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

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).