Po co nam dwoje uszu, czyli o słuchaniu w hałasie – część 12

Rozumienie mowy w ciszy może zapewniać już wszczepienie jednego implantu i słyszenie tylko na jedno ucho. Pozwala to na porozumiewanie się w sprzyjających warunkach akustycznych. W szumie – w gwarnej kawiarni, na ulicy, w szkole – pacjenci mają kłopoty z komunikacją. Rozwiązaniem może być wszczepienie drugiego implantu. Dlaczego słyszenie obuuszne znacznie poprawia rozumienie mowy w trudniejszych warunkach, wyjaśnia dr hab. inż. Artur Lorens, kierownik Zakładu Implantów i Percepcji Słuchowej.

Mamy zdolność nie tylko przestrzennego widzenia, lecz także słyszenia. Dzięki temu w gwarnym miejscu ignorujemy docierające do nas ze wszystkich stron dźwięki i wychwytujemy tylko to, co jest dla nas istotne. Jest to możliwe dzięki temu, że mózg porównuje informacje dochodzące do kory słuchowej z ucha prawego i lewego ( jest to tzw. efekt binauralny). Właśnie dlatego celem leczenia u coraz większego odsetka pacjentów jest odtworzenie obuusznego słyszenia przez wszczepienie drugiego implantu. Istnieją trzy najważniejsze mechanizmy, które w przypadku takich pacjentów mają wpływ na rozumienie mowy w trudniejszych warunkach akustycznych.

Squelch
Ułatwia rozumienie mowy osobie z implantem w sytuacji, gdy źródło dźwięku (mowa) znajduje się od strony jednego ucha, a źródło szumu od strony drugiego ucha. Aby dokładniej wyjaśnić to zjawisko, wyobraźmy sobie użytkownika jednego implantu, do którego mowa dociera od strony ucha implantowanego (ucha słyszącego), natomiast szum od strony ucha niesłyszącego. Szum ten dochodzi także do ucha słyszącego, ale jest on stłumiony przez głowę (efekt cienia głowy). W takich warunkach pacjent z jednym implantem rozumie mowę np. w 60 proc. U pacjenta zaimplantowanego obustronnie odbiór w takiej sytuacji będzie nieco inny – niestłumiony przez głowę szum trafia również do ucha z implantem (drugie ucho słyszące) będącego od strony szumu. Jest on silniejszy (bo niestłumiony) niż ten, który trafia do przeciwległego ucha, znajdującego się od strony osoby mówiącej.
Może się wydawać, że usłyszenie silniejszego szumu przez drugie ucho słyszące utrudnia odbiór mowy. Tak jednak nie jest. Przeciwnie, dzięki słyszeniu dwuusznemu użytkownik dwóch implantów rozumie więcej, ok. 80 proc. mowy. Dzieje się tak dlatego, że mózg, dostając lepszą reprezentację szumu, lepiej go rozpoznaje i potrafi lepiej odseparować od mowy. Możemy sobie wyobrazić, że poznawszy lepiej szum, mózg wycisza go, dlatego efekt ten czasami nazywamy wyciszeniem binauralnym.

Efekt cienia głowy
Efekt ten łatwiej zrozumieć niż efekt squelch. Jeśli użytkownik jednego implantu ma do czynienia z sytuacją, gdy osoba mówiąca znajduje się od strony ucha głuchego, przeciwległego do implantowanego, a źródło zakłócające szumi od strony ucha słyszącego przez implant, to w takich warunkach rozumienie może spaść do przykładowo 50 proc. Mowa, docierając do ucha słyszącego przez implant, tłumiona jest przez głowę (efekt cienia głowy). Jeśli w takich warunkach znajdzie się osoba z dwoma implantami, to od strony osoby mówiącej będzie posiadać również ucho słyszące (drugi implant), które odbierze mowę niestłumioną przez głowę. Dodatkowym ułatwieniem będzie fakt, że tym razem to szum docierający do ucha z implantem znajdującego się od strony osoby mówiącej będzie tłumiony przez głowę.

Efekt sumacyjny
Ułatwia rozumienie mowy osobie z dwoma implantami, gdy źródło sygnału mowy i szumu znajduje się naprzeciwko pacjenta. W tej sytuacji osoba z jednym implantem jest w stanie rozumieć np. 50 proc., natomiast przy dwóch implantach dyskryminacja poprawia się – pacjent rozumie ok. 60 proc. mowy. Tłumaczy to teoria szumu wewnętrznego i wykorzystania zjawiska redundancji binauralnej (efekt sumacyjny czasami zwany jest efektem redundancji binauralnej). Zakłada ona, że neurony nie działają w sposób przewidywalny – np. w reakcji na bodziec będący na poziomie progu słyszenia jedne komórki ulegają pobudzeniu, a inne nie. Droga neuronalna, którą bodźce akustyczne płyną z ucha wewnętrznego do kory słuchowej, jest złożona z miliardów komórek. Informacja zostaje więc na tej drodze wielokrotnie przetworzona i ulega też pewnym zniekształceniom. Przy czym ta, która dociera z ucha prawego do lewej półkuli i ta płynąca z ucha lewego do prawej półkuli, jest trochę odmienna. Efekt ten jest nazywany zaszumieniem wewnętrznym i skutkuje tym, że szum – z uwagi na swój stochastyczny charakter (prawdopodobieństwo jego wystąpienia jest losowe) – ulega niwelowaniu, gdy zsumujemy zaszumione sygnały. Po takim zsumowaniu sygnał mowy staje się wyraźniejszy i przez to bardziej zrozumiały.

Inne zjawiska ułatwiające rozumienie w szumie
Specyficzna jest sytuacja, w której dwie osoby mówią jednocześnie (mowa jest niejako maskowana przez inną mowę). Na to, co rozumie pacjent, mają wtedy wpływ dwa zjawiska, z których jedno, tzw. listening in gaps, sprzyja dyskryminacji mowy, a drugie, tzw. informational masking, przeszkadza w jej rozumieniu. Listening in gaps to inaczej słuchanie w przerwach. Szum ma charakter sygnału jednostajnego, dlatego w sposób niezmienny w czasie maskuje mowę. Jeśli dźwiękiem maskującym jest inna mowa, pomiędzy sylabami czy wyrazami występują krótsze czy dłuższe przerwy (sygnał zmienny). W czasie, kiedy one następują, mózg może wychwytywać fragmenty informacji, których nie odebrałby na tle szumu ciągłego. Kawałki te scala następnie w całość, co poprawia rozumienie. Informational masking, inaczej maskowanie informacyjne, to zjawisko, które może utrudniać rozumienie w sytuacji, kiedy jednocześnie mówią dwie osoby. Mózg chce zrozumieć, co mówi jedna z nich, ale jednocześnie analizuje, co mówi druga. Jest więc obciążony podwójnie. Próba odbierania dwóch przekazów jednocześnie skutkuje tym, że słuchacz nie rozumie dobrze żadnego z nich. Na rozumienie jest większa szansa wtedy, gdy w danym momencie mówią i kobieta, i mężczyzna, których głosy mają inną wysokość. Eksperymenty naukowe wskazują bowiem, że w przypadku gdy słyszane dźwięki różnią się jakąś cechą (w przypadku głosu kobiety i mężczyzny jest to „wysokość”), mózg łatwiej odseparowuje niechciany sygnał i włącza mechanizm związany z selektywną uwagą (tzw. selective attention) – uznaje na przykład, że głos kobiecy jest ważniejszy od męskiego i skupia się jedynie na nim. Wykorzystując różnice w wysokości głosów, odfiltrowuje w ten sposób głos męski. Jeśli dwa głosy męskie lub kobiece nakładają się na siebie, mózg nie ma swoistego wskaźnika, który pozwoliłby na uruchomienie efektu selektywnej uwagi. Efekt ten związany jest z tym, co psycholodzy eksperymentalni nazywają funkcjami zarządczymi mózgu, czyli umiejętnością kierowania strumieniami informacji i wyznaczania priorytetów w sytuacji, kiedy płynące informacje dają się od siebie odseparować.
W zależności od konfiguracji przestrzennej źródeł sygnału użytecznego (mowy, którą chcemy zrozumieć) i źródeł sygnału zakłócającego (mowy, którą chcemy ignorować) osoby z dwoma implantami mogą dzięki efektom binauralnym mieć lepszy dostęp do sygnału użytecznego i z tego powodu, dzięki lepszemu wykorzystaniu zjawiska „słyszenia w przerwach” oraz zmniejszeniu negatywnego efektu „maskowania informacyjnego”, lepiej rozumieć mowę w porównaniu z osobami z jednym implantem.

Lokalizacja dźwięków
Słyszenie dwuuszne umożliwia również sprawną lokalizację dźwięków. Jeśli pacjent słyszy w swoim otoczeniu dwa podobne do siebie głosy, ale orientuje się, że jeden dobiega z prawej strony, a drugi z lewej, może je odizolować od siebie na zasadzie przekierowania uwagi słuchowej na jeden z nich. Mózg posługuje się lokalizacją dźwięku pożądanego jak wskaźnikiem do selektywnego przekierowania uwagi (funkcje zarządcze). Przy słyszeniu jednousznym lokalizacja i separowanie dźwięków są utrudnione. Dlatego użytkownicy jednego implantu miewają kłopoty z codziennym porozumiewaniem.
Słyszenie dwuuszne może być niezwykle ważne, zwłaszcza w kontekście edukacji dzieci z implantami. Dzięki temu, że dzieci z dwoma implantami mogą szybciej zlokalizować źródło dźwięku, mają łatwiejszy dostęp do informacji niż rówieśnicy z jednym implantem. W niektórych sytuacjach mózg ucznia z jednym implantem zużywa tyle energii na szukanie źródła dzwięku, że może mu już nie starczyć energii na jej zapamiętanie. Wskazują na to wyniki eksperymentów, podczas których zadaniem badanych było powtarzanie słów w trudnych warunkach akustycznych. Potem to samo doświadczenie powtórzono w sytuacji bardziej komfortowej, kiedy szumu zakłócającego było mniej. Po przeprowadzeniu testu sprawdzającego, ile słów udało im się zapamiętać, okazało się, że z tych powtarzanych w trudnych warunkach pamiętali 20 proc., podczas gdy z powtarzanych w sprzyjających warunkach – aż 80 proc. Można to łatwo wyjaśnić. Wysiłek, jaki uczestnicy wkładali w zrozumienie słów w szumie, był tak duży, że nie byli już ich w stanie zapamiętać. Jeśli zatem uczeń z wadą słuchu prawie całą uwagę skupia na tym, aby zrozumieć, co mówi nauczyciel, nie zapamiętuje wiadomości. Dzieci z dwoma implantami – w porównaniu z rówieśnikami noszącymi jeden implant – mają ułatwiony dostęp do informacji, dlatego też mają statystycznie większe szanse na ich zapamiętanie, co może przełożyć się na lepsze wyniki w nauce (wynika to z najnowszych badań przeprowadzonych przez Julię Sarant, Davida Harrisa i Lisę Bennet z University of Melbourne, które opublikowano w styczniu 2015 roku w prestiżowym piśmie naukowym „Journal of Speech, Language, and Hearing Research”).
Wszystkie badania wskazują na to, jak ważne jest odtworzenie słyszenia dwuusznego poprzez wszczepienie dwóch implantów. Nie oznacza to jednak – o czym pisaliśmy w poprzednim odcinku – że dwa implanty są optymalnym rozwiązaniem dla każdego pacjenta. Nie u wszystkich osób implantowanie drugiego ucha przekłada się na lepsze rozumienie mowy. W Instytucie wdrożona została odpowiednia procedura kwalifikacji do wszczepienia implantu/dwóch implantów, aby zapewnić tę formę protezowania słuchu tym osobom, które faktycznie mogą z niej skorzystać.


Artykuł pochodzi z wydania listopad/grudzień 6/146/2015
http://slysze.inz.waw.pl/zdrowych-swiat-slysze-nr-listopadgrudzien-61462015

KUP TERAZ
http://www.inz.waw.pl/web/wydawnictwa/isklep.php