言语ABR作为中枢听觉处理评估工具的可行性研究

郝文洋 商莹莹

中国医学科学院北京协和医院，耳鼻喉科（北京100730）

听力损失是最常见的感官残疾，听力损失患者往往同时存在外周和中枢两方面听觉功能的减退。以最常见的老年性聋为例，患者往往同时存在“小声音听不见”、“能听见但听不懂，特别是在噪声下听不懂”两方面问题。但目前临床常用的纯音测听、耳声发射、听性脑干反应（auditory brainstem response，ABR）等常规听力学检查方法主要反映外周听觉系统功能，无法评估中枢听觉处理功能。因此，临床上迫切需要客观有效的测听方法来评估中枢听觉处理功能。

目前已有的中枢听觉功能测试方法主要分为行为测试和电生理测试两大类。行为（心理物理）测试可以分为言语测试和非言语（也就是语音和非语音）测试。

言语测试中最常用的是单耳低冗余言语测试，通过对言语信号进行处理，减弱言语信号的自然冗余，从而提高言语测听对于检出中枢听觉处理障碍的敏感性。例如噪声下言语测听等方法。但言语测听在应用中经常会受到患者语言背景的影响，这在我国非常普遍。由于我国幅员辽阔，不同区域间方言的差异很大，而测试材料均为汉语普通话，使得患者对言语材料的理解受普通话水平的影响很大。同时由于开放式言语测听要求患者重复所听到的言语，很多情况下即使患者听懂了，其表达也会受口音的影响，使测试人员对其反应的判断造成困难。

近些年的观点趋向于在确定中枢听觉功能障碍的过程中使用非言语方法，主要目的是减少语言背景对结果造成的影响。常用的非言语方法包括：噪声中间隔测定（gap in noise，GIN），用于测试听觉系统的时域处理；此外还有声源定位和偏侧性、听觉辨别等。

相比行为测试，电生理测试的优点是不受患者言语背景的影响，且不需要患者做出主观判断。目前较常用的方法包括:言语诱发听性脑干反应、听觉中潜伏期反应、听性慢反应、失匹配负波等。其中言语诱发听性脑干反应是近年来日益受到关注的电生理测试方法，它有望成为一种有效的中枢听觉功能评估方法。

1 sABR概述

言语诱发听性脑干反应（speech evoked auditory brainstem responses，sABR）是指使用复杂声信号，通常为言语声，诱发的听性脑干反应。其反应既包含起始和结束阶段的瞬态反应，也包含对元音部分的稳态锁相性反应[1]，这种稳态反应亦被称为频率跟随反应（frequency following response，FFR）。一般认为FFR是由那些对于低-中频周期性声学刺激具有准确锁相性反应的神经元发出的诱发电位组成[2,3]，它反映了脑干背侧神经成分的锁相性活动，其来源包括下丘、外侧丘系、耳蜗核[4]。另有学者认为其来源于还包括内侧膝状体核团[5,6]。FFR反映了脑干神经元对元音编码具有锁相特性，即保留其声学特征[7,8,9,10]。目前，公认人类头皮电极记录到的FFR的频率上限为1000Hz。另外，FFR具有以下特征：①能够编码言语的重要特征；②能够区分目标言语FFR；③言语信号的FFR能够被由上而下地调节[11]。因此FFR适合用来研究言语识别障碍的机制，亦有可能为中枢听觉处理障碍临床诊断提供依据。

目前最常用的刺激信号为言语声/da/。选择该辅音元音音节有如下原因：①音节组成为瞬态部分后续周期的持续部分，就像短声后续纯音，这两种信号的ABR特点已经被充分研究了。因此，sABR瞬态起始反应类似于短声ABR，持续反应类似于纯音诱发的FFR；②辅音对听力和学习障碍的人造成巨大感知挑战[12]。因为辅音短促以及相比于元音放大增益低，甚至对于正常成人和儿童来说，很难在噪声环境下区分辅音（例如“dare”和“bare”）；③能诱发清晰稳定的反应并已在不同条件下深入研究。例如：单双耳刺激[13]、左右耳刺激[14]、视听和仅听觉刺激[15,16]、是否存在背景噪声[17]。目前也有环境声、无意义语声、大提琴、电子琴等作为刺激声诱发ABR的研究[18]。

另外，言语是复杂宽频声信号，能被分解为一系列相关窄带成分，包括低频的包络和高频的精细结构。由于FFR中包络成分不能翻转、精细结构成分可以翻转，所以通过将不同极性诱发的FFR相加可以突出包络成分。相应的，相减可以突出精细结构成分。因此，使用sABR还可以单独研究脑干对于言语中包络和精细结构成分的编码[19]。

2 sABR可重复性

sABR具有高度可重复性，是被动条件下仅使用少量电极的可靠测试。例如，Judy H.Song等人分别进行两组sABR测试，第一组以170ms/da/作为刺激声信号在安静、两人交谈言语噪声、六人交谈言语噪声三种条件下进行sABR测试；第二组以40ms/da/作为刺激声信号在安静条件下进行sABR测试。结果显示在同一人群中复测sABR时，其时域锁相、频率再现以及反应幅值均无显著差异。证实作为评估中枢听觉处理功能的客观方法，sABR具有良好的可重复性，该结果在8～13岁健康儿童组中亦得到证实[20]。

3 sABR影响因素

有相关研究表明sABR的影响因素包括性别、年龄、认知、音乐素养、家族遗传。首先，性别差异（即雌二醇浓度和睾丸素水平）显著影响sABR各波潜伏期和振幅，提示性激素有可能影响言语在脑干的编码[21]；其次，与青年人相比，老年人FFR幅值低、准确性差，提示老化能够使脑干神经元对于频率信息编码能力减弱、准确性降低[22]；第三，认知障碍群体sABR波形的平均潜伏期相比正常群体要长，而ABR波形潜伏期的变化可以用来检测中枢听神经系统以及外周听神经系统的成熟度的变化[23]；第四，音乐相关训练能加强神经元对声信号的编码能力，这种经验依赖效应更能抵抗由于混响造成的声学特征衰减，这可以解释音乐家在行为相关的语音和/或音乐任务中处于不利的听力条件下增强的感知能力[24]；第五，基因以及环境差异也可以影响个体sABR的检查结果，有研究显示，在有认知障碍亲属的家族中，可以利用sABR综合评价每个个体罹患认知障碍的风险[25]。

4 sABR在中枢听觉功能障碍患者中的表现

对于没有听力损失但是存在高级听觉功能障碍的患者，目前已有很多相关研究结果显示sABR能够很好地反映患者听觉处理能力。Anderson等人比较了同为听力正常人中，噪声下言语识别表现最好与最差的受试者间的sABR，结果显示后者基频锁相不佳以及整体反应幅值降低。此外，噪声下言语识别表现好的人群无论振幅还是时间锁相都较少受到噪声影响。因此sABR可以作为噪声下言语识别等现有技术的有效补充，成为评估高级听觉功能的客观测量手段，有可能改善言语评估难题的现状[26]。另有研究显示，对于阅读障碍儿童，脑干编码不足主要体现在言语快速频率要素[27]；而孤独症儿童则表现为普遍编码不足，同时包括异常的皮层下音高追踪[28]。由于对言语的皮层下反应显示出比短声ABR更长的路径，这意味着sABR能提供关于导致学习和读写能力受损的听觉处理障碍早期识别客观指标。

5 sABR在感音神经性聋患者中的表现

临床中最常见的情况为感音神经性听力损失伴有中枢听觉功能减退。因此临床上迫切需要在感音神经性聋患者中进行sABR研究，目前已经有一些该方面研究。Anderson等人研究结果表明，FFR在有听力损失的人群中表现为精细结构编码不足且包络编码加强[19]，该结果与Kale和Heinz在感音神经性聋栗鼠中的研究结果相似[29]。Ananthakrishnan等人通过比较10名听力正常受试者与9名中度感音神经性聋患者的sABR表现，证实感音神经性聋患者包络和精细结构的神经表征均有所下降，其中精细结构更明显[30]。另外，Hao等人在老年性聋患者中证实了患者噪声下言语识别的表现与多个FFR参数有显著相关性[31]。

6 展望

言语刺激时脑干神经元放电模式与言语声学特性的高度相关表明脑干是言语处理的重要部位[32]。综上所述，sABR特别是其FFR成分，能够反映中枢听觉处理功能，特别是能够在一定程度上反映受试者的言语识别功能，且可重复性好，有望成为一种有效的客观中枢听觉功能评估方法，可成为对短声ABR、噪声下言语识别等现有技术的有效补充。目前已有不少研究在健康成年人、感音神经性聋患者、老年性聋患者等不同人群中进行sABR测试。已知相比短声诱发ABR，脑干对言语刺激产生反应的能力成熟较晚，因此不适用于新生儿和低龄儿童。但有必要在学龄儿童以及其它各年龄段进行相关研究，进一步验证sABR在评估中枢听觉处理障碍中的作用及建立正常值，为sABR测试的广泛应用积累经验。

临床中最常见的患者往往是同时存在外周听力损失同时合并中枢听觉处理障碍，但目前对于存在感音神经性听力损失患者的sABR研究相对较少，尚处于起步阶段，因此需要更多的研究为临床应用提供基础。此外sABR特别是其FFR成分，也是研究中枢听觉处理障碍机制非常有效的工具，其研究成果很可能将对于改进助听器算法和人工耳蜗编码策略都具有重要的指导意义。