Нарушение адаптации к шуму ухудшает разборчивость речи у людей с нарушениями слуха

Введение

Понимание речи в шумных условиях сложнее для людей с нарушениями слуха (НС) по сравнению с людьми с нормальным слухом (НС), даже когда речь слышима. Это часто связывают с изменением нейронной кодировки временных и/или спектральных подсказок речи. В данном исследовании мы изучали, может ли эта разница быть также связана с нарушенной способностью адаптироваться к фоновому шуму.

Методология

Для 25 взрослых пользователей слуховых аппаратов с сенсоневральной тугоухостью измерялись пороги разборчивости речи (ПРР) для натуральных и тон-кодированных слов, вложенных в речеподобный шум (РПШ). Стимулы предшествовали или не предшествовали 1-секундному адаптирующему РПШ предшественнику. Адаптация рассчитывалась как разница в ПРР между двумя условиями предшественника. Соответствующие данные для 28 слушателей с нормальным слухом были взяты из ранее опубликованного исследования.

Результаты

ПРР были хуже для слушателей с нарушениями слуха, что подтверждает, что тугоухость уменьшает доступ к акустическим подсказкам речи. Кроме того, адаптация к шуму отрицательно коррелировала с возраст-контролируемой тугоухостью как для натуральных, так и для тон-кодированных слов. Это указывает на то, что нарушение слуха ухудшает адаптацию к шуму.

Аудиометрия

Для всех участников измерялись пороги проводимости воздуха и кости. Для участников с симметричной тугоухостью пороги проводимости кости измерялись в одном ухе без маскировки противоположного уха. Для двух участников с асимметричной тугоухостью пороги измерялись в тестируемом ухе с маскировкой в противоположном ухе. Для всех участников их пороги проводимости кости варьировались от 21.3 до 65 дБ НС (среднее значение = 40.8 дБ НС; СКО = 14.9 дБ), что указывает на сенсоневральную тугоухость.

Стимулы

Слушатели с нарушениями слуха

ПРР для слов, маскированных шумом, измерялись монаурально в присутствии и отсутствии шумового предшественника. Оба одновременных и предшествующих шума были стабильными, имели речеподобный спектр и уровень 65 дБ СЗД до обработки слуховым аппаратом. Адаптация к шуму рассчитывалась как улучшение ПРР с предшественником относительно условия без предшественника.

Слушатели с нормальным слухом

Результаты текущего исследования для слушателей с нарушениями слуха сравнивались с результатами для слушателей с нормальным слухом из предыдущего исследования. Стимулы, использованные в двух исследованиях, были схожими, за исключением того, что шумовой предшественник длительностью 1.0 с использовался для слушателей с нарушениями слуха, тогда как для слушателей с нормальным слухом слова задерживались в шуме на 1.5 с.

Процедура

Для измерения ПРР использовались фонографически сбалансированные списки слов. Экспериментатор случайным образом выбирал один из десяти доступных списков перед началом измерения ПРР. Каждый список содержал 25 двусложных слов. Слова из данного списка представлялись в случайном порядке в тестовых условиях, чтобы минимизировать возможность запоминания участниками слов. Уровень шума был фиксирован, а уровень речи варьировался адаптивно с использованием правила одного вниз, одного вверх, то есть он уменьшался после правильного ответа и увеличивался после неправильного ответа.

Оборудование

Стимулы подавались через специально разработанное программное обеспечение Matlab и воспроизводились через звуковую карту RME Fireface UCX с частотой дискретизации 44.1 кГц и разрешением 24 бита. Для слушателей с нормальным слухом стимулы подавались с помощью вкладышей (ER2, Etymotic Research). Для слушателей с нарушениями слуха стимулы подавались с помощью накладных наушников (Sennheiser HD580), которые обеспечивали более высокие уровни выхода и предотвращали обрезку при тяжелой тугоухости.

Статистический анализ

Все статистические анализы выполнялись с использованием IBM SPSS Statistics, версии 28. Тест Шапиро-Уилка на нормальность показал, что данные не соответствуют гауссову распределению. Поэтому использовались непараметрические статистические тесты для сравнения ПРР или адаптации к шуму по группам участников (слушатели с нормальным и нарушенным слухом) или по условиям (без предшественника/с предшественником), а также для корреляции различных измерений.

Обсуждение

Результаты показывают, что тугоухость ухудшает адаптацию к шуму. Это может быть связано с уменьшением рефлекторной регулировки кохлеарного усиления, обусловленной медиальными оливокохлеарными (МОК) волокнами, которые рефлекторно активируются с временным интервалом 277 ± 62 мс. МОК эфференты заканчиваются на наружных волосковых клетках (НВК), и их активация ингибирует усиление кохлеарного усилителя, линеаризуя реакции базилярной мембраны (БМ) и уменьшая компрессию. Другим предложенным механизмом адаптации к шуму является сдвиг динамического диапазона аудиторных нейронов к наиболее распространенному уровню в шуме, предшествующем слову.

Заключение

Исследование показало, что адаптация к шуму при распознавании речи уменьшается с увеличением тугоухости, даже с учетом потенциального возрастного эффекта. Это важно, так как люди с нарушениями слуха испытывают трудности с распознаванием слышимой речи в шумных условиях. Нарушенный доступ к акустическим подсказкам речи (огибающая, временная тонкая структура, спектр) способствует нарушению разборчивости. Текущее исследование показывает, что влияние тугоухости на распознавание речи может быть недооценено, если не учитывать адаптацию. Исследование факторов, влияющих на разборчивость речи в шуме, часто проводится без учета адаптации или временных эффектов.