重度感音神经性聋患者助听时前注意加工的特征△

王晓翠 许贵芳 刘莎 鲜军舫 王振常 莫玲燕 郭连生 杨宜林

对环境中声音变化的前注意加工(pre-attentive process)是人类感知和认知的一个最基本的组成部分，失匹配负波(mismatch negativity, MMN)是反映听觉信息前注意加工的可靠指标[1]。MMN是一种由刺激变化所诱发的事件相关电位(event -related potentials, ERPs)[2]，Näätänen等[3]于1978年首先报导。听觉MMN的发生源包括初级听皮层及相关区域和双侧额叶[4]，它可较客观地反映听皮层的功能状态[1]。由于MMN的记录不需要受试者的主动注意和作出反应即可观察听皮层对刺激的分辨能力，所以近年来听力师及临床医生都非常关注听觉MMN在无法主动配合的人群中的临床应用，例如：新生儿、儿童、不能配合听力测试的成人以及人工耳蜗植入手术前后的评估，助听器效果的评估等[5]。

本研究旨在探讨重度感音神经性聋患者助听时MMN的波形特征及其与听力正常人对声音频率前注意加工的差异。

1 对象与方法

1.1测试对象 助听器组：选择北京市聋校的14例重度感音神经性聋患者(参照 WHO-1997 听力障碍分级标准)，男8例，女6例；年龄10～20岁，平均13.58±3.24岁。均为右利手，小学1～6年级不等，其中1例为前庭导水管扩大的患者，6例疑为药物性聋，7例病因不明。鼓室导抗图均为A型，无其它全身疾病史。患者裸耳平均听阈为80.00～115.00 dB HL，平均为96.50±15.45 dB HL；助听听阈为52.50～97.50 dB HL，平均为60.00±17.89 dB HL。本组对象中5例双耳配戴助听器，9例单耳配戴助听器，配戴助听器的时间2～14年不等，平均使用年龄为7.98±3.14年，每天配戴6～8 h者6例，≥8 h者8例。对照组：18例听力正常受试者，男10例，女8例；年龄12～20岁，平均16.54±2.37岁，双耳250～8 000 Hz纯音听阈(PTA)≤15 dB HL。均为右利手，鼓室导抗图均为A型，无耳科和其它全身疾病史。

所有受试者均被告知所进行的试验内容，并由本人或法定监护人签署书面知情同意书。

1.2测试仪器与环境 测试仪器为美国64导Neuroscan EEG/ERP测试仪。采用丹麦B&K公司的2209型精密声级计对声场进行校准，测试均在北京市耳鼻咽喉科研究所听觉生理实验室进行，室内环境噪声﹤18 dB(A)，符合GB/T16403(l996)的隔声电屏蔽室标准。

1.3测试方法与参数 受试者均进行纯音听阈和声导抗测试；助听器组进行助听听阈测试时，每位受试者双耳配戴大功率的助听器(助听器型号：Siemens PHOENIX.313)，将助听器设置为最佳优化状态。

测试时受试者取舒适坐位，全身放松，保持清醒安静，受试者观看自己选择的无声电影，屏幕距受试者50 cm，要求受试者全神贯注看无声电影，不注意所给刺激声。采用经典的被动Oddball模式[6]：标准刺激和变异刺激分别为1 000 Hz和1 100 Hz的短纯音，持续时间均为60 ms，上升和下降时间均为20 ms，扬声器正前方给声，距受试者1 m，与双耳在同一水平，给声强度为75 dB SPL。标准刺激和变异刺激呈现概率分别为90% 和10%，以伪随机顺序给出，前10个刺激为标准刺激、每一个变异刺激前至少有3个标准刺激。刺激间隔(ISI)为500 ms，记录带通为0.5～100 Hz，采样率为1 000 Hz。测试分四段进行，每一段包括1 000个刺激声，中间让受试者充分休息，总记录时间共持续30分钟。记录采用Neuroscan Quik-Cap64导电极帽(10～20系统)，电极为无极化银/氯化银(Ag/AgCl)电极，图1示记录电极的位置，前额正中接地，鼻尖置参考电极，左侧眼眶上下置垂直眼电极，左右眼眶外侧置水平眼电极，记录眼电。电极与皮肤间的阻抗小于5 kΩ。

图1 Neuroscan Quik-Cap64导电极帽电极排列示意图

1.4数据分析 采用Neuroscan4.3软件对记录到的原始数据进行离线分析，低通滤波设为30 Hz(12 dB/octave)，分析时间为550 ms(包括刺激前50 ms)，将标准刺激和变异刺激诱发的反应分别进行分段叠加平均，剔除波幅超过±100 μV的波形[6]，最后变异刺激的波形减去标准刺激的波形。根据MMN的潜伏期及脑地形图的分布，将所得到的波形中峰潜伏期位于100～250 ms的最大负波确定为MMN。选择MMN波形最明显的Fz电极处的波形进行分析[7]，分析MMN的开始时间、结束时间、持续时间(结束时间-开始时间)、峰值波幅、峰潜伏期，根据MMN的时间跨度分析61～240 ms时程内每20 ms的平均波幅，将助听器组的数据与对照组的数据进行比较。

1.5统计学分析 采用SPSS 16.0软件对数据进行处理，组间比较采用两独立样本t检验，P<0.05认为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1MMN检出率 助听器组和对照组MMN总平均的波形都遵循相同的规律：即从前向后(Fz～Cz)MMN的波幅逐渐降低； 乳突M1、M2电极处的波形与MMN波形相比出现反转；Fz电极处MMN的波形最明显。助听器组12例引出MMN，检出率为85.71%(12/14)；对照组18例引出MMN，检出率为100%。图2示助听器组和对照组各电极MMN的总平均波形分布图；图3示助听器组与对照组Fz电极处标准刺激、变异刺激的ERP波形及MMN总平均波形和两组MMN总平均波形的对比图。

2.2MMN波幅 助听器组MMN峰值波幅的范围为-0.19～-4.25 μV，对照组为-0.16～-4.25 μV；助听器组61～240 ms时程内每20 ms平均波幅的范围为2.1～-3.77 μV，对照组为0.19～-2.92 μV。助听器组和对照组MMN峰值波幅、61～160 ms时程内的平均波幅的差异无统计学意义(P>0.05)；61～240 ms时程内MMN平均波幅差异有统计学意义(P<0.05)(表1)。

图2 助听器组和对照组各电极处MMN总平均波形的对比图

图3助听器组和对照组Fz电极的标准刺激、变异刺激和MMN的总平均波形及两组Fz电极处MMN总平均的对比图

2.3MMN潜伏期 助听器组和对照组MMN波形的开始时间、结束时间、持续时间的差异有统计学意义(P<0.05)，峰潜伏期的差异无统计学意义(P>0.05)(表2)。

3 讨论

助听器效果的评估包括真耳测试、声场功能性增益、言语可懂度测试、问卷调查等，均需要患者的配合才能完成，而MMN检测可不受受试者的注意及主动反应能力的限制，是客观无创的检查方法，它反映了受试者对刺激声的辨别能力及初级听皮质与额叶的功能状态[7]。MMN的波幅与刺激的绝对值没有相关性，而与标准刺激和变异刺激的差异有关，两者差异越大，潜伏期越短，波幅越大[8]。在临床上，可应用于不能配合的成人及年龄较小的儿童。越来越多的学者关注耳聋患者的MMN波形特征，例如助听器使用者、人工耳蜗植入者[9]等。

表1 助听器组与对照组61～240 ms时程内每20 ms MMN平均波幅及峰值波幅的比较

注：*与对照组比较，P<0.05

表2 助听器组与对照组MMN潜伏期的范围和平均值

注：*与对照组比较，P<0.05

3.1MMN的波幅 从文中结果看，助听器组与对照组61～160 ms时程内MMN的平均波幅无统计学差异，提示在声音加工的早期助听器使用者与听力正常者激活的神经元数量可能无差异；而在161～240 ms时程内，助听器组MMN的平均波幅明显低于对照组，提示在这个时间段内，重度感音神经性聋患者激活的神经元数量比较少，这与Korczak[5]的研究结果相吻合。

3.2MMN的潜伏期 MMN的开始时间是指在50～150 ms范围内变异刺激与标准刺激的波形相交的时间点，即从刺激给出到受试者开始分辨出刺激的差异所需的时间，反映听皮层参与神经编码的神经元的数量及神经元的神经编码速度；结束时间是指在150～350 ms时程范围内变异刺激与标准刺激的波形相交的时间点；持续时间=结束时间-开始时间。根据MMN形成的“记忆痕迹假说”，多次重复的标准刺激的物理特征会在脑内形成短暂的记忆痕迹(持续10～15 s)， 每输入一个听觉刺激大脑都会与该记忆痕迹自动比较，如果在记忆痕迹持续时间内出现变异刺激就能引出MMN。文中助听器组MMN的开始时间明显比对照组延长，持续时间明显比对照组缩短，表明感音神经性聋患者较听力正常者感知察觉、分辨、分析声音特征的速度较慢。

Marie等[6]的研究显示，随着年龄的增长，MMN的潜伏期逐渐缩短，波幅逐渐增高，听力正常儿童MMN的潜伏期比成人长。文中助听器组MMN的开始时间延长，可能与重度感音神经性聋患者听皮层发育的成熟度较低有关。

3.3MMN检出率 文中结果可见助听器组MMN的检出率低于对照组，但其检出率也达到了85.71%，表明重度感音神经性聋患者配戴助听器时，能够在前注意阶段对声音的频率进行加工，可分辨声音的不同，从而提高MMN的检出率，该结果与Gravel等[10]的研究结果相似。说明即使是重度感音神经性聋患者，仍然可以通过MMN来了解其助听时前注意加工的特征，并可认证其分辨声音的能力是否存在。

由于MMN的记录不需要受试者注意，可客观地反映出听皮层前注意加工的能力，因此MMN可作为听觉分辨的客观神经生理检查的重要指标。MMN可与现有的检查手段相结合，评估整个听觉通路的功能，可应用MMN来评估听觉中枢的辨别能力，评估患者听觉中枢系统的发育情况及其神经可塑性，预估或评估人工耳蜗植入后的听力康复效果。但是目前的研究结果表明MMN也有一定的局限性，因此，MMN在成为标准的临床检查手段之前还需要进一步的研究与实践。

4 参考文献

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 Näätänen 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 Näätänen R, Gaillard AWK, Mäntysalo 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 Näätänen 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.