Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Thay đổi liên quan đến tuổi tác trong việc xử lý âm thanh điều chế biên độ đồng thời được đánh giá bằng phản ứng theo dõi biên độ
Tóm tắt
Điều kiện nghe trên thực tế liên quan đến việc phân tách các kích thích quan tâm khỏi các kích thích âm thanh cạnh tranh khác có sự khác biệt về mức âm lượng và nội dung phổ. Trong các điều kiện xử lý phổ-thời gian phức tạp này, những người nghe mắc chứng suy giảm thính lực liên quan đến tuổi tác gặp khó khăn nhất. Phản ứng theo dõi biên độ (EFRs) cung cấp các biện pháp sinh lý thần kinh khách quan về quá trình xử lý âm thanh. EFRs đã được thu thập từ hai tần số âm thanh điều chế biên độ đồng thời (sAM) ở chuột Fischer-344 trẻ và già. Một tần số được giữ ở mức âm lượng cố định vượt ngưỡng (sAM1FL) trong khi tần số thứ hai thay đổi về âm lượng (sAM2VL) và tần số mang. Amplitudes EFR đối với sAM1FL ở nhóm trẻ giảm theo tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm (SNR), và sự giảm này rõ ràng hơn khi tần số mang sAM2VL được tách biệt phổ so với sAM1FL. Các động vật già cho thấy các xu hướng tương tự, trong khi có mức độ phản ứng tổng thể giảm so với nhóm trẻ. Những kết quả này đã được tái lập bằng cách sử dụng một mô hình tính toán đã được thiết lập của dây thần kinh nghe. Các xu hướng quan sát được trong EFRs được cho là do đóng góp của phần đuôi tần số thấp của các neuron tần số cao, thay vì từ các neuron được điều chỉnh theo tần số mang sAM1FL. Việc mô hình hóa các thay đổi về ngưỡng và tổn thất thần kinh đã tái tạo một số thay đổi thấy ở người lớn tuổi, nhưng độ chính xác đã được cải thiện khi kết hợp với sự giảm thêm phản ánh tổn thất synap của các neuron dây thần kinh nghe. Phân tách âm thanh trong trường hợp này chủ yếu xuất phát từ xử lý ngoại vi, bất kể tuổi tác. Các cơ chế thần kinh trung tâm hơn có thể chỉ ảnh hưởng khi tỷ lệ SNR thấp.
Từ khóa
#âm thanh điều chế biên độ #phản ứng theo dõi biên độ #suy giảm thính lực liên quan đến tuổi tác #xử lý âm thanh #chuột Fischer-344Tài liệu tham khảo
Alain C, McDonald KL (2007) Age-related differences in neuromagnetic brain activity underlying concurrent sound perception. J Neurosci 27:1308–1314
Anderson S, Parbery-Clark A, White-Schwoch T, Kraus N (2012) Aging affects neural precision of speech encoding. J Neurosci 32(41):14156–64. doi:10.1523/JNEUROSCI.2176-12.2012
Bacon SP, Grantham DW (1989) Modulation masking—effects of modulation frequency, depth, and phase. J Acoust Soc Am 85:2575–2580
Bacon SP, Konrad DL (1993) Modulation detection interference under conditions favoring within- or across-channel processing. J Acoust Soc Am 93:1012–1022
Bacon SP, Moore BCJ (1993) Modulation detection interference—some spectral effects. J Acoust Soc Am 93:3442–3453
Bharadwaj HM, Verhulst S, Shaheen L, Liberman MC, Shinn-Cunningham BG (2014) Cochlear neuropathy and the coding of supra-threshold sound. Front Syst Neurosci 8:26. doi:10.3389/fnsys.2014.00026
Bidet-Caulet A, Fischer C, Besle J, Aguera PE, Giard MH, Bertrand O (2007) Effects of selective attention on the electrophysiological representation of concurrent sounds in the human auditory cortex. J Neurosci 27:9252–9261
Bregman AS (1990) Auditory scene analysis: the perceptual organization of sound. MIT Press, Cambridge, MA
Buchwald JS, Huang CM (1975) Far-field acoustic response—origins in cat. Science 189:382–384
Buckiova D, Popelar J, Syka J (2007) Aging cochleas in the F344 rat: morphological and functional changes. Exp Gerontol 42:629–638
Caspary DM, Ling L, Turner JG, Hughes LF (2008) Inhibitory neurotransmission, plasticity and aging in the mammalian central auditory system. J Exp Biol 211:1781–1791
Chandrasekaran B, Kraus N (2010) The scalp-recorded brainstem response to speech: neural origins and plasticity. Psychophysiology 47:236–246
Chen GD, Li MN, Tanaka C, Bielefeld EC, Hu BH, Kermany MH, Salvi R, Henderson D (2009) Aging outer hair cells (OHCs) in the Fischer 344 rat cochlea: function and morphology. Hear Res 248:39–47
Clinard CG, Tremblay KL, Krishnan AR (2010) Aging alters the perception and physiological representation of frequency: evidence from human frequency-following response recordings. Hear Res 264:48–55
Cui YL, Holt AG, Lomax CA, Altschuler RA (2007) Deafness associated changes in two-pore domain potassium channels in the rat inferior colliculus. Neuroscience 149:421–433
Dolphin WF (1995) The envelope following response to multiple tone pair stimuli. In: 16th International-Evoked-Audiometry-Study-Group Meeting. Lyon, France, pp 1–14
Dubno JR, Dirks DD, Morgan DE (1984) Effects of age and mild hearing-loss on speech recognition in noise. J Acoust Soc Am 76:87–96
Fitzgibbons PJ, Gordon-Salant S (1996) Auditory temporal processing in elderly listeners. J Am Acad Audiol 7:183–189
Frisina DR, Frisina RD (1997) Speech recognition in noise and presbycusis: relations to possible neural mechanisms. Hear Res 106:95–104
Fullgrabe C, Moore BCJ, Stone MA (2015) Age-group differences in speech identification despite matched audiometrically normal hearing: contributions from auditory temporal processing and cognition. Front Aging Neurosci 6:347. doi:10.3389/fnagi.2014.00347
Greenwood DD (1990) A cochlear frequency-position function for several species--29 years later. J Acoust Soc Am 87(6):2592–2605
Grimault N, Micheyl C, Carlyon RP, Arthaud P, Collet L (2001) Perceptual auditory stream segregation of sequences of complex sounds in subjects with normal and impaired hearing. Br J Audiol 35:173–182
Hall JW, Grose JH (1991) Some effects of auditory grouping factors on modulation detection interference (MDI). J Acoust Soc Am 90:3028–3035
Hashimoto I, Ishiyama Y, Yoshimoto T, Nemoto S (1981) Brain-stem auditory-evoked potentials recorded directly from human brain-stem and thalamus. Brain 104:841–859
He NJ, Mills JH, Dubno JR (2007) Frequency modulation detection: effects of age, psychophysical method, and modulation waveform. J Acoust Soc Am 122:467–477
Herdman AT, Stapells DR (2003) Auditory steady-state response thresholds of adults with sensorineural hearing impairments. Int J Audiol 42:237–248
Hind SE, Haines-Bazrafshan R, Benton CL, Brassington W, Towle B, Moore DR (2011) Prevalence of clinical referrals having hearing thresholds within normal limits. Int J Audiol 50:708–716
Johnsrude IS, Mackey A, Hakyemez H, Alexander E, Trang HP, Carlyon RP (2013) Swinging at a cocktail party: voice familiarity aids speech perception in the presence of a competing voice. Psychol Sci 24:1995–2004
King A, Hopkins K, Plack CJ (2014) The effects of age and hearing loss on interaural phase difference discrimination. J Acoust Soc Am 135:342–351
Kiren T, Aoyagi M, Furuse H, Koike Y (1994) An experimental-study on the generator of amplitude-modulation following response. Acta Oto-Laryngologica 28–33
Kujawa SG, Liberman MC (2015) Synaptopathy in the noise-exposed and aging cochlea: primary neural degeneration in acquired sensorineural hearing loss. Hear Res 330:191–199. doi:10.1016/j.heares.2015.02.009
Kuwada S, Anderson JS, Batra R, Fitzpatrick DC, Teissier N, D’Angelo WR (2002) Sources of the scalp-recorded amplitude-modulation following response. J Am Acad Audiol 13:188–204
Liberman MC (1978) Auditory-nerve response from cats raised in a low-noise chamber. J Acoust Soc Am 63:442–455
Lins OG, Picton TW (1995) Auditory steady-state responses to multiple simultaneous stimuli. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 96:420–432
McNerney KM, Burkard RF (2010) The effects of a second stimulus on the auditory steady state response (ASSR) from the inferior colliculus of the chinchilla. Int J Audiol 49:561–573
Mendoza L, Hall JW, Grose JH (1995) Within-channel and across-channel processes in modulation detection interference. J Acoust Soc Am 97:3072–3079
Micheyl C, Bernstein JGW, Oxenham AJ (2006) Detection and F0 discrimination of harmonic complex tones in the presence of competing tones or noise. J Acoust Soc Am 120:1493–1505
Miko IJ, Sanes DH (2009) Transient gain adjustment in the inferior colliculus is serotonin- and calcium-dependent. Hear Res 251:39–50
Moore BCJ, Fullgrabe C, Stone MA (2010) Effect of spatial separation, extended bandwidth, and compression speed on intelligibility in a competing-speech task. J Acoust Soc Am 128:360–371
Nakamoto KT, Shackleton TM, Palmer AR (2010) Responses in the inferior colliculus of the guinea pig to concurrent harmonic series and the effect of inactivation of descending controls. J Neurophys 103:2050–2061
Nelson PC, Carney LH (2004) A phenomenological model of peripheral and central neural responses to amplitude-modulated tones. J Acoust Soc Am 116:2173–2186
Parthasarathy A, Bartlett EL (2011) Age-related auditory deficits in temporal processing in F-344 rats. Neuroscience 192:619–630
Parthasarathy A, Bartlett E (2012) Two-channel recording of auditory-evoked potentials to detect age-related deficits in temporal processing. Hear Res 289(1-2):52–62
Parthasarathy A, Cunningham PA, Bartlett EL (2010) Age-related differences in auditory processing as assessed by amplitude-modulation following responses in quiet and in noise. Front Aging Neurosci 2:152. doi:10.3389/fnagi.2010.00152
Parthasarathy A, Datta J, Torres JAL, Hopkins C, Bartlett EL (2014) Age-related changes in the relationship between auditory brainstem responses and envelope-following responses. J Assoc Res Otolaryngol 15:649–661
Plyler PN, Fleck EL (2006) The effects of high-frequency amplification on the objective and subjective performance of hearing instrument users with varying degrees of high-frequency hearing loss. J Speech Lang Hear Res 49:616–627
Rabang CF, Parthasarathy A, Venkataraman Y, Fisher ZL, Gardner SM, Bartlett EL (2012) A computational model of inferior colliculus responses to amplitude modulated sounds in young and aged rats. Front Neural Circuits 6:77. doi:10.3389/fncir.2012.00077
Ross B, Draganova R, Picton TW, Pantev C (2003) Frequency specificity of 40-Hz auditory steady-state responses. Hear Res 186:57–68
Ruggles D, Bharadwaj H, Shinn-Cunningham BG (2012) Why middle-aged listeners have trouble hearing in everyday settings. Curr Biol 22:1417–1422
Schmiedt RA (1989) Spontaneous rates, thresholds and tuning of auditory-nerve fibers in the gerbil—comparisons to cat data. Hear Res 42:23–35
Schmiedt RA, Mills JH, Boettcher FA (1996) Age-related loss of activity of auditory-nerve fibers. J Neurophys 76:2799–2803
Sergeyenko Y, Lall K, Liberman MC, Kujawa SG (2013) Age-related cochlear synaptopathy: an early-onset contributor to auditory functional decline. J Neurosci 33:13686–13694
Shaheen LA, Valero MD, Liberman MC (2015) Towards a diagnosis of cochlear neuropathy with envelope following responses. J Assoc Res Otolaryngol 16(6):727–45. doi:10.1007/s10162-015-0539-3
Trujillo M, Razak KA (2013) Altered cortical spectrotemporal processing with age-related hearing loss. J Neurophys 110:2873–2886
Turner CW, Henry BA (2002) Benefits of amplification for speech recognition in background noise. J Acoust Soc Am 112:1675–1680
Yost WA, Sheft S (1994) Modulation detection interference—across-frequency processing and auditory grouping. Hear Res 79:48–58
Yost WA, Sheft S, Opie J (1989) Modulation interference in detection and discrimination of amplitude-modulation. J Acoust Soc Am 86:2138–2147
Zilany MSA, Bruce IC, Nelson PC, Carney LH (2009) A phenomenological model of the synapse between the inner hair cell and auditory nerve: long-term adaptation with power-law dynamics. J Acoust Soc Am 126:2390–2412
Zilany MSA, Bruce IC, Carney LH (2014) Updated parameters and expanded simulation options for a model of the auditory periphery. J Acoust Soc Am 135:283–286