王曉翠 許貴芳 劉莎 鮮軍舫 王振常 莫玲燕 郭連生 楊宜林

對(duì)環(huán)境中聲音變化的前注意加工(pre-attentive process)是人類感知和認(rèn)知的一個(gè)最基本的組成部分，失匹配負(fù)波(mismatch negativity, MMN)是反映聽(tīng)覺(jué)信息前注意加工的可靠指標(biāo)[1]。MMN是一種由刺激變化所誘發(fā)的事件相關(guān)電位(event -related potentials, ERPs)[2]，N??t?nen等[3]于1978年首先報(bào)導(dǎo)。聽(tīng)覺(jué)MMN的發(fā)生源包括初級(jí)聽(tīng)皮層及相關(guān)區(qū)域和雙側(cè)額葉[4]，它可較客觀地反映聽(tīng)皮層的功能狀態(tài)[1]。由于MMN的記錄不需要受試者的主動(dòng)注意和作出反應(yīng)即可觀察聽(tīng)皮層對(duì)刺激的分辨能力，所以近年來(lái)聽(tīng)力師及臨床醫(yī)生都非常關(guān)注聽(tīng)覺(jué)MMN在無(wú)法主動(dòng)配合的人群中的臨床應(yīng)用，例如：新生兒、兒童、不能配合聽(tīng)力測(cè)試的成人以及人工耳蝸植入手術(shù)前后的評(píng)估，助聽(tīng)器效果的評(píng)估等[5]。

本研究旨在探討重度感音神經(jīng)性聾患者助聽(tīng)時(shí)MMN的波形特征及其與聽(tīng)力正常人對(duì)聲音頻率前注意加工的差異。

1 對(duì)象與方法

1.1測(cè)試對(duì)象 助聽(tīng)器組：選擇北京市聾校的14例重度感音神經(jīng)性聾患者(參照 WHO-1997 聽(tīng)力障礙分級(jí)標(biāo)準(zhǔn))，男8例，女6例；年齡10～20歲，平均13.58±3.24歲。均為右利手，小學(xué)1～6年級(jí)不等，其中1例為前庭導(dǎo)水管擴(kuò)大的患者，6例疑為藥物性聾，7例病因不明。鼓室導(dǎo)抗圖均為A型，無(wú)其它全身疾病史?；颊呗愣骄?tīng)閾為80.00～115.00 dB HL，平均為96.50±15.45 dB HL；助聽(tīng)聽(tīng)閾為52.50～97.50 dB HL，平均為60.00±17.89 dB HL。本組對(duì)象中5例雙耳配戴助聽(tīng)器，9例單耳配戴助聽(tīng)器，配戴助聽(tīng)器的時(shí)間2～14年不等，平均使用年齡為7.98±3.14年，每天配戴6～8 h者6例，≥8 h者8例。對(duì)照組：18例聽(tīng)力正常受試者，男10例，女8例；年齡12～20歲，平均16.54±2.37歲，雙耳250～8 000 Hz純音聽(tīng)閾(PTA)≤15 dB HL。均為右利手，鼓室導(dǎo)抗圖均為A型，無(wú)耳科和其它全身疾病史。

所有受試者均被告知所進(jìn)行的試驗(yàn)內(nèi)容，并由本人或法定監(jiān)護(hù)人簽署書面知情同意書。

1.2測(cè)試儀器與環(huán)境 測(cè)試儀器為美國(guó)64導(dǎo)Neuroscan EEG/ERP測(cè)試儀。采用丹麥B&K公司的2209型精密聲級(jí)計(jì)對(duì)聲場(chǎng)進(jìn)行校準(zhǔn)，測(cè)試均在北京市耳鼻咽喉科研究所聽(tīng)覺(jué)生理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，室內(nèi)環(huán)境噪聲﹤18 dB(A)，符合GB/T16403(l996)的隔聲電屏蔽室標(biāo)準(zhǔn)。

1.3測(cè)試方法與參數(shù) 受試者均進(jìn)行純音聽(tīng)閾和聲導(dǎo)抗測(cè)試；助聽(tīng)器組進(jìn)行助聽(tīng)聽(tīng)閾測(cè)試時(shí)，每位受試者雙耳配戴大功率的助聽(tīng)器(助聽(tīng)器型號(hào)：Siemens PHOENIX.313)，將助聽(tīng)器設(shè)置為最佳優(yōu)化狀態(tài)。

測(cè)試時(shí)受試者取舒適坐位，全身放松，保持清醒安靜，受試者觀看自己選擇的無(wú)聲電影，屏幕距受試者50 cm，要求受試者全神貫注看無(wú)聲電影，不注意所給刺激聲。采用經(jīng)典的被動(dòng)Oddball模式[6]：標(biāo)準(zhǔn)刺激和變異刺激分別為1 000 Hz和1 100 Hz的短純音，持續(xù)時(shí)間均為60 ms，上升和下降時(shí)間均為20 ms，揚(yáng)聲器正前方給聲，距受試者1 m，與雙耳在同一水平，給聲強(qiáng)度為75 dB SPL。標(biāo)準(zhǔn)刺激和變異刺激呈現(xiàn)概率分別為90% 和10%，以偽隨機(jī)順序給出，前10個(gè)刺激為標(biāo)準(zhǔn)刺激、每一個(gè)變異刺激前至少有3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)刺激。刺激間隔(ISI)為500 ms，記錄帶通為0.5～100 Hz，采樣率為1 000 Hz。測(cè)試分四段進(jìn)行，每一段包括1 000個(gè)刺激聲，中間讓受試者充分休息，總記錄時(shí)間共持續(xù)30分鐘。記錄采用Neuroscan Quik-Cap64導(dǎo)電極帽(10～20系統(tǒng))，電極為無(wú)極化銀/氯化銀(Ag/AgCl)電極，圖1示記錄電極的位置，前額正中接地，鼻尖置參考電極，左側(cè)眼眶上下置垂直眼電極，左右眼眶外側(cè)置水平眼電極，記錄眼電。電極與皮膚間的阻抗小于5 kΩ。

圖1 Neuroscan Quik-Cap64導(dǎo)電極帽電極排列示意圖

1.4數(shù)據(jù)分析 采用Neuroscan4.3軟件對(duì)記錄到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行離線分析，低通濾波設(shè)為30 Hz(12 dB/octave)，分析時(shí)間為550 ms(包括刺激前50 ms)，將標(biāo)準(zhǔn)刺激和變異刺激誘發(fā)的反應(yīng)分別進(jìn)行分段疊加平均，剔除波幅超過(guò)±100 μV的波形[6]，最后變異刺激的波形減去標(biāo)準(zhǔn)刺激的波形。根據(jù)MMN的潛伏期及腦地形圖的分布，將所得到的波形中峰潛伏期位于100～250 ms的最大負(fù)波確定為MMN。選擇MMN波形最明顯的Fz電極處的波形進(jìn)行分析[7]，分析MMN的開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、持續(xù)時(shí)間(結(jié)束時(shí)間-開(kāi)始時(shí)間)、峰值波幅、峰潛伏期，根據(jù)MMN的時(shí)間跨度分析61～240 ms時(shí)程內(nèi)每20 ms的平均波幅，將助聽(tīng)器組的數(shù)據(jù)與對(duì)照組的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 16.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P<0.05認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1MMN檢出率 助聽(tīng)器組和對(duì)照組MMN總平均的波形都遵循相同的規(guī)律：即從前向后(Fz～Cz)MMN的波幅逐漸降低； 乳突M1、M2電極處的波形與MMN波形相比出現(xiàn)反轉(zhuǎn)；Fz電極處MMN的波形最明顯。助聽(tīng)器組12例引出MMN，檢出率為85.71%(12/14)；對(duì)照組18例引出MMN，檢出率為100%。圖2示助聽(tīng)器組和對(duì)照組各電極MMN的總平均波形分布圖；圖3示助聽(tīng)器組與對(duì)照組Fz電極處標(biāo)準(zhǔn)刺激、變異刺激的ERP波形及MMN總平均波形和兩組MMN總平均波形的對(duì)比圖。

2.2MMN波幅 助聽(tīng)器組MMN峰值波幅的范圍為-0.19～-4.25 μV，對(duì)照組為-0.16～-4.25 μV；助聽(tīng)器組61～240 ms時(shí)程內(nèi)每20 ms平均波幅的范圍為2.1～-3.77 μV，對(duì)照組為0.19～-2.92 μV。助聽(tīng)器組和對(duì)照組MMN峰值波幅、61～160 ms時(shí)程內(nèi)的平均波幅的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；61～240 ms時(shí)程內(nèi)MMN平均波幅差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(表1)。

圖2 助聽(tīng)器組和對(duì)照組各電極處MMN總平均波形的對(duì)比圖

圖3助聽(tīng)器組和對(duì)照組Fz電極的標(biāo)準(zhǔn)刺激、變異刺激和MMN的總平均波形及兩組Fz電極處MMN總平均的對(duì)比圖

2.3MMN潛伏期 助聽(tīng)器組和對(duì)照組MMN波形的開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、持續(xù)時(shí)間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，峰潛伏期的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表2)。

3 討論

助聽(tīng)器效果的評(píng)估包括真耳測(cè)試、聲場(chǎng)功能性增益、言語(yǔ)可懂度測(cè)試、問(wèn)卷調(diào)查等，均需要患者的配合才能完成，而MMN檢測(cè)可不受受試者的注意及主動(dòng)反應(yīng)能力的限制，是客觀無(wú)創(chuàng)的檢查方法，它反映了受試者對(duì)刺激聲的辨別能力及初級(jí)聽(tīng)皮質(zhì)與額葉的功能狀態(tài)[7]。MMN的波幅與刺激的絕對(duì)值沒(méi)有相關(guān)性，而與標(biāo)準(zhǔn)刺激和變異刺激的差異有關(guān)，兩者差異越大，潛伏期越短，波幅越大[8]。在臨床上，可應(yīng)用于不能配合的成人及年齡較小的兒童。越來(lái)越多的學(xué)者關(guān)注耳聾患者的MMN波形特征，例如助聽(tīng)器使用者、人工耳蝸植入者[9]等。

表1 助聽(tīng)器組與對(duì)照組61～240 ms時(shí)程內(nèi)每20 ms MMN平均波幅及峰值波幅的比較

注：*與對(duì)照組比較，P<0.05

表2 助聽(tīng)器組與對(duì)照組MMN潛伏期的范圍和平均值

注：*與對(duì)照組比較，P<0.05

3.1MMN的波幅 從文中結(jié)果看，助聽(tīng)器組與對(duì)照組61～160 ms時(shí)程內(nèi)MMN的平均波幅無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，提示在聲音加工的早期助聽(tīng)器使用者與聽(tīng)力正常者激活的神經(jīng)元數(shù)量可能無(wú)差異；而在161～240 ms時(shí)程內(nèi)，助聽(tīng)器組MMN的平均波幅明顯低于對(duì)照組，提示在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，重度感音神經(jīng)性聾患者激活的神經(jīng)元數(shù)量比較少，這與Korczak[5]的研究結(jié)果相吻合。

3.2MMN的潛伏期 MMN的開(kāi)始時(shí)間是指在50～150 ms范圍內(nèi)變異刺激與標(biāo)準(zhǔn)刺激的波形相交的時(shí)間點(diǎn)，即從刺激給出到受試者開(kāi)始分辨出刺激的差異所需的時(shí)間，反映聽(tīng)皮層參與神經(jīng)編碼的神經(jīng)元的數(shù)量及神經(jīng)元的神經(jīng)編碼速度；結(jié)束時(shí)間是指在150～350 ms時(shí)程范圍內(nèi)變異刺激與標(biāo)準(zhǔn)刺激的波形相交的時(shí)間點(diǎn)；持續(xù)時(shí)間=結(jié)束時(shí)間-開(kāi)始時(shí)間。根據(jù)MMN形成的“記憶痕跡假說(shuō)”，多次重復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)刺激的物理特征會(huì)在腦內(nèi)形成短暫的記憶痕跡(持續(xù)10～15 s)， 每輸入一個(gè)聽(tīng)覺(jué)刺激大腦都會(huì)與該記憶痕跡自動(dòng)比較，如果在記憶痕跡持續(xù)時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)變異刺激就能引出MMN。文中助聽(tīng)器組MMN的開(kāi)始時(shí)間明顯比對(duì)照組延長(zhǎng)，持續(xù)時(shí)間明顯比對(duì)照組縮短，表明感音神經(jīng)性聾患者較聽(tīng)力正常者感知察覺(jué)、分辨、分析聲音特征的速度較慢。

Marie等[6]的研究顯示，隨著年齡的增長(zhǎng)，MMN的潛伏期逐漸縮短，波幅逐漸增高，聽(tīng)力正常兒童MMN的潛伏期比成人長(zhǎng)。文中助聽(tīng)器組MMN的開(kāi)始時(shí)間延長(zhǎng)，可能與重度感音神經(jīng)性聾患者聽(tīng)皮層發(fā)育的成熟度較低有關(guān)。

3.3MMN檢出率 文中結(jié)果可見(jiàn)助聽(tīng)器組MMN的檢出率低于對(duì)照組，但其檢出率也達(dá)到了85.71%，表明重度感音神經(jīng)性聾患者配戴助聽(tīng)器時(shí)，能夠在前注意階段對(duì)聲音的頻率進(jìn)行加工，可分辨聲音的不同，從而提高M(jìn)MN的檢出率，該結(jié)果與Gravel等[10]的研究結(jié)果相似。說(shuō)明即使是重度感音神經(jīng)性聾患者，仍然可以通過(guò)MMN來(lái)了解其助聽(tīng)時(shí)前注意加工的特征，并可認(rèn)證其分辨聲音的能力是否存在。

由于MMN的記錄不需要受試者注意，可客觀地反映出聽(tīng)皮層前注意加工的能力，因此MMN可作為聽(tīng)覺(jué)分辨的客觀神經(jīng)生理檢查的重要指標(biāo)。MMN可與現(xiàn)有的檢查手段相結(jié)合，評(píng)估整個(gè)聽(tīng)覺(jué)通路的功能，可應(yīng)用MMN來(lái)評(píng)估聽(tīng)覺(jué)中樞的辨別能力，評(píng)估患者聽(tīng)覺(jué)中樞系統(tǒng)的發(fā)育情況及其神經(jīng)可塑性，預(yù)估或評(píng)估人工耳蝸植入后的聽(tīng)力康復(fù)效果。但是目前的研究結(jié)果表明MMN也有一定的局限性，因此，MMN在成為標(biāo)準(zhǔn)的臨床檢查手段之前還需要進(jìn)一步的研究與實(shí)踐。

4 參考文獻(xiàn)

1 Molholm S, Martinez A, Ritter W, et al. The neural circuitry of pre-attentive auditory change-detection: An fMRI study of pitch and duration mismatch negativity generators[J]. Cerebral Cortex, 2004, 15: 545.

2 N??t?nen R, Paavilainen P, Rinne T, et al. The mismatch negativity (MMN) in basic research of central auditory processing: A review[J]. Clin Neurophysiol, 2007, 118: 2 544.

3 N??t?nen R, Gaillard AWK, M?ntysalo S, et al. Early selective-attention effect on evoked potential reinterpreted[J]. Acta Psychology, 1978, 42: 313.

4 Rosburg T, Trautner P, Dietl T, et al. Subdural recordings of the mismatch negativity (MMN) in patients with focal epilepsy[J]. Brain, 2005, 128: 819.

5 Korczak PA, Kurtzberg D, Stapells DR, et al. Effects of sensorineural hearing loss and personal hearing aids on cortical event-related potential and behavioral measures of speech sound processing[J]. Ear and Hearing, 2005, 26: 165.

6 Marie G, Marie HG, Roux S, et al. Maturation of frontal and temporal components of mismatch negativity (MMN) in children[J]. Neuroreport, 2000, 11: 3 109.

7 N??t?nen R. Mismatch negativity (MMN): Perspectives for application[J]. Int J Psychophysiol, 2000, 37: 3.

8 Martin BA, Tremblay KL, Korczak P, et al. Speech evoked potentials: From the Laboratory to the clinic[J]. Ear and Hearing, 2008, 29: 285.

9 Gordon KA, Tanaka S, Wong DDE, et al. Characterizing responses from auditory cortex in young people with several years of cochlear implant experience[J]. Clin Neurophysiol, 2008, 119: 2 347.

10 Gravel JS, Kurtzberg D, Stapells DR, et al. Case studies[J]. Semin Hear, 1989, 19: 272.