Особенности потенциала, следующего за частотой, при прослушивании «сложных» звуков у здоровых испытуемых

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Введение. Исследования последних лет показали, что функциональные нарушения в стволе мозга могут быть одной из причин невозможности воспринимать речь при полной сохранности слуха. Потенциал, следующий за частотой (англ.: frequency-following response, FFR) — это слуховой вызванный потенциал, который возникает в различных отделах головного мозга в ответ на появление звука или изменение частоты звука. Возникновение данного потенциала связывают с корректной оценкой слуховой информации в подкорковых структурах мозга. Однако до настоящего времени нет нормативной базы, которая бы позволила использовать данный потенциал в рутинных исследованиях.

Цель. Выявить и проанализировать особенности FFR у взрослых здоровых людей при прослушивании «сложного» звука.

Материалы и методы. В исследование включено 29 здоровых испытуемых в возрасте от 18 до 48 лет (средний возраст 28 ± 10 лет). Электрическую активность мозга регистрировали от 32 электродов. Частота дискретизации 2000 Гц, частота пропускания — 0,1–500 Гц. В качестве стимула использовали звук длительностью 30 с, который включал в себя простые звуки пяти разных частот (600 Гц, 800 Гц, 1000 Гц, 2000 Гц, 4000 Гц), изменяющихся в случайном порядке каждые 100 мс. Выделение FFR проводили относительно каждой смены частоты в «сложном» тоне. Полученный FFR включал два пика, для каждого из которых проводили вычисление амплитуды, латентности и дипольных источников.

Результаты. FFR был выделен у всех испытуемых и включал два пика. При этом, у части испытуемых пики FFR имели статистически большую амплитуду и меньшую латентность. У испытуемых с большей амплитудой FFR для первого пика был выявлены три диполя: в стволе мозга и в коре правого полушария (6 и 39 поля Бродмана). Для второго пика выделяется один диполь в коре (19 поле Бродмана). У испытуемых с низкой амплитудой пиков FFR для первого пика выявлен один источник в стволе мозга. Для второго пика были выявлены два диполя: в задних отделах поясной коры (23 поле Бродмана) и второй — в медиальном таламусе.

Заключение. Полученные данные позволяют предположить, что метод регистрации и анализа потенциала FFR может быть использован для оценки функциональной сохранности и корректного участия среднего мозга в восприятии слуховых стимулов. Особенности амплитудно-временных параметров его пиков, вероятно, отражают индивидуальную способность тонко дифференцировать стимулы.

Об авторах

Любовь Борисовна Окнина

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: leliia@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7398-1183
SPIN-код: 2614-8209

д.б.н.

Россия, Москва

Андрей Александрович Слезкин

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской академии наук; Российский технологический университет

Email: com2274@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1230-8347
SPIN-код: 4605-6082
Россия, Москва; Москва

Яна Олеговна Вологдина

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской академии наук; Научно-медицинский исследовательский центр нейрохирургии имени академика Н. Н. Бурденко

Email: yana.vologdina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3196-588X
SPIN-код: 2215-3956
Россия, Москва; Москва

Анна Олеговна Канцерова

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской академии наук

Email: anna.kantserova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5513-8627
SPIN-код: 7841-5681
Россия, Москва

Екатерина Викторовна Стрельникова

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской академии наук

Email: strelnikovaev@gmail.com
ORCID iD: 0009-0007-1611-073X
SPIN-код: 9728-7075

к.б.н.

Россия, Москва

Давид Ильич Пицхелаури

Научно-медицинский исследовательский центр нейрохирургии имени академика Н. Н. Бурденко

Email: dav@nsi.ru
ORCID iD: 0000-0003-0374-7970
SPIN-код: 3261-2144

д.м.н.; профессор

Россия, Москва

Список литературы

  1. Pickles J.O. Auditory pathways: anatomy and physiology // Handb. Clin. Neurol. 2015. Vol. 129. P. 3–25. doi: 10.1016/b978-0-444-62630-1.00001-9
  2. Chen J., Liang C., Wei Z., et al. Atypical longitudinal development of speech-evoked auditory brainstem response in preschool children with autism spectrum disorders // Autism Res. 2019. Vol. 12, No. 7. P. 1022–1031. doi: 10.1002/aur.2110
  3. Бавыкина И.А. Особенности физического развития и уровня нутриентов у детей с расстройствами аутистического спектра // Российский медико-биологический вестник имени академика И. П. Павлова. 2019. Т. 27, № 2. C. 181–187. doi: 10.23888/PAVLOVJ2019272181-187
  4. De Oliveira Eichner A.C., Donadon C., Skarżyński P.H., et al. A Systematic Review of the Literature Between 2009 and 2019 to Identify and Evaluate Publications on the Effects of Age-Related Hearing Loss on Speech Processing // Med. Sci. Monit. 2022. Vol. 28. P. e938089. doi: 10.12659/msm.938089
  5. Clinard C.G., Tremblay K.L. Aging degrades the neural encoding of simple and complex sounds in the human brainstem // J. Am. Acad. Audiol. 2013. Vol. 24, No. 7. P. 590–599. doi: 10.3766/jaaa.24.7.7
  6. Bidelman G.M. Subcortical sources dominate the neuroelectric auditory frequency-following response to speech // NeuroImage. 2018. Vol. 175. P. 56–69. doi: 10.1016/j.neuroimage.2018.03.060
  7. Kulasingham J.P., Brodbeck C., Presacco A., et al. High gamma cortical processing of continuous speech in younger and older listeners // NeuroImage. 2020. Vol. 222. P. 117291. doi: 10.1016/j.neuroimage.2020.117291
  8. Coffey E.B.J., Nicol T., White–Schwoch T., et al. Evolving perspectives on the sources of the frequency-following response // Nat. Commun. 2019. Vol. 10, No. 1. P. 5036. doi: 10.1038/s41467-019-13003-w
  9. Gorina–Careta N., Ribas–Prats T., Arenillas–Alcón S., et al. Neonatal Frequency-Following Responses: A Methodological Framework for Clinical Applications // Semin. Hear. 2022. Vol. 43, No. 3. P. 162–176. doi: 10.1055/s-0042-1756162
  10. Ferreira L., Skarzynski P.H., Skarzynska M.B., et al. Effect of Auditory Maturation on the Encoding of a Speech Syllable in the First Days of Life // Brain Sci. 2021. Vol. 11, No. 7. P. 844. doi: 10.3390/brainsci11070844
  11. Johnson K.L., Nicol T., Zecker S.G., et al. Brainstem encoding of voiced consonant — vowel stop syllables // Clin. Neurophysiol. 2008. Vol. 119, No. 11. P. 2623–2635. doi: 10.1016/j.clinph.2008.07.277
  12. Rocha–Muniz C.N., Schochat E. Investigation of the neural discrimination of acoustic characteristics of speech sounds in normal-hearing individuals through Frequency-following Response (FFR) // Codas. 2021. Vol. 33, No. 1. P. e20180324. doi: 10.1590/2317-1782/20202018324
  13. Kırbac A., Turkyılmaz M.D., Yağcıoglu S. Gender Effects on Binaural Speech Auditory Brainstem Response // J. Int. Adv. Otol. 2022. Vol. 18, No. 2. P. 125–130. doi: 10.5152/iao.2022.20012
  14. Krizman J., Bonacina S., Colegrove D., et al. Athleticism and sex impact neural processing of sound // Sci. Rep. 2022. Vol. 12, No. 1. P. 15181. doi: 10.1038/s41598-022-19216-2
  15. Tadel F., Baillet S., Mosher J.C., et al. Brainstorm: a user-friendly application for MEG/EEG analysis // Comput. Intell. Neurosci. 2011. Vol. 2011. P. 879716. doi: 10.1155/2011/879716
  16. Коротаева Н.В., Ипполитова Л.И., Иванцова Е.Н., и др. Нейротрофический фактор головного мозга как потенциальный биомаркер неврологических нарушений у недоношенных детей // Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2023. Т. 11, № 4. С. 607–614. doi: 10.23888/HMJ2023114607-614
  17. Skoe E., Chandrasekaran B. The layering of auditory experiences in driving experience-dependent subcortical plasticity // Hear. Res. 2014. Vol. 311. P. 36–48. doi: 10.1016/j.heares.2014.01.002
  18. Bubb E.J., Metzler–Baddeley C., Aggleton J.P. The cingulum bundle: Anatomy, function, and dysfunction // Neurosci. Biobehav. Rev. 2018. Vol. 92. P. 104–127. doi: 10.1016/j.neubiorev.2018.05.008
  19. Tanaka S., Honda M., Sadato N. Modality-specific cognitive function of medial and lateral human Brodmann area 6 // J. Neurosci. 2005. Vol. 25, No. 2. P. 496–501. doi: 10.1523/jneurosci.4324-04.2005
  20. Ardila A., Bernal B., Rosselli M. Language and visual perception associations: Meta-analytic connectivity modeling of Brodmann area 37 // Behav. Neurol. 2015. Vol. 2015. P. 565871. doi: 10.1155/2015/565871

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема представления «сложного» звука. Примечание: смена частоты каждые 100 мс происходила в нулевой точке синусоиды, чтобы избежать эффекта «щелчка», амплитуда звука была неизменной на протяжении всего времени звучания; начинался и завершался звук частотой 1500 Гц, в котором были восходящая и нисходящая фаза длительностью 10 мс; участки с частотой 1500 Гц не использовали при выделении потенциала, следующего за частотой.

Скачать (72KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Особенности потенциала, следующего за частотой: А — GrandMean (n = 8) FFR испытуемых с высокой амплитудой пиков; Б — GrandMean (n = 21) FFR испытуемых с FFR, имеющим меньшую амплитуду пиков; I — FFR (стрелками отмечены два пика потенциала, указана средняя по группе латентность, данные представлены в режиме burrerfly, включающем ответ по всем отведениям); II — амплитудная карта пиков FFR на пиковой латентности. Примечание: FFR — frequency-following response (потенциал, следующий за частотой).

Скачать (270KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Интерквартильные размахи латентности первого и второго пиков FFR у испытуемых высокими (группа 1) и низкими (группа 2) значениями амплитуды пиков FFR. Примечание: FFR — frequency-following response (потенциал, следующий за частотой).

Скачать (96KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Локализация диполей, связанных с первым (I) и вторым (II) пиками FFR у испытуемых первой (А) и второй (Б) групп. Примечание: FFR — frequency-following response (потенциал, следующий за частотой).

Скачать (142KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2024


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».