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

Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie e. V.

17.09. - 19.09.2010, Aachen

Hirnpotentialmessungen zum freien Satzverstehen bei erwachsenen Cochlea-Implant-Patienten

Poster

  • corresponding author presenting/speaker Niki Vavatzanidis - Sächsisches Cochlear Implant Centrum, Carl Gustav Carus Universitätsklinikum, Dresden, Deutschland
  • author Anja Hahne - Sächsisches Cochlear Implant Centrum, Carl Gustav Carus Universitätsklinikum, Dresden, Deutschland; Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften, Leipzig, Deutschland
  • author Angelika Wolf - Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften, Leipzig, Deutschland
  • author Joachim Müller - HNO-Universitätsklinik, Würzburg, Deutschland
  • author Angela D. Friederici - Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften, Leipzig, Deutschland
  • author Dirk Mürbe - Sächsisches Cochlear Implant Centrum, Carl Gustav Carus Universitätsklinikum, Dresden, Deutschland

Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie. 27. Wissenschaftliche Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie (DGPP). Aachen, 17.-19.09.2010. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2010. Doc10dgppP08

DOI: 10.3205/10dgpp21, URN: urn:nbn:de:0183-10dgpp217

Published: August 31, 2010

© 2010 Vavatzanidis et al.
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Zusammenfassung

Hintergrund: Ziel der Studie war die kognitiven Verarbeitungsprozesse beim freien Satzverstehen von CI-Patienten mittels ereigniskorrelierter Potentiale (EKPs) zu untersuchen.

Material und Methoden: Den Patienten sowie normalhörendenden Kontrollprobanden wurden natürlich gesprochene Sätze präsentiert, die entweder korrekt waren oder a) eine semantische oder b) eine syntaktische Verletzung des Satzes enthielten. Aufgabe der Teilnehmer war es zu bestimmen, ob eine solche Verletzung vorlag.

Ergebnisse: In der Kontrollgruppe korrelierten die beiden Verletzungstypen erwartungsgemäß mit unterschiedlichen EKPs: semantische Satzverletzungen riefen einen N400-Effekt hervor, während syntaktische Verletzungen mit einer späten Positivierung einhergingen.

Bei CI-Trägern löste die semantische Verletzung ebenfalls einen N400-ähnlichen Effekt aus. Die syntaktische Verletzung zeigte dagegen kein der Kontrollgruppe vergleichbares Muster. Unterteilte man jedoch die Patienten in solche mit einer sehr niedrigen Fehlerrate bei der Beurteilung syntaktisch inkorrekter Sätze (<8% Fehler) und solche mit einer schlechteren Satzbeurteilung, so zeigte sich, dass die erstere Gruppe eine signifikante späte Positivierung aufwies, die der Normalhörender ähnlich war. Für die Gruppe mit höherer Fehlerrate hingegen zeigte sich auch bei syntaktischen Satzverletzungen eine N400-ähnliche Negativierung.

Diskussion: Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass sich CI-Träger mit eingeschränktem auditiven Verstehen auf die semantische Information konzentrieren – auf Kosten der strukturellen Analyse. Die Daten zeigen jedoch auch, dass es einer kleinen Gruppe von CI-Trägern gelingt, die akustisch wenig saliente Strukturinformation in vergleichbarer Weise wie Normalhörende zu verarbeiten.


Text

Einleitung

Das Cochleaimplantat (CI) hat sich als Rehabilitation hochgradig schwerhöriger Patienten bewährt und bedeutet für die meisten CI-Träger einen immensen Zugewinn. Dennoch unterscheidet sich der Höreindruck erheblich von dem Normalhörender und hat auch Auswirkungen auf das Sprachverständnis. Die kognitiven Sprachverarbeitungsprozesse normalhörender Erwachsener sind dank neurowissenschaftlicher Methoden recht gut erforscht worden [1]. Elektrophysiologische Studien ermöglichen die Differenzierung einzelner Subprozesse des Satzverstehens, da sie jeweils unterschiedliche und spezifische ereigniskorrelierte Potentiale (EKPs) auslösen. So lassen sich beispielsweise semantische Integrationsprozesse von syntaktischer Strukturanalyse unterscheiden. In der vorliegenden Studie wurde ermittelt, inwiefern sich diese beiden EKPs bei CI-Trägern durch die veränderte Sprachwahrnehmung unterscheiden.

Material & Methoden

30 postlingual ertaubten CI-Patienten (Alter: 34–77 Jahre, Mittel: 55 Jahre; 15 weiblich; CI-Tragedauer: 0,8–7,0 Jahre), sowie Kontrollprobanden gleichen Alters und Geschlechts, wurden natürlich gesprochene Sätze präsentiert, die entweder a) korrekt waren oder b) eine semantische oder c) eine syntaktische Verletzung des Satzes enthielten:

  • a) Korrekt: Das Brot wurde gegessen.
  • b) Semantisch inkorrekt: Der Vulkan wurde gegessen.
  • c) Syntaktisch inkorrekt: Das Eis wurde im gegessen.

Die Teilnehmer sollten nach jedem Satz per Tastendruck entscheiden, ob eine Sprachverletzung vorlag. Unterdessen wurde mit 19 Elektroden, die nach dem 10–20-System angeordnet waren, ein EEG aufgezeichnet.

Ergebnis

In der normalhörenden Kontrollgruppe korrelierten die beiden Verletzungstypen erwartungsgemäß mit unterschiedlichen EKPs: semantische Satzverletzungen riefen einen N400-Effekt hervor, während syntaktische Verletzungen mit einer späten Positivierung einhergingen. Das Ergebnis entspricht den Befunden bisheriger Studien [2], [3].

Bei CI-Patienten löste die semantische Verletzung ebenfalls einen N400-ähnlichen Effekt aus (Abbildung 1a [Abb. 1]). Die syntaktische Verletzung dagegen zeigte keine den Kontrollprobanden vergleichbare Hirnaktivität. Unterteilte man jedoch die Patienten in zwei Gruppen – eine mit einer sehr niedrigen Fehlerrate bei der Beurteilung der syntaktisch inkorrekten Sätze (<8% Fehler) und eine mit mehr Fehlern bei der Satzbeurteilung – so zeigte sich, dass die erste Gruppe eine signifikante späte Positivierung (400–1000 ms) aufwies, die der Normalhörender ähnlich war. Für die Gruppe mit höherer Fehlerrate hingegen zeigte sich auch bei syntaktischen Satzverletzungen eine N400-ähnliche Negativierung (Abbildung 1b [Abb. 1]). Dass die Abweichungen der sprachspezifischen EKPs auf die akustische Modalität beschränkt ist, konnte mit Hilfe eines Kontrollexperiments an einer Subgruppe von 16 Patienten gezeigt werden. Wurden die Sätze visuell präsentiert, wiesen CI-Träger die gleichen EKPs wie Normalhörende auf.

Diskussion

Die vorliegenden Ergebnisse weisen darauf hin, dass sich CI-Träger mit eingeschränktem auditiven Verstehen auf die semantische Information konzentrieren – auf Kosten der strukturellen Analyse. Eine unzureichend verstandene auditorische Information verschiebt die Priorität auf die semantischen Prozesse, die kompensatorisch eingesetzt werden. Die Daten zeigen jedoch auch, dass es einer kleinen Gruppe von CI-Trägern gelingt, die akustisch wenig saliente Strukturinformation in vergleichbarer Weise wie Normalhörende zu verarbeiten. Insgesamt zeigen die Daten, dass die Messung kognitiver Hirnpotentiale eine geeignete Methode zur Evaluation der Sprachverstehensprozesse von CI-Trägern darstellt.


Literatur

1.
Friederici AD, Wartenburger I. Language and brain. Wiley Interdiscip Rev: Cogn Sci. 2010;1:150-9.
2.
Hahne A, Friederici AD. Differential task effects on semantic and syntactic processes as revealed by ERPs. Cogn Brain Res. 2002;13:339-56. DOI: 10.1016/S0926-6410(01)00127-6 External link
3.
Steinhauer K, Connolly JF. Event-related potentials in the study of language. In: Stemmer B, Whitaker HA, editors. Handbook of the neuroscience of language. New York: Elsevier; 2008. p. 91-104.