Primjena slušnih evociranih potencijala u dijagnostici govorno-jezičnih teškoća

srijeda , 24.02.2016.

Primjena slušnih evociranih potencijala u dijagnostici govorno-jezičnih teškoća

Marina Paprika, dipl.ing

Odjel za istraživanje i razvoj
Poliklinika za rehabilitaciju slušanja i govora SUVAG

Ulica kneza Ljudevita Posavskog 10, Zagreb, Hrvatska

marina.paprika@gmail.com

SAŽETAK

Govorno-jezične teškoće osim bihevioralnim testovima detaljno se proučavaju i elektrofiziološkim pretragama. U kliničkoj su primjeni, kao pouzdan dijagnostički iskaz, ispitivanja koja provjeravaju slušnu percepciju do razine slušne kore (ASSR, BAER, otoakustična emisija). U ovom radu ukratko su opisani slušni evocirani potencijali kratkih, srednjih i dugih latencija, a među njima moguću dijagnostičku svrhu pokazao je signal Mismatch Negativity (MMN). Brojna su istraživanja potvrdila da je MMN prisutan kod uredne slušne diskriminacije, ali konvencionalne metode nemaju statistički jaku potvrdu dobivenih rezultata individualnih mjerenja. Novija istraživanja primjenjuju napredne obrade signala, kao i vremenskofrekvencijsku analizu kako bi različitim paradigmama i pristupima dobili potpunije odgovore na još mnoga pitanja o slušanju i govoru, te pronašli i poveznicu sa bihevioralnim analizama.

Ključne riječi: govor, slušni evocirani potencijali, MMN, napredna analiza signala

I. UVOD

Ljudska bića imaju jedinstvenu sposobnost komuniciranja govorom. Postoje dva aspekta komuniciranja: senzorički aspekt (govorni ulaz), koji uključuje uši i oči, te motorički aspekt (govorni izlaz), koji uključuje izgovor (vokalizaciju) i njihov nadzor [1]. Ta su dva aspekta usko povezana, što znači da slušanjem stvaramo preduvjete za učenje govora.

A. Moždani put komunikacije

Mozak kao najvažnije središte svih životnih procesa podijeljen je na lijevu i desnu polutku. Na svakoj polutci razlikujemo frontalni ili čeoni, parijetalni ili tjemeni, temporalni ili sljepoočni i okcipitalni ili zatiljni režanj. Na svakom režnju postoje određena područja moždane kore vezana uz posebne životne funkcije.

Moždani putovi zamjećivanja riječi obuhvaćaju nekoliko funkcijskih područja moždane kore. Zvučna poruka slušnim putem dolazi do primarnog slušnog područja, tu se poruka „čuje“, a tumačenje se događa u glavnom centru za razumijevanje govora smještenom u temporalnom režnju iza primarne slušne kore, Wernickeovom području. Tim se dijelom mozga „sluša“ i najvažnije je područje za daljnje više intelektualne funkcije vezane uz govor, pa tako i određivanje misli i riječi koje treba izgovoriti. Slijedi prijenos signala iz Wernickeovog područja u frontalni dio moždane kore lijeve hemisfere, nazvano Brocino područje, gdje započinju i izvršavaju se planovi i motorički obrasci za izražavanje pojedinih riječi. Komunikacija završava prijenosom odgovarajućih signala u motoričku koru radi nadzora mišića za govor, te artikulacijom zamišljene poruke [1].

Slika 1. Moždani putovi za zamjećivanje riječi koja se čuje i zatim izgovara [1]

Govorno-jezične teškoće uzrok su komunikacijskih problema koji se pojavljuju tijekom razvoja kod pojedine djece. Jedan od teorijskih pristupa pretpostavlja da specifične jezične teškoće nastaju zbog smanjene mogućnosti slušnog procesiranja moždane kore, odnosno slabe frekvencijske diskriminacije. Elektrofiziološke metode mogu otkriti nezrelost moždanih struktura ili druge abnormalnosti slušnog procesiranja iako bihevioralni testovi daju normalne rezultate [2].

B. Električna aktivnost mozga

Važnija elektrofiziološka metoda mjerenja električne moždane aktivnosti je elektroencefalografija. Elektroencefalogram (EEG) je zapis promjena izvanstaničnog protoka struje, što nastaju uslijed trajne i istodobno električne aktivnosti golemog broja pojedinačnih neurona moždane kore [3]. Elektrodama postavljenim na glavu pacijenta po Internacionalnom 10-20 sustavu registriramo valovite promjene napona u vremenu i prostoru. Način mjerenja može biti bipolaran, snimljeni signal predstavlja razliku potencijala mozga između dviju elektroda, i monopolaran, snimljeni signal je napon mozga na mjestu elektrode u odnosu na referentnu elektrodu [4]. Ovisno o broju elektroda razlikujemo 8-kanalne do 256-kanalne EEG uređaje.

EEG valovi su u frekvencijskom rasponu od 1 do 50 Hz, dok se amplituda mijenja u rasponu od 20 do 100 ĽV, a kao bitan dijagnostički podatak su i morfologija i lokalizacija pojave određenih valova [3].

Razlikujemo četiri osnovne skupine:
Alfa ritam frekvencije 8 do 13 Hz javlja se s najvećom amplitudom (20 do 60 ĽV) u zatiljnom području. Prevladava u stanju potpune opuštenosti, dok osoba ne misli, a nestaje za vrijeme spavanja i koncentriranog rješavanja problema.
Beta ritam frekvencije 14 do 30 Hz i amplitude do 20 ĽV pojavljuje se za vrijeme pojačane budnosti i usmjerene pozornosti.
Theta ritam frekvencije 4 do 7 Hz i amplitude 20 do 70 ĽV vezan je uz stanja pospanosti, a pojavljuju se i patološki, kod mnogih poremećaja u moždanom radu.
Delta ritam frekvencije 0.5 do 3.5 Hz i amplitude 60 do 100 ĽV vezan je uz dubok san, a ukoliko se javi u budnom stanju može biti znak poremećaja.

II. EVOCIRANI POTENCIJALI

Primjenom fizikalnih, kemijskih ili psiholoških podražaja nastaju evocirani potencijali kao odraz aktivacije podraženog osjetnog organa, specifičnog osjetnog puta i odgovarajućeg područja moždane kore. Ovisno o osjetnom sustavu koji podražujemo razlikujemo vidne (VEP), slušne (AEP) i somatosenzoričke (SEP) evocirane potencijale. Osjetni evocirani potencijali sastoje se od niza komponenata povezanih s različitom subkortikalnom i kortikalnom obradom osjetnih informacija, a javljaju se u točno određenom vremenu od primijenjenog podražaja i samo u jednom dijelu moždane kore.

Potencijali duljih latencija, koje još nazivamo i kognitivnim evociranim potencijalima, su potencijali vezani uz događaj (Event Related Potential, ERP), a ovisni su o kontekstu u kojem se podražaj javlja [3].

Kako je amplituda EEG signala reda veličine 20 do 100 ĽV, a veličina evociranog odgovora ovisno o podražaju oko 0.2 do 15 ĽV može se slobodno reći da je evocirana električna aktivnost skrivena ili maskirana sa spontanom moždanom aktivnošću. Izdvajanje evociranih potencijala postiže se tehnikom usrednjavanja, uz pretpostavku da jednaki podražaji uvijek izazivaju jednaku reakciju podraženih sustava i da je spontana moždana aktivnost stohastična, ergodična i potpuno neovisna o podražaju, jer će tada njezina srednja vrijednost nakon usrednjavanja težiti nuli što je broj usrednjenih signala veći.

Konačni usrednjeni val evociranih potencijala sastoji se od vrhova obilježenih sa oznakom njihovog polariteta (P-pozitivan vrh, N-negativan vrh) i latencije, odnosno vremena pojave vrha nakon podražaja izraženog u milisekundama [4].

Samo ispitivanje može se podijeliti na nekoliko koraka:

1. postavljanje kape na ispitanikovu glavu
2. snimanje, filtriranje i pojačavanje EEG-a
3. uočavanje i micanje dijela signala sa artefaktima ili oduzimanje procijenjene vrijednost artefaktne aktivnosti iz EEG-a
4. usrednjavanje u svrhu izlučivanja evociranih potencijala
5. korištenje tehnika obrade signala za uklanjanje šuma i izoliranje specifičnih komponenata evociranih potencijala
6. mjerenje latencija i statistička analiza

Zbog jednostavnosti tehnike primjena evociranih potencijala je široka: u neurološkoj i audiološkoj dijagnostici, intraoperativnom neurokirurškom i kirurškom nadzoru bolesnika, kognitivnoj znanosti, psihologiji, itd. Za razliku od bihevioralnih ispitivanja, evocirani potencijali omogućuju kontinuirano praćenje obrade podražaja i utjecaja karakteristika samog ispitivanja na ispitanikov odgovor. U slučajevima kad osoba ne želi surađivati na bihevioralnim testovima, rezultati izostaju, za razliku od evociranih potencijala, gdje je mjerenje vremenski neprekinuto bez obzira na suradnju ispitanika. Prisutni su i nedostaci pred bihevioralnim testovima: evocirani potencijali ne govore o okolnostima događaja koji utječu na ispitanikovu obradu informacija.

Signali evociranih potencijala su mali, stoga zahtijevaju veliki broj mjerenja za dobivanje bolje točnosti. U usporedbi sa ostalim tehnikama (PET, fMRI, elektromagnetska mjerenja, mjerenja mikroelektrodama) tehnika evociranih potencijala je neinvazivna, ima dobru vremensku (1 ms), ali lošu prostornu rezoluciju i jeftinija je u odnosu na druge pretrage [6].

III. SLUŠNI EVOCIRANI POTENCIJALI

Slušni evocirani potencijali nastaju kao odgovor uha, moždanog debla i slušne kore na zvučni podražaj. Ovisno o mjestu generiranja električne aktivnosti dijelimo ih na potencijale ranih, srednjih i kasnih latencija.

Kao podražaji koriste se klik i sinusiodalni podražaji različitih frekvencija i anvelopa. Klik podražaj nastaje aktivacijom zvučnog pretvornika sa monofazičnim pravokutnim električnim pulsom kratkog trajanja (npr.100 Ľs) i predstavlja seriju zvučnih valova u trajanju nekoliko milisekundi i frekvencijskog područja 50-3000 Hz. Polaritet pravokutnog pulsa utječe na početni smjer membrane zvučnog pretvornika, a time i na polaritet evocirane aktivnosti. Primjenom alternirajućeg podražaja eliminira se pojava artefakata.

Čisti sinusiodalni tonovi koriste se pri ispitivanju i pronalaženju slušnih pragova, kao i snimanju kognitivnih evociranih potencijala. Oblik podražaja određen je maksimalnim intenzitetom, vremenom porasta, trajanja i pada trapezne ovojnice sinusnog signala, a vremena su reda veličine nekoliko desetaka milisekundi [5].

A. Slušni evocirani potencijali ranih i srednjih latencija

Rani slušni odgovor sadrži šest valova (I-VI) koji nastaju unutar 10 ms nakon podražaja u pužnici, slušnom živcu i putovima moždanog debla.


Slika 2. Slušni evocirani potencijali [7]

Dijagnostički su značajne latencije i međulatencije prvog, trećeg i petog vala, budući su najuočljiviji kod mjerenja. Potencijali moždanog debla omogućuju proučavanje procesiranja zvučnih informacija na vrlo niskoj razini, a posebno kod novorođenčadi i male djece. Maturacija živčanih putova prati se već od rođenja, a ranim otkrivanjem slušnih oštećenja započinje i rana intenzivna rehabilitacija. Odgovori moždanog debla (ABR) najčešće se koriste u pedijatrijskoj dijagnostici, posebice u neurologiji i audiometriji u svrhu ispitivanja slušnih oštećenja koja mogu biti povezana sa govorno-jezičnim teškoćama.

Slušni evocirani potencijali srednjih latencija (10 do 50 ms) predstavljaju električnu aktivnost talamusa i dolaska slušne informacije u primarnu slušnu koru. Pretpostavlja se da je to odgovor slušnog sustava na frekvenciju prezentiranja podražaja [7].

B. Slušni evocirani potencijali dugih latencija

Duge latencije evociranih potencijala funkcija su kognitivnih faktora kao što su pažnja, memorija, jezik... Mnogobrojne su paradigme i podražaji koje koriste istraživači, ali kliničke aplikacije su manje uspješne iz sljedećih razloga:

• mnoge paradigme su prekomplicirane za primjenu kod pacijenata
• preklapanja između normalne i populacije s kognitivnim teškoćama su značajne, što umanjuje dijagnostičku vrijednost kognitivnih potencijala
• mnoge paradigme su vremenski zahtjevne što nije dopustivo u kliničkoj praksi
• psihološka sinteza povezana sa nekim komponentama loše je definirana [8]

Prve odgovore slušne kore predstavljaju valovi P1 i N1. Javljaju se između 60 i 250 ms nakon podražaja, a odraz su analize fizičkih karakteristika podražaja, npr. intenziteta, frekvencija, visine i boje. Poseban utjecaj na te komponente ima pažnja [7].

Ponavljajući ciljni podražaji izazivaju osnovni N2 val. Ako se između frekventnih podražaja ubace i nefrekventni podražaji, amplituda vala će porasti. A ako je frekvencija ciljnih podražaja u zadatku manja, amplituda je veća, te se smatra da komponenta N2 odgovara procesu kategorizacije podražaja [6].

Ako nijedan podražaj ne izaziva promjenu u opažanju, trenutni memorijski model sadržaja pobude je očuvan, i snimljeni su samo osjetni evocirani potencijali (N1, P2, N2). Ako se detektira novi podražaj, procesi zapažanja upravljaju promjenom ili nadogradnjom reprezentacije podražaja što je praćeno valom P300. Osnovnu komponentu P300 daje paradigma u kojoj se jedini ciljni podražaj javlja nasumično u vremenu, kao i paradigma u kojoj su između neciljnih podražaja ubačeni ciljni. Subkomponente vala P300 javljaju se kad upotrijebimo paradigmu sa tri podražaja, između neciljnih podražaja ciljni imaju zadaću provjeriti ispitanikovu sposobnost uspoređivanja i diskriminacije dva podražaja i taj proces izaziva subkomponentu P3b, a dodatno ubačeni podražaj koji služi za odvlačenje pažnje izaziva subkomponentu P3a. Dakle, komponentu P3a, frontalno maksimalnu, izazivaju neočekivani, neuobičajeni ili iznenađujući distrakcijski podražaji, dok se P3b komponenta, parijetalno maksimalna, pojavljuje za ciljni podražaj[9]. Smatra se da je P3b odraz kognitivne obrade podražaja [10].

Poznati su faktori koji utječu na amplitudu i latenciju. Jedan od parametara je vjerojatnost pojave ciljnih podražaja, P3 val postaje veći ako je izazvan ciljnim podražajem manje vjerojatnosti. I težina zadatka mijenja amplitudu vala. Ukoliko je zadatak težak, ispitanik ulaže više napora i amplituda je veća, što dovodi do zaključka da je generiranje vala P3 vezano uz količinu uloženog napora. No ukoliko je zadatak pretežak i osoba nije sigurna da li je zadani podražaj ciljni ili neciljni, amplituda se smanjuje. Stoga je vrlo bitno razraditi detalje ispitivanja. Budući da pojava vala P3 ovisi o procesu kategorizacije podražaja, logično je da će biti generiran nakon što je podražaj kategoriziran prema pravilima zadatka. Manipulacija koja odgađa kategorizaciju podražaja produljuje latenciju vala. Također latencija vala ne ovisi o poslijekategorizacijskom postupku, P3 val nije osjetljiv na potrebno vrijeme označavanja i izvedbe odgovora jednom kad je podražaj kategoriziran. Stoga kontrolom latencije možemo odrediti utjecaj manipulacije ispitivanja na proces kategorizacije podražaja, a vremenom reakcije utjecaj na proces odabira i provedbu odgovora [6].

Od tehničkih zahtjeva treba zadovoljiti sljedeće: potrebna minimalno 4 kanala za snimanje i dobivanje vala, mjerenje na elektrodama Fz, Cz i Pz sa referencom na mastoidu, te sustav za uklanjanje pomaka očiju. Očno treptanje, posebno ako se pojavljuje u vremenu sa ciljnim podražajima narušava kvalitetu signala. Snimanje s minimalnim izobličenjem zahtjeva vremensku konstantu 1s (bolje 3s) i niskopropusni filtar 30-100 Hz. Snimljene epohe moraju uključiti 100 ms prije podražaja (za uklanjanje nulte linije i šuma), te 700-1000 ms poslije podražaja. Vrh vala najveći je u vremenskom rasponu od 250 do 500 ms. AD pretvornik treba imati rezoluciju 4 ms ili bolju. Usrednjavanje se radi nakon uklanjanja artefakata (npr. amplitudni kriterij očnog kanala) i treba sadržavati najmanje 50 ciljnih podražaja po ispitivanju. Mjerenje je potrebno ponoviti najmanje dva puta za provjeru postojanosti odgovora.

Zbog jednostavnosti se naširoko koristi oddball paradigma. Slušna oddball paradigma zahtijeva skup frekventnih (oko 80%) tonova (npr. 65 dBHL, 1000 Hz, 50 ms trajanje, 10 ms rastuće/padajuće vrijeme) sa slučajno prezentiranim nefrekventnim tonovima (oko 20 %, npr. 65 dBHL, 2000 Hz, 50 ms trajanje, 10 ms rastuće/padajuće vrijeme). Vremenski interval među podražajima je oko 1500 ms. Ispitanik broji nefrekventne tonove ili pritišće tipku u dominantnoj ruci za svaki nefrekventni ton, a time osiguravamo ispitanikovu pažnju. Jako važna varijabla su godine (latencije rastu s godinama) i klinički rezultati trebaju se interpretirati u odnosu na odgovarajuću kontrolnu skupinu [8].

N400 je negativan val maksimalan na centralno i parijetalno smještenim elektrodama, sa nešto većom amplitudom na desnoj hemisferi nego na lijevoj. Amplituda mu je modulirana očekivanjem ili predviđanjem riječi iz konteksta rečenice, a narušavanje semantičke forme postiže se izmjenom zadnje riječi u rečenici, parom riječi (koje su više ili manje semantički ovisne), jednom riječju (koju ispitanik nije čuo ili ju je rijetko čuo) ili slikama koje predstavljaju objekt ili akciju [11]. Riječi koje ne odgovaraju sadržaju doprinose porastu negativnog valnog oblika sa početkom oko 250 ms nakon podražaja i vrhom oko 400ms. Iako je val veći na desnoj hemisferi primarni generator nalazi se na temporalnom dijelu lijeve hemisfere [6].

Potrebno je prezentirati najmanje 50 rijetkih podražaja, a svaki ciljni podražaj trebao bi biti različit jer ponavljanje smanjuje amplitudu vala N400, također narušavajući podražaj trebao bi biti iz kategorije istog semantičkog polja, učestalosti javljanja u govoru i iste duljine [8].

ELAN (early left anterior negativity) automatski je odgovor na narušavanje kategorije riječi. Karakterizira ga negativnost preko lijeve hemisfere frontalno lateralne elektrode sa latencijom 150-200 ms nakon javljanja kritičnog elementa (riječ ili morfem) određenog kategorijom riječi koja nosi informaciju (glagol). Odraz je visoko automatiziranog procesa sintaktičke analize, jer ne ovisi o odnosu ciljnih i neciljnih podražaja.

Tijekom druge faze obrade gramatički i semantički odnos unutar rečenice je uspostavljen. Gramatički odnosi označeni su morfološkim i sintaktičkim svojstvima, npr. slaganje glagola sa radnjom subjekta u rečenici, a njihovo nepodudaranje, odnosno morfološko i sintaktičko narušavanje izaziva LAN (left anterior negativity) sa latencijom 300 do 500 ms nakon podražaja. LAN ima lijevo lateraliziranu distribuciju. U trećoj fazi obrade, druga kasna komponenta koja je u korelaciji sa sintaktičkom obradom predstavljena je centralno parijetalnom pozitivnošću sa latencijom 600-1000 ms. To je val P600 [11].

IV. MISMATCH NEGATIVITY

Mismatch negativity (MMN) je negativno padajući val, najveći na centralno položenim elektrodama sa vrhom između 160 i 220 ms, ne ovisi o zadatku, tj. javlja se i kad ispitanik nije usmjeren na slušanje, odnosno podražaje. Vjerojatno je generiran procesom nepodudaranja između osjetilnog ulaza rijetkog podražaja i osjetilno-memorijskog traga koji predstavlja fizičko svojstvo standardnog podražaja [6]. MMN računamo kao razliku negativnog otklona ciljnog događaja od negativnog otklona neciljnog događaja dobivenih oddball paradigmom. MMN kod djece (5 do 7 godina) sličan je MMN kod odraslih [10].


Slika 3. Mismatch negativity [8]

MMN se pojavljuje kao frontalno-centralna negativnost amplitude 0.5 do 5 ĽV i područja latencija 100 do 250 ms. Kada se kao referenca koristi vrh nosa, MMN za isto područje latencije ima obratnu fazu (tj. pozitivni polaritet) na mastoidu i drugim elektrodama na lateralno posteriornim stranama. Latenciju vrha najbolje je mjeriti poslije komponente N100, te MMN amplitudu treba promatrati također poslije područja komponente N100 kako bi se izbjegao utjecaj razlike komponente N100 dobivene standardnim i devijacijskim podražajem [12].

Taj proces, kao i osjetilna analiza slušnog ulaza i njihovo kodiranje u memorijski trag, događa se automatski budući da je MMN izazvan promjenom slušnih podražaja bez usmjeravanja ispitanikove pažnje. Zbog toga MMN otvara jedinstvenu mogućnost da postane objektivna mjera centralne reprezentacije zvuka. Moguće je pristupiti diskriminacijskim sposobnostima pojedinaca čiji su zvučni kapaciteti teški za određivanje, uključujući novorođenčad, mlađu djecu i osobe s jačim kognitivnim oštećenjima [8].

Optimalna situacija za snimanje MMN zahtijeva ponavljajuće zvukove (80 dBHL, 50 ms trajanje, 5 ms rast/pad, 1000 Hz) sa povremenim promijenjenim podražajem (npr. 25 ms, vjerojatnost oko 10 %), dok je ispitanikova pažnja usmjerena na nešto drugo (npr. čitanje knjige, izvođenje vizualnog zadatka, ili gledanje videa bez zvuka). Mogući parametri neslaganja podražaja su trajanje, frekvencijske karakteristike, glasnoća, prostorna lokacija, ritam i ostale kompleksne slušne karakteristike. MMN se najbolje promatra na na frontalnim i centralnim elektrodama i za kliničke potrebe na 5 elektroda (Fz, Cz, F3, F4 sa referencom na mastoidu ili vrhu nosa). Signali se obrađuju pojasnim propustom 0.1 (0.3) Hz do 30 (100) Hz i s frekvencijom uzorkovanja manjom od 200 Hz, a usrednjavanje se izvodi najmanje 500 ms poslije podražaja. Vremenski interval među podražajima je oko 500 ms do 1s [12]. Potrebno je snimiti najmanje 150 odgovora na svaki nefrekventni podražaj. Stoga trajanje ispitivanja može potrajati 6 do 12 minuta ovisno o vremenskom intervalu između podražaja i broju prezentiranih nefrekventnih podražaja. MMN tipično se koristi kao pokazatelj slušne obrade bez utjecaja pažnje i za kliničke svrhe prisutnost ili odsutnost su najvažnija informacija [8].

Optimalni uvjeti snimanja MMN su oni u kojima ispitanik ignorira slušne podražaje kako bi se izbjeglo dobivanje ostalih komponenta ovisnih o pažnji kao N200 i P300. Kao vizualni ometajući zadaci koristi se vizualno raspoznavanje, gledanje filma (sa niskom razinom glasnoće ili bez zvuka) ili čitanje knjige. U kliničkim ispitivanjima najčešće se koristi gledanje zanimljivog filma bez zvuka budući da ga većina ispitanika dobro podnosi [12].

Bishop [13] navodi smjernice za ispitivanje MMN kod djece sa dislektičnim i disgrafičnim teškoćama, iz kojih se mogu uočiti i nedostaci dosadašnjih istraživanja. Najveća ograničenja su manjak statističke značajnosti dobivenih rezultata, nepotpun prikaz rezultata i mogućnost usporedbe sa sličnim istraživanjima, kao i širok odabir podražaja značajan za povezivanje MMN i teorije, te velik broj različitih paradigmi.

Da bi MMN postao klinički zadovoljavajući parametar Ducan i suradnici [12] u svom su radu naveli osnovne smjernice za mjerenje MMN, P300 i N400, koje bi pridonijele standardizaciji metodologije i omogućile uspoređivanje rezultata u laboratorijima. Jedna od važnih primjena MMN uključuje i ispitivanje jezičnih razvojnih teškoća-disleksije. Kod djece s disleksijom, amplituda MMN dobivenog promjenom frekvencije tona značajno je smanjena. Također, veličina tog smanjenja je u korelaciji sa razinom disleksije. MMN se može iskoristiti i za procjenu učinkovitosti programa rehabilitacije, također i za vrednovanje napretka slušne diskriminacije poslije ugradnje umjetne pužnice.

V. IZLUČIVANJE, OBRADA I PROCJENA MMN-A METODAMA NAPREDNE ANALIZE SIGNALA

Sve se više primjenjuju napredne analize signala kod obrade MMN kako bi se pronašle značajnije razlike između kontrolne i kliničke grupe. Često kod pojedinaca postoje različiti odgovori na pojedinačne podražaje, te je jedan od zanimljivih podataka i varijacija odgovora kod istog ispitanika, koja može biti povezana sa habituacijom, stupnjem pažnje i ostalim karakteristikama koje se ne mogu vidjeti iz usrednjenog signala. Za bolju vizualizaciju pojedinačnih (single- trial) evociranih potencijala Quiroga i suradnici [14] upotrijebili su postupak Wavelet Denoising.

Bishop i Hardiman [15] opisali su novi pristup u analizi MMN. Metodom nezavisnih komponenata uklonili su artefakte kod odgovora sa velikom varijancom, zatim je svaki odgovor na nefrekventni podražaj oduzet od prethodnog standardnog odgovora, dobivajući skup različitih valova. Statističkom analizom i proračunom određenih koeficijenata tražena je metoda kojom bi se dobila pouzdana potvrda prisutnosti MMN-a. Rezultati njihovog pristupa nisu se pokazali dovoljno značajni. A kao veliki izazov istraživačima ostaje razvoj paradigme koja će dati statistički značajan MMN kod normalne populacije za ispitivanje slušnih dimenzija, te bi time MMN postao klinički upotrebljiv.

Prednost naprednih analiza podataka u novijim istraživanjima sve je prisutnija, upravo zato što izvlači dodatne karakteristike promatrane evocirane aktivnosti. Osim MMN, metode se mogu primijeniti i na druge klinički interesantne komponente, kao što su P300 i N400.

Cong [16] u doktorskoj disertaciji pokušava procijeniti i izlučiti MMN iz EEG snimaka korištenjem vremenskih, spektralnih, vremensko-frekvencijskih i prostornih karakteristika. Promatrajući svojstva MMN u različitim domenama i primjenjujući različite matematičke metode (wavelet transformacija, Hilbert-Huang transformacija, Fourierova transformacija) kao temelj novog pristupa postavio je wavelet dekompoziciju u kombinaciji sa nezavisnom analizom komponenata, nazvanom wICA. Također je u vremensko-frekvencijskoj domeni koristio nonnegative matrix factorization (NMF) i nonnegative tensor factorization (NTF) za raščlanjivanje vremensko-frekvencijski predstavljenog EEG-a u svrhu dobivanja komponenata MMN i P3a.

VI. ZAKLJUČAK

Evociranim potencijalima slušnog puta može se jednoznačno provjeriti da li je periferni sluh uredan, dok ispitivanje sposobnosti razlikovanja trenutnih slušnih karakteristika, frekvencijskih i vremenskih, nije još uvijek dovoljno točno za kliničku praksu. MMN u dijagnostičkoj primjeni ima tendenciju postati pokazatelj slušnih problema na razini moždane kore kod osoba sa specifičnim jezičnim teškoćama, ili disleksijom. Iako rezultati istraživanja nisu ujednačeni, pojava MMN kod ispitanika, koji nije prošao diskriminacijski bihevioralni test, dokazuje da rani stupanj slušnog procesiranja u mozgu nije oštećen.

MMN je vrlo pogodan za ispitivanje djece s govornojezičnim teškoćama budući da testiranje ne zahtjeva kognitivnu suradnju, naprotiv dijete usmjerava pažnju na sadržaj koji mu je interesantan, također morfologija signala vrlo je slična kao i kod odraslih. Naprednom analizom, te multidisciplinarnim pristupom izradi paradigme i obradi rezultata moguće je pridonijeti novijim istraživanjima i znanstvenim naporima da MMN postane dodatna objektivna dijagnostička vrijednost.

LITERATURA

[1] A.C. Guyton, J.E.Hall, Medicinska fiziologija. Zagreb, HR: Medicinska naklada, 2003

[2] D. Bishop, G. McArthur, ''Individual differences in auditory processing in specific language impairment: A follow-up study using event-related potentials and behavioural thresholds'', Cortex, vol. 41, pp. 327-341, 2005

[3] M.Judaš, I. Kostović, Temelji neuroznanosti. Zagreb, HR: Medicinska naklada, 1997

[4] A.Šanić, Biomedicinska elektronika. Zagreb, HR: Školska knjiga, 1995

[5] V. Išgum, Elektrofiziološe metode u medicinskim istraživanjima. Zagreb, HR: Medicinska naklada, 2004

[6] S.J. Luck, An introduction to the event-related potential technique. Cambridge, MA: The MIT Press, 2005

[7] A. Zani, A. Proverbio, The Cognitive Electrophysiology of Mind and Brain. London, UK: Academic Press, 2003

[8] H. J. Heinze, T. F. Munte, M. Kutas, S. R. Butler, R. Naatanen, M. R. Nuwer, D.S. Goodin, ''Cognitive event-related potentials'', International Federation of Clinical Neurophysiology, pp. 91-95, 1999

[9] J. Polich, ''Updating P300: An integrative theory of P3a and P3b'', Clinical Neurophysiology. vol. 118, pp. 2128-2148, 2007

[10] C.A.Nelson, M. Luciana, Handbook of Developmental Cognitive Neuroscience. London, UK: The MIT Press, 2001

[11] A.D. Friederici, I. Wartenburger, ''Language and brain'', WIREs Cognitive Science, vol. 1, pp. 150-159, 2010

[12] C. Duncan a, R. Barry, J. Connolly, C. Fischer, P. Michie, R. Näätänen, J. Polich, I. Reinvang, C. Van Petten,“ Event-related potentials in clinical research: Guidelines for eliciting, recording and quantifying mismatch negativity, P300 and N400“, Clinical Neurophysiology, vol. 120, pp. 1883–1908, 2009

[13] D. Bishop, '' Using Mismatch Negativity to study cenral auditory processing in developmental language and literacy impairment: Where are we, and where should we be going?'', Psychological Bulletin. vol. 133, pp. 651-672, 2007

[14] R. Quian Quiroga, H. Garcia: '' Single-trial event-related potentials with wavelet denoising'', Clinical Neurophysiology, vol.114, pp. 376–390, 2003

[15] D. Bishop, M. Hardiman, ''Measurement of mismatch negativity in individuals: A study using single-trail analysis'', Psychophysiology, vol. 47, pp. 697–705, 2010

[16] Fengyu Cong, ''Evaluation and extraction of mismatch negativity through exploiting temporal, spectral, time-frequency and spatial features'', doktorska disertacija. University of Jyväskylä, Jyväskylä, FIN, 2010

Oznake: govorna poteškoća, slušni evocirani potencijal, moždani put, EEG valovi, Mismatch negativity