление слухового пространства.

Представление слухового пространства позволяет уделять внимание (сознательное сверху вниз) одному слуховому потоку. Может быть использован механизм усиления, включающий усиление речевого потока и подавление любых других речевых потоков и любых шумовых потоков. [7] Может быть использован механизм торможения, включающий переменное подавление выходных сигналов из двух улиток. [8] Некоторые из тех, у кого пространственная потеря слуха, не способны подавлять нежелательный выходной сигнал улитки.

Люди с пространственной потерей слуха не способны точно воспринимать направления, откуда поступают различные звуковые потоки, и их слух больше не является трехмерным (3D). Звуковые потоки сзади могут казаться идущими спереди. Звуковые потоки слева или справа могут казаться идущими спереди. Механизм усиления не может использоваться для усиления интересующего речевого потока из всех других звуковых потоков. Людям с пространственной потерей слуха необходимо, чтобы целевая речь была повышена, как правило, более чем на 10 дБ при прослушивании речи на фоне шума по сравнению с людьми без пространственной потери слуха. [9]

Пространственный слух обычно начинает развиваться в раннем детстве, а затем продолжает развиваться в раннем взрослом возрасте. После 50 лет пространственный слух начинает снижаться. [10] Проблемы как периферического слуха, так и центрального слухового пути могут мешать раннему развитию. У некоторых людей по ряду различных причин созревание пространственного слуха двух ушей может просто не произойти. Например, длительные эпизоды ушных инфекций, таких как «клеевой отит», вероятно, значительно затруднят его развитие. [11]

мозолистое тело

Многие исследования нейронауки способствовали разработке и совершенствованию модели обработки речи. Эта модель демонстрирует взаимодействие между двумя полушариями мозга с асимметричной межполушарной и внутриполушарной связью, соответствующей специализации левого полушария для фонологической обработки. [12] Правое полушарие более специализировано для локализации звука, [13] в то время как слуховое пространственное представление в мозге требует интеграции информации из обоих полушарий. [14]

Мозолистое тело ( CC) 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 валиковая части содержат волокна, которые берут начало в первичной и второй слуховой коре, а также в других слуховых реагирующих областях. [15] Транскаллозальная межполушарная передача слуховой информации играет важную роль в пространственных функциях слуха, которые зависят 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]

CC человеческого мозга созревает относительно медленно, его размер продолжает увеличиваться до четвертого десятилетия жизни. С этого момента он начинает медленно уменьшаться. [18] Результаты теста LiSN-S SRT показывают, что способность понимать речь в шумной обстановке развивается с возрастом, становится похожей на взрослую к 18 годам и начинает снижаться между 40 и 50 годами. [19]

Роли SOC и MOC

Медиальный оливокохлеарный пучок (МОК) является частью совокупности ядер ствола мозга, известной как верхний оливарный комплекс (ВОК). МОК иннервирует внешние волосковые клетки улитки, и его активность способна снижать базилярно-мембранные ответы на звук за счет снижения усиления кохлеарного усиления. [20]

В тихой обстановке, когда слушается речь одного говорящего, эфферентные пути MOC по существу неактивны. В этом случае единый речевой поток входит в оба уха, и его представление поднимается по двум слуховым путям. [5] Поток достигает как правой, так и левой слуховой коры для окончательной обработки речи левым полушарием.

В шумной среде эфферентные пути MOC должны быть активны двумя различными способами. Первый — это автоматическая реакция на множественные звуковые потоки, поступающие в два уха, а второй — это нисходящая кортикофугальная реакция, управляемая вниманием. Целью обоих является попытка улучшить соотношение сигнал/шум между прослушиваемым речевым потоком и всеми другими звуковыми потоками. [21]

Автоматический ответ включает в себя эфференты MOC, ингибирующие выход улитки левого уха. Выход правого уха, таким образом, является доминирующим, и только потоки правого полушария (с их прямой связью с речевыми областями обработки левого полушария) перемещаются по слуховому пути. [22] У детей недоразвитое мозолистое тело (CC) в любом случае не способно передавать слуховые потоки, приходящие (из левого уха) в правое полушарие, в левое полушарие. [23]

У взрослых со зрелым CC, управляемое вниманием (сознательное) решение обратить внимание на один конкретный звуковой поток является триггером для дальнейшей активности MOC. [24] Трехмерное пространственное представление множественных потоков шумной среды (функция правого полушария) позволяет выбирать ухо, на которое следует обратить внимание. В результате эфферентам MOC может быть дана инструкция подавлять выход правой улитки, а не левой. [8] Если речевой поток, на который следует обратить внимание, исходит из левого полушария, он поступит в правое полушарие и получит доступ к обработке речи через CC.

Диагноз

Пространственную потерю слуха можно диагностировать с помощью теста «Слушание в пространственном шуме – Предложения» (LiSN-S), [25], который был разработан для оценки способности детей с центральным нарушением слуховой обработки (CAPD) 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 CAPD у детей. [1]

Участники теста повторяют ряд целевых предложений, которые предъявляются одновременно с конкурирующей речью. Порог восприятия речи слушателя (SRT) для целевых предложений рассчитывается с помощью адаптивной процедуры. Цели воспринимаются как идущие спереди слушателя, тогда как отвлекающие факторы различаются в зависимости от того, где они воспринимаются пространственно (либо прямо перед слушателем, либо по обе стороны от него). Вокальная идентичность отвлекающих факторов также различается (либо совпадает с говорящим целевых предложений, либо отличается от него). [25]

Эффективность LISN-S оценивается путем сравнения результатов слушателей в четырех условиях прослушивания, что позволяет получить два показателя SRT и три показателя «преимуществ». Показатели преимуществ представляют собой выгоду в дБ, полученную, когда слушателю доступны либо говорящий, либо пространственные, либо и говорящий, и пространственные сигналы. Использование показателей преимуществ минимизирует влияние навыков более высокого порядка на эффективность теста. [1] Это позволяет контролировать неизбежные различия, которые существуют 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. Эффективность дихотического слушания обычно увеличивается (а преимущество правого уха уменьшается) с развитием мозолистого тела (CC), достигая пика до четвертого десятилетия. В среднем возрасте и старше слуховая система стареет, CC уменьшается в размерах, и дихотическое слушание ухудшается, в первую очередь в левом ухе. [ 26] Тесты на дихотическое слушание обычно включают два разных слуховых стимула (обычно речь), предъявляемых одновременно, по одному в каждое ухо, с использованием набора наушников. Участников просят обратить внимание на одно или (в тесте с разделенным вниманием) на оба сообщения. [27]

Активность медиального оливокохлеарного пучка (МОС) и его ингибирование кохлеарного усиления можно измерить с помощью метода записи отоакустической эмиссии продукта искажения (DPOE). Это включает контралатеральное представление широкополосного шума и измерение как амплитуд DPOAE, так и задержки начала подавления DPOAE. Подавление DPOAE значительно зависит от возраста и становится труднообнаружимым примерно к 50 годам. [28]

Исследовать

Исследования показали, что программное обеспечение для тренировки пространственного слуха на базе ПК может помочь некоторым детям, у которых выявлена ​​неспособность развить свои навыки пространственного слуха (возможно, из-за частых приступов 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 дихотического теста для левого уха улучшились при ежедневных тренировках. [30] Сопутствующие исследования пластичности белого вещества (см., например, Lövdén et al.) [31] предполагают, что некоторое восстановление может быть возможным.

Обучение музыке приводит к превосходному пониманию речи в шуме во всех возрастных группах, а музыкальный опыт защищает от возрастной деградации нейронной синхронизации. [32] В отличие от речи (быстрой временной информации), музыка (информация о высоте тона) в первую очередь обрабатывается областями мозга в правом полушарии. [33] Учитывая, что, по-видимому, преимущество правого уха (REA) для речи присутствует с рождения, [22] следует, что преимущество левого уха для музыки также присутствует с рождения и что эфферентное торможение MOC (правого уха) играет аналогичную роль в создании этого преимущества. Увеличивает ли более сильное воздействие музыки сознательный контроль кохлеарного усиления и торможения? Необходимы дальнейшие исследования для изучения очевидной способности музыки способствовать улучшенной способности речи в распознавании шума.

Двусторонние цифровые слуховые аппараты не сохраняют локализационные сигналы (см., например, Van den Bogaert et al., 2006) [34] Это означает, что аудиологи при установке слуховых аппаратов пациентам (с легкой или средней потерей слуха, связанной с возрастом) рискуют негативно повлиять на их пространственные слуховые возможности. У тех пациентов, которые считают, что их непонимание речи в фоновом шуме является их основной проблемой слуха, слуховые аппараты могут просто усугубить их проблему - их пространственное усиление слуха будет снижено примерно на 10 дБ. Хотя необходимы дальнейшие исследования, растет число исследований, которые показали, что открытые слуховые аппараты лучше сохраняют локализационные сигналы (см., например, Alworth 2011) [35]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcd Кэмерон С. и Диллон Х.; Тест на прослушивание в пространственном шуме — предложения: сравнение с прототипом теста LISN и результатами, полученными у детей с предполагаемым (центральным) нарушением слуховой обработки или подтвержденным языковым расстройством; Журнал Американской академии аудиологии 19(5), 2008 г.
  2. ^ Фризина Д. и Фризина Р.; Распознавание речи в шуме и пресбиакузисе: связь с возможными нейронными механизмами; Исследования слуха 106(1-2), 1997
  3. ^ Добрева М., О'Нил В. и Пейдж Г.; Влияние старения на локализацию звука у человека; Журнал нейрофизиологии 105, 2011
  4. ^ Беста В., Карлайл С., Джин С. и Ван Шайк А.; Роль высоких частот в локализации речи; Журнал Акустического Общества Америки 118(1), 2005
  5. ^ ab 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.
  6. ^ At A, Spierer L, Clarke S; Роль правой теменной коры в локализации звука: хронометрическое исследование с использованием одиночного импульса транскраниальной магнитной стимуляции; Neuropsychologia 49(9), 2011
  7. ^ Керлин Дж., Шахин А. и Миллер Л.; Контроль за усилением внимания в отношении текущих корковых речевых представлений на «коктейльной вечеринке»; Журнал нейронауки 30(2), 2010
  8. ^ ab Шринивасан С., Кейл А., Стратис К., Осборн А., Червонка С., Вонг Дж., Ригер Б., Полц В., Смит Д.; Интерауральное внимание модулирует функцию внешних волосковых клеток; Eur J Neurosci. 40(12), 2014
  9. ^ Glyde H, Hickson L, Cameron S, Dillon H; Проблемы со слухом в шуме у пожилых людей: обзор нарушений пространственной обработки; Trends in Amplification 15(3), 2011
  10. ^ Кэмерон С., Глайд Х. и Диллон Х.; Прослушивание в пространственном шуме — Тест предложений (LiSN-S): нормативные и повторные данные о надежности для подростков и взрослых до 60 лет; Журнал Американской академии аудиологии 22, 2011
  11. ^ Фарах Р., Шмитхорст В., Кейт Р., Холланд С.; Измененная микроструктура белого вещества лежит в основе трудностей слушания у детей с подозрением на нарушения слуховой обработки; Мозг и поведение 4(4), 2014
  12. ^ Битан и др.; Двунаправленная связь между полушариями происходит на нескольких уровнях обработки языка, но зависит от пола; Журнал нейронауки 30(35), 2010
  13. ^ Шпирер и др.; Компетентность полушарий для слухового пространственного представления; Мозг 132, 2009
  14. ^ Гроте и др.; Механизмы локализации звука у млекопитающих; Physiol Rev 90, 2010
  15. ^ Lebel C, Caverhill-Godkewitsch S, Beaulieu C; Возрастные региональные изменения мозолистого тела, выявленные с помощью диффузионно-тензорной трактографии; Neuroimage 52(1), 2010
  16. ^ Хаусманн М., Корбаллис М., Фабри М., Пагги А., Левальд Дж.; Латерализация звука у субъектов с мозолистым телом, агенезией мозолистого тела или гемисферэктомией; Brain Res Cogn Brain Res 25(2), 2005
  17. ^ Бамиу Д. и др.; Дефициты слуховой межполушарной передачи, трудности со слухом и аномалии магнитно-резонансной томографии мозга у детей с врожденной аниридией из-за мутаций PAX6 ; Arch Pediatr Adolesc Med 161(5), 2007.
  18. ^ Сала С., Агоста Ф., Пагани Э., Копетти М., Коми Г., Филиппи М.; Микроструктурные изменения и атрофия в путях белого вещества мозга при старении; Нейробиология старения 33(3), 2012
  19. ^ Glyde H, Cameron S, Dillon H, Hickson L, Seeto M; Влияние нарушения слуха и старения на пространственную обработку;; Ear & Hearing 34(1), 2013
  20. ^ Купер Н., Гуинан Дж.; Эфферентно-опосредованный контроль движения базилярной мембраны; J. Physiol. 576.1, 2006
  21. ^ Смит Д. и Кейл А.; Биологическая роль медиальных оливокохлеарных эфферентов в слухе; Front. Syst. Neurosci. 25, 2015
  22. ^ ab Bidelman G и Bhagat S; Преимущество правого уха обуславливает связь между оливокохлеарной эфферентной «антимаскировкой» и преимуществами прослушивания речи в шуме; NeuroReport 26(8), 2015
  23. ^ Кимура Д.; От уха к мозгу; Brain Cogn. 76(2), 2011
  24. ^ Леманн А., Шонвизнер М.; Избирательное внимание модулирует слуховые реакции ствола мозга человека: относительный вклад частотных и пространственных сигналов; PLoS ONE 9(1), 2014
  25. ^ ab "LiSN-S, Cameron & Dillon, 2009". Nal.gov.au. 2011-05-02 . Получено 2011-07-02 .
  26. ^ Лави Л., Банай 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
  27. ^ Musiek F и Weihing J; Перспективы дихотического слушания и мозолистого тела; Brain Cogn. 76(2), 2011
  28. ^ Кономи У., Канотра С., Джеймс А., Харрисон Р.; Возрастные изменения динамики контралатерального подавления DPOAE у людей; Журнал отоларингологии–хирургии головы и шеи 43(15), 2014
  29. ^ Кэмерон С., Диллон Х.; Разработка и оценка программного обеспечения для слуховой тренировки LiSN & Learn для коррекции дефицита бинауральной обработки у детей: предварительные результаты; Jnl Am Acad Audiol 22(10), 2011
  30. ^ Bless J, Westerhausen R, Kompus K, Gudmundsen M, Hugdahl K; Самостоятельная когнитивная тренировка слухового внимания на основе мобильного приложения: поведенческая и фМРТ-оценка; Internet Interventions 1(3), 2014
  31. ^ Лёвден и др.; Зависящая от опыта пластичность микроструктуры белого вещества сохраняется и в пожилом возрасте; Neuropsychologia 48(13), 2010
  32. ^ Парбери-Кларк и др.; Музыкальный опыт компенсирует возрастные задержки в нейронной синхронизации; Нейробиол. Старение 33(7), 2012
  33. ^ Терваниеми М., Хугдаль К.; Латерализация функций слуховой коры; Обзоры исследований мозга 43, 2003 г.
  34. ^ Ван ден Богарт и др.; Горизонтальная локализация с двусторонними слуховыми аппаратами: без них лучше, чем с ними; J. Acoust. Soc. Am. 119(1), 2006.
  35. ^ Alworth L.; Влияние окклюзии, направленности и возраста на горизонтальную локализацию; Докторская диссертация, 2011 г.
  • http://www.nal.gov.au
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Пространственная_потеря_слуха&oldid=1148521889"