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25. Wissenschaftliche Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie e. V.

Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie e. V.

12.09. - 14.09.2008, Düsseldorf

Entwicklung des auditiven räumlichen Auflösungsvermögens bei gesunden Kindern – Untersuchungen zum kleinsten wahrnehmbaren Winkelunterschied

Vortrag

  • corresponding author presenting/speaker Michael Fuchs - Universität Leipzig, Abteilung für Stimm-, Sprach- und Hörstörungen, Leipzig, Deutschland
  • author Sonja Kühnle - Universität Leipzig, Abteilung für Stimm-, Sprach- und Hörstörungen, Leipzig, Deutschland
  • author Sylvia Meuret - Universität Leipzig, Abteilung für Stimm-, Sprach- und Hörstörungen, Leipzig, Deutschland
  • author Claudia Schubert - Universität Leipzig, Institut für Biologie II, Leipzig, Deutschland
  • author Rudolf Rübsamen - Universität Leipzig, Institut für Biologie II, Leipzig, Deutschland

Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie. 25. Wissenschaftliche Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie. Düsseldorf, 12.-14.09.2008. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2008. Doc08dgppV30

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgpp2008/08dgpp37.shtml

Veröffentlicht: 27. August 2008

© 2008 Fuchs et al.
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Zusammenfassung

Einleitung: Die Fähigkeit, Schallquellen, die aus unterschiedlichen Richtungen stammen, unterscheiden zu können, ist grundlegend für die auditive räumliche Orientierung. Ziel der Studie ist die Untersuchung der kleinsten wahrnehmbaren Winkelunterschiede (KWW) als Parameter des auditiven Auflösungsvermögens bei gesunden Kindern unterschiedlichen Alters sowie des Einflusses der Frequenz der Signale.

Methode: In einem echogedämmten Raum wurden 64 hörgesunden Kindern (Alter 6–12 Jahre, Mittelwert 8 Jahre 9 Monate) aus sieben Referenzrichtungen im frontalen azimuthalen Hemifeld jeweils hoch- (2–8 kHz) und tieffrequente (0,250–1,2 kHz) Breitband-Rauschsignale mit einer Dauer von jeweils 250 ms präsentiert. Aus je drei aufeinander folgenden Signalen (2x Referenzrichtung, 1x abweichende Position, minimaler Winkelunterschied 4,29°) musste das Hörereignis ausgewählt werden, das als abweichend wahrgenommen wurde. Der KWW wurde mit einem adaptiven Verfahren (one-up one-down forced-choice method) für die sieben Referenzrichtungen -90°, -60°, -30°, 0°, +30°, +60° +90° ermittelt.

Ergebnisse: Die KWW waren signifikant kleiner für hochfrequente als für tieffrequente Rauschsignale (p<0.01). Dies spiegelt sich in allen getesteten Altersstufen wider. Des Weiteren nahm die Größe des KWW zur Peripherie hin zu (p<.001) Die ermittelten KWW zeigten eine signifikante Altersabhängigkeit für alle Richtungen: Sie waren bei den älteren Kindern kleiner als bei den jüngeren Kindern (rs<-.33, p<.000).

Diskussion: Das auditive räumliche Auflösungsvermögen differenziert sich mit zunehmenden Alter. Ältere Kinder können kleinere Winkelunterschiede erkennen. Das Winkelunterscheidungsvermögen ist außerdem von der Frequenz und von der Lateralität der dargebotenen Signale abhängig: peripher scheint das räumliche Auflösungsvermögen geringer zu sein als zentral. Die Untersuchungsergebnisse könnten auch eine Relevanz für hörgeschädigte Kinder und für die Hörgeräteversorgung haben.


Text

Einleitung

Die Fähigkeit, Schallsignale aus räumlich voneinander abweichenden Schallquellen unterscheiden zu können, ist grundlegend für die auditive Orientierung im Raum. Ziel der Studie war die Untersuchung der Wahrnehmungsschwelle für Richtungsunterschiede von Rauschsignalen aus dem frontalen horizontalen Halbkreis. Dazu wurden mit Hilfe eines psychoakustischen Experiments die kleinsten wahrnehmbaren Winkelunterschiede (KWW) als Parameter des auditiven Auflösungsvermögens bei gesunden Kindern bestimmt. Zudem sollte ermittelt werden, welchen Einfluss das Lebensalter der Probanden sowie die Frequenz der dargebotenen Signale auf die Testleistung ausüben.

Methode

Für die Untersuchung stand ein echogedämmter Raum zur Verfügung, in dem auf einer halbkreisförmigen Vorrichtung (Radius 2,3 m) in Ohrhöhe eines sitzenden Probanden 45 einzeln ansteuerbare Lautsprecher zwischen -94° (links-lateral) und +94° (rechts-lateral) montiert waren. Das Winkelintervall zwischen benachbarten Lautsprechern betrug 4,3°; die Boxen waren für den im Zentrum des Kreisbogens sitzenden Probanden nicht einsehbar. Eine bei 0°, d. h. in der Mitte des Kreisbogens angebrachte Leuchtdiode sowie ein Stuhl mit Kopflehne dienten der symmetrischen Kopfausrichtung. Zudem war der Kreisbogen mit einer Winkelskala ohne Beschriftung versehen. Als Stimuli wurden Gruppen von je drei aufeinander folgenden Gaußschen Breitband-Rauschsignalen von 250 ms Dauer verwendet, die im tief- (0,25–1,2 kHz) bzw. hochfrequenten Hörbereich (2–8 kHz) lagen. Das Zeitintervall zwischen den Signalen einer Dreierfolge betrug je 650 ms. Wir untersuchten gesunde 64 Schulkinder im Alter zwischen 6 und 12 Jahren (Median: 8 Jahre 8 Monate) nach vorheriger Otoskopie und Reinton-Schwellenaudiogramm. Die Signalpräsentation erfolgte überschwellig bei etwa 35 dB SL. Während des Experiments wurden dem Probanden aus sieben Referenzrichtungen im frontalen horizontalen Halbkreis Gruppen von jeweils drei Rauschsignalen präsentiert. Aus je drei aufeinander folgenden Signalen (2 x Referenzrichtung, 1 x abweichende Position) musste dasjenige Hörereignis ausgewählt werden, das als räumlich abweichend wahrgenommen wurde. Dieses zu detektierende Signal konnte dabei an erster, zweiter oder dritter Stelle der Folge hörbar sein und wich zu Beginn jeder neuen Testserie zunächst stets um 30° von der Referenzrichtung ab. Aufgabe des Kindes war es, je nach individuellem Höreindruck eine der drei Tasten eines kleinen Schaltpultes zu drücken. Im Falle einer richtigen Entscheidung verkleinerte sich der Winkel um 4,3°. War das abweichende Signal nicht erkannt worden, nahm der Separationswinkel im nächsten Schritt wieder zu. Mit diesem adaptiven Verfahren, einer sog. one-up one-down forced-choice method, wurde der KWW für die sieben Referenzrichtungen -90°, -60°, -30°, 0°, +30°, +60° +90° jeweils unter tief- und hochfrequenten Signalbedingungen ermittelt. Eine komplette Testung nahm je nach Alter und Konzentrationsfähigkeit des Probanden etwa 45 bis 120 Minuten in Anspruch.

Ergebnisse

Da sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den Testleistungen im linken und im rechten Viertelkreis ergaben, wurden die Ergebnisse beider Seiten kumuliert verwendet. Die medianen KWW aller Probanden lagen für tieffrequente Signale von frontal nach lateral bei 4,9°, 5,6°, 9,1° und 9,8°,für hochfrequente Signale bei 6,0°, 8,1°, 14,7° und 18,9°. Die Größenzunahme der KWW, d.h. die Abnahme des akustischen Auflösungsvermögens zu den am weitesten lateral liegenden Referenzwinkeln war statistisch für alle Richtungen signifikant (p<.001, Friedman Repeated Measures ANOVA on ranks; p<.001, Page Test for ordered alternatives) (Abbildung 1 [Abb. 1]). Die KWW für hochfrequente Rauschsignale waren im Median um 4,0° größer als für tieffrequente Signale (mind. p<0.01, Wilcoxon matched-pairs signed-rank test). Die KWW waren bei den älteren Grundschulkindern signifikant kleiner als bei den jüngeren Kindern (Abbildung 2 [Abb. 2]) (Korrelationskoeffizienten rs zwischen -.45 und -.25, mind. p<.01, Spearman rank-order correlation). Zu Vergleichszwecken standen außerdem mit derselben Methode erhobene Daten von 15 Jugendlichen zwischen 13 und 18 Jahren (Median 16 Jahre 4 Monate) zur Verfügung [1].

Diskussion

Das verwendete adaptive Testverfahren erwies sich insbesondere für Kinder ab etwa acht Jahren als gut handhabbares Instrument. Zur Testung von Kindergarten- oder Vorschulkindern kann es nicht empfohlen werden. Aus den gewonnenen Daten ergaben sich Hinweise, dass sich das auditive räumliche Auflösungsvermögen mit zunehmendem Alter differenziert: Ältere Kinder konnten kleinere Winkelunterschiede erkennen, wobei insbesondere 6- und 7-Jährige noch weniger genau wahrnehmen als ältere Grundschulkinder oder Jugendliche. Dies steht vermutlich auch damit in Zusammenhang, dass mit Beginn des Schulalters eine verstärkte Förderung von Konzentrationsfähigkeit und Aufmerksamkeit einsetzt. Bei der Durchführung des Experimentes fielen die größten Unterschiede auch zwischen den Erstklässlern und den höheren Klassenstufen auf. Daher erfolgte die Einteilung in zwei ungleiche Altersgruppen: 6 und 7 Jahre (Test gerade bewältigt) und 8 bis 12 Jahre. Das Winkelunterscheidungsvermögen war außerdem von der Frequenz und von der Lateralität der dargebotenen Signale abhängig: an den seitlichen Rändern des horizontalen Halbkreises schien das auditorische Auflösungsvermögen geringer zu sein als frontal. Diese Ergebnisse decken sich im Wesentlichen mit den von Grube mit derselben Testmethode an erwachsenen Probanden erhobenen Daten [2]. Die Untersuchungsergebnisse könnten auch eine Relevanz für die Untersuchung hörgeschädigter Kinder und für die Hörgeräteversorgung haben und sollen die Ausgangsbasis für vergleichende Studien bilden.


Literatur

1.
Scholbach J. Bestimmung des kleinsten Hörwinkels (MAA) bei Kindern und Jugendlichen im Alter von 12 bis 18 Jahren. Institut für Biologie II der Universität Leipzig / Wilhelm-Ostwald-Gymnasium Leipzig, Besondere Lernleistung; 2008.
2.
Grube M. The Where and When of Auditory Space in the Brain: Evidence from Patients with acquired Brain Lesions. University of Leipzig, Dissertation; 2005.