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28. Wissenschaftliche Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie e. V.
2. Dreiländertagung D-A-CH

Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie e. V.
Schweizerische Gesellschaft für Phoniatrie; Sektion Phoniatrie der Österreichischen Gesellschaft für HNO-Heilkunde, Kopf- und Halschirurgie

09.09. - 11.09.2011, Zürich, Schweiz

Mismatch Negativity bei prälingual ertaubten Kindern und Jugendlichen – ein Vergleich von Patienten mit guter und schlechter Sprachentwicklung

Poster

  • corresponding author Magdalene Ortmann - Institut für Biomagnetismus und Biosignalanalyse, Münster, Deutschland
  • author Arne Knief - Klinik für Phoniatrie und Pädaudiologie, Uniklinikum Münster, Deutschland
  • author Dirk Deuster - Klinik für Phoniatrie und Pädaudiologie, Uniklinikum Münster, Deutschland
  • author presenting/speaker Antoinette am Zehnhoff-Dinnesen - Klinik für Phoniatrie und Pädaudiologie, Uniklinikum Münster, Deutschland
  • author Christian Dobel - Institut für Biomagnetismus und Biosignalanalyse, Münster, Deutschland

Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie. 28. Wissenschaftliche Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie (DGPP), 2. Dreiländertagung D-A-CH. Zürich, 09.-11.09.2011. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2011. Doc11dgppP18

DOI: 10.3205/11dgpp62, URN: urn:nbn:de:0183-11dgpp620

Published: August 18, 2011

© 2011 Ortmann et al.
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Zusammenfassung

Hintergrund: Prälingual ertaubte Kinder, die frühzeitig ein CI erhalten, weisen eine bessere Sprachentwicklung auf als spätversorgte. Trotzdem ist der Entwicklungsverlauf sehr variabel.

Material und Methoden: In der hier vorliegenden Studie wurden prälingual ertaubte Kinder im Alter von 7–19 Jahren in schwierigen und leichten Hörsituationen anhand eines Odd-Ball-Paradigmas gemessen. Mit Hilfe detaillierter logopädischer Tests wurden die Kinder in gute und schlechte Performer eingeteilt. Anschließend wurden alle Kinder in Bezug auf Höralter, Implantationsalter und sehr guter Hörfähigkeit balanciert und in Zweierpaare eingeordnet.

Zusätzlich zu den klinischen Standardtests (Aufblähkurve und Freiburger Einsilbertest) wurden alle Teilnehmer in ihrer Fähigkeit Phonempaare voneinander zu unterscheiden getestet. Ziel des Tests war es für jede Versuchsperson die Phonempaare mit dem niedrigsten und höchsten Schwierigkeitsgrad zu finden, welche dann in der anschließenden EEG-Messung als Stimulusmaterial verwendet wurden.

Ergebnisse: Trotz generell sehr guter Hörfähigkeit zeigten die Probanden mit hoher Sprachkompetenz eine bessere Phonemdiskriminationfähigkeit. Dieses Ergebnis wurde in der EEG-Messung für das Phonempaar mit dem niedrigsten Schwierigkeitsgrad bestätigt: Gute Performer wiesen hier im Vergleich zu den schlechten Performern eine deutlich höhere Amplitude der Mismatch Negativity (MMN) in frontalen Hirnarealen auf, was mit der Gedächtnisspanne korrelierte. Für das Phonempaar mit der höchsten Schwierigkeitsstufe zeigten weder die guten noch die schlechten Performer eine typische MMN. Stattdessen wurde eine höhere Aktivität für Devianten im Vergleich zu Standards in okzipitalen und parietalen Hirnarealen gefunden.

Diskussion: Diese Differenz kann als kortikale Kompensationsstrategie interpretiert werden, die in schwierigen Hörumgebungen aktiviert wird: Okzipitale Areale könnten visuelle Informationen wie z.B. das Lippenbild enkodieren, während parietale Areale zusätzliche Aufmerksamkeitsressourcen bereitstellen könnten.


Text

Hintergrund

Prälingual ertaubte Kinder, die vor ihrem vierten Lebensjahr ein Cochlea-Implantat erhalten, haben heute große Chancen, eine gute Sprachperformanz zu entwickeln. Doch trotz guter Voraussetzungen variieren die Patienten in ihrem Entwicklungsverlauf stark. Um die Unterschiede innerhalb der Sprachperformanz besser verstehen zu können, wurden hier prälingual ertaubte Kinder mit sehr guter oder sehr schlechter Sprachperformanz in ihrer Fähigkeit, Phoneme zu diskriminieren, untersucht. Hierzu wurden ein EEG abgeleitet und Verhaltenstests erhoben. Zusätzlich wurde die Funktion des auditorischen Kurzzeitgedächtnisses jedes Patienten getestet. Phonemdiskriminations- und Kurzzeitgedächtnisfunktionen werden in der Literatur eng mit einer guten Sprachperformanz assoziiert und sind oftmals bei CI-Patienten beeinträchtigt [1], [2].

Material und Methoden

Die Teilnehmer der Studie waren zwischen 7 und 19 Jahren alt (Ø12,9). Um die Varianz zwischen beiden Gruppen zu minimieren wurden die konfundierenden Variablen Höralter, Implantationsalter und Hörfähigkeit kontrolliert, indem nur prälingual ertaubte Kinder aufgenommen wurden, die ihr CI vor dem 4. Lebensjahr erhalten hatten und eine sehr gute Hörfähigkeit aufwiesen (>80% richtige Antworten im Freiburger Einsilbertest, gute Aufblähkurve). Über beide Gruppen hinweg wurden gematchte Paare gebildet, wobei die Matchpartner in Bezug auf Höralter und Implantationsalter parallelisiert wurden. Alle Probanden wurden vor Beginn der EEG- und Verhaltensmessungen intensiv logopädisch untersucht. Jedes Gruppenmitglied musste dabei prädefinierte, gruppenspezifische Kriterien erfüllen, um sich nicht-überlappende Gruppen von guten und schlechten Performern zu bilden. Die 9 Paare wurden dann anhand von 4 Untertests (Bu - Bo, Bu - Ba, Be - Bi und Bu - Pu) in ihrer Silbendiskriminationsfähigkeit getestet, wodurch ein Sensitivitätsprofil erstellt wurde, das es erlaubte, den für jeden Probanden jeweils einfachsten und schwersten Test für eine Hörumgebung zu finden, d.h. der Deviant war bei beiden Bedingungen gleich, aber die Standards unterschieden sich. Diese Silbenpaare wurden dann in der anschließenden EEG-Messung verwendet, um die Mismatch-Negativity (MMN) zu messen. Die MMN ist ein neurophysiologischer Parameter, der immer dann erscheint, wenn in einer Reihe von Standardreizen in zufällig erscheinenden Abständen abweichende Reize auftreten, die sogenannten Devianten.

Bei Cochlea-Implantat-Trägern erfüllt eine auditorisch provozierte MMN den Zweck eines objektiven Hörtests: Ist der Proband nicht in der Lage, den Unterschied zwischen Standard und Deviant zu erkennen, kann keine MMN gebildet werden. Testet man die MMN also in einer schwierigen (z.B. Bu vs. Bo) und einer leichten (z.B. Bu vs. Ba) Bedingung, kann die MMN durch ihre Amplitude objektiv anzeigen, wie gut die akustischen Reize repräsentiert sind, und ob die Silbenpaare differenziert werden.

Da die MMN die Verletzung einer Erwartungshaltung darstellt (ein Standardreiz wird erwartet, doch ein Deviant tritt auf) muss das Gehirn Gedächtnisfunktionen aktivieren, um die Folge aus Devianten und Standards im phonologischen Loop zu halten. Deshalb stellt die MMN auch einen Indikator für Kurzzeitgedächtnisfunktionen (KZG) dar. Eine Verminderung der KZG-Funktionen wurde bei CI-Trägern und Kindern mit Sprachentwicklungsstörungen mehrfach gezeigt [1], [2]. Zusätzlich zum Phonemdiskriminationstest wurde deshalb die Zahlenspanne als Verhaltensmaß für Kurzzeitgedächtnisfunktionen erhoben.

Ergebnisse

Der Silbendiskriminationstest zeigte in 3 von 4 Untertests eine signifikant bessere Leistung der guten Performer. Dies wurde noch deutlicher, wenn die Tests nach dem für jeden Probanden individuell ausgewählten schwersten und leichtesten Untertest gemittelt wurden: Während die guten Performer im schwierigsten Untertest immer noch eine zufriedenstellende Leistung erreichten, konnten die schlechten Performer die Silben nicht mehr unterscheiden (Abbildung 1 [Abb. 1]). Die Überlegenheit der guten Performer im Silbendiskriminationstest wurde durch die Mismatch Negativity bestätigt. Hier zeigten die guten Performer im leichten Vergleich von 275–335 ms (nach Stimulus Onset) eine signifikant höhere Amplitude als die schlechten Performer (Abbildung 2 [Abb. 2]). Die MMN wurde dabei im linken lateralen Präfrontalkortex generiert, welcher in Kurzzeitgedächtnisfunktionen involviert ist. Zusätzlich korrelierte die Amplitude der MMN mit der Performanz der Patienten im auditorischen KZG-Test: Je höher die Zahlenspanne, desto stärker wurde die MMN evoziert.

Im schweren Vergleich konnte für beide Gruppen keine MMN im üblichen Zeitintervall gefunden werden. Stattdessen zeigten die guten Performer bei 380–480 ms eine deutliche Aktivierung im rechten temporo-okzipito-parietalen Übergang (TOP), die nicht bei den schlechten Performern gefunden wurde. Dieses Ergebnis spiegelte sich auch im Phonemdiskriminationstest der schwierigen Bedingung wieder: Hier zeigten die Patienten mit guter Sprachentwicklung eine zufriedenstellende Leistung, während sich die andere Gruppe auf Rateniveau bewegte.

Diskussion

Die Ergebnisse dieser Studie bestätigen, dass grundlegende Fähigkeiten wie das Diskriminieren von Silben sowie Kurzzeitgedächtnisfunktionen eine große Rolle in der Sprachentwicklung spielen. Dies wurde besonders in der einfachen Hörumgebung deutlich: Hier zeigten die Patienten mit einer guten Sprachentwicklung sowohl in den Phonemtests als auch in der MMN eine deutlich höhere Leistung. Dabei korrelierte die MMN mit der individuellen Kurzzeitgedächtnisfunktion. In schweren Hörumgebungen zeigte die EEG-Messung, dass bei guten im Vergleich zu schlechten Performern der TOP-Übergang aktiviert war. Giraud und Kollegen berichteten, dass die TOP-Region aktiv wurde, wenn CI-Patienten Lippenbilder lesen mussten, während bei Normalhörenden zeitgleich nur die linke Hemisphäre aktiviert war [3]. Es könnte also sein, dass gute Sprecher in schwierigen Hörumgebungen über das Lippenbild zusätzliche sprachliche Informationen extrahieren, während schlechte Performer dies nicht oder nur in geringem Umfang leisten können.

Die Ergebnisse dieser Untersuchung legen nahe, bei CI-Patienten schon im frühen Alter Silbendiskriminationsfähigkeiten und KZG-Funktionen intensiv zu trainieren, um eventuelle Rückstände in der Sprachentwicklung zu vermeiden oder auszugleichen.


Literatur

1.
Watson DR, Titterington J, Henry A, Toner JG. Auditory sensory memory and working memory processes in children with normal hearing and cochlear implants. Audiol Neurootol. 2007;12(2):65-76. DOI: 10.1159/000097793 External link
2.
Burkholder R. Speech timing and working memory in profoundly deaf children after cochlear implantation. J Exp Child Psychol. 2003;85(1):63-88. DOI: 10.1016/S0022-0965(03)00033-X External link
3.
Giraud AL, Truy E. The contribution of visual areas to speech comprehension: a PET study in cochlear implant patients and normal-hearing subjects. Neuropsychologia. 2002;40(9):1562-9. DOI: 10.1016/S0028-3932(02)00023-4 External link