Neurale temporele verwerking in het ouder wordende auditieve systeem: ontrafelen van effecten van leeftijd en perifeer gehoorverlies

Goede vaardigheden met betrekking tot spraakverstaan zijn belangrijk voor communicatie en sociale integratie. Veel mensen ondervinden echter moeilijkheden met spraakverstaan in alledaagse, lawaaierige luistersituaties. Dit zorgt ervoor dat ze sociale aangelegenheden vermijden of dat ze zich eruit terugtrekken, wat hun kwaliteit van leven ondermijnt. Er is een algemene consensus dat moeilijkheden met spraakverstaan het gevolg zijn van slechthorendheid, leeftijd en cognitieve problemen. Desondanks blijft het onduidelijk in welke mate elk van deze drie factoren de spraakperceptie beïnvloeden. Dit gebrek aan kennis kan worden toegeschreven aan het feit dat slechthorendheid, leeftijd en cognitieve problemen nauw met elkaar verbonden zijn, waardoor het moeilijk is om hun differentiële bijdrage aan moeilijkheden met spraakverstaan te onderzoeken. Nochtans is dergelijke kennis nodig om interventiestrategieën te ontwikkelen om deze veelvoorkomende moeilijkheden te verhelpen.

Het doel van het huidige onderzoek was om de differentiële impact van slechthorendheid en leeftijd op spraakverstaan te ontrafelen. Daarvoor gebruikten we een specifiek onderzoeksdesign. We rekruteerden personen van drie leeftijdscategorieën, namelijk jong (20-30 jaar), van middelbare leeftijd (50-60 jaar) en ouder (70-80 jaar), die normaalhorend (NH) of slechthorend (SH) waren. Alle deelnemers slaagden voor een sensitieve cognitieve screening, wat aangeeft dat ze normale cognitieve capaciteiten hadden. Op deze manier minimaliseerden we ongewenste effecten van cognitie. Door resultaten te vergelijken tussen de drie NH leeftijdsgroepen, enerzijds, en tussen NH en SH volwassenen van dezelfde leeftijdscategorie, anderzijds, konden we respectievelijk effecten van leeftijd en slechthorendheid onderzoeken.

We voerden gedragsmatige spraakverstaantesten en elektrofysiologische metingen uit om inzicht te krijgen in de omvang alsook de aard van de nadelige effecten van leeftijd en slechthorendheid op spraakverstaan. Spraakverstaan werd geëvalueerd in verschillende soorten maskeerruis om na te gaan of de impact van leeftijd en/of slechthorendheid afhankelijk is van het type achtergrondlawaai. Wat de elektrofysiologische metingen betreft, onderzochten we neurale temporele verwerking in het auditieve brein en in het bijzonder de neurale encodering van de spraakomhullende. Het is geweten dat de langzaam fluctuerende spraakomhullende de spraakperceptie stuurt en dat de omhullende modulaties worden geëncodeerd door gesynchroniseerde neurale oscillatorische activiteit langsheen het centrale auditieve pad. Om deze neurale omhullende encodering te bestuderen, maakten we opnames van auditory steady-state responses (ASSRs) in reactie op spraakgerelateerde akoestische modulaties. De mate van neurale omhullende encodering werd onderzocht langsheen het ganse auditieve pad, van de hersenstam tot in de cortex. Daarnaast onderzochten we de functionele hemisferische asymmetrie, d.i. de asymmetrische verwerking van specifieke modulatiefrequenties naar de linker- of de rechterhemisfeer, wat een intrinsiek onderdeel van spraakverwerking is.

Het huidige onderzoek toont aan dat spraakverstaan in de aanwezigheid van achtergrondlawaai verslechtert tegen middelbare leeftijd en nog verder achteruitgaat tegen oudere leeftijd, ongeacht het gehoor. We documenteren ook dat de impact van slechthorendheid hetzelfde is op jonge, middelbare en oudere leeftijd. De negatieve invloeden van leeftijd en gehoorverlies zijn het meest uitgesproken in het geval van cognitief veeleisend achtergrondlawaai (informationele maskering). Meer nog, in dergelijk achtergrondlawaai hebben zowel slechthorendheid als leeftijd een significant aandeel in de spraakverstaanproblemen van SH ouder wordende personen, terwijl de invloed van slechthorendheid overheerst bij achtergrondlawaai dat enkel energetische maskering teweegbrengt.

Onze elektrofysiologische metingen tonen aan dat zowel leeftijd als slechthorendheid gekenmerkt worden door veranderingen in de neurale encodering van de temporele omhullende in subcorticale alsook in corticale auditieve gebieden. Wat de factor leeftijd betreft, neemt de corticale neurale omhullende encodering toe en neemt de subcorticale encodering af naarmate men ouder wordt, ongeacht het gehoor. Bovendien is er op oudere leeftijd minder functionele hemisferische asymmetrie. Wat slechthorendheid betreft, tonen we aan dat dit inherent gepaard gaat met een toename in neurale omhullende encodering van de hersenstam tot in de cortex – voornamelijk wanneer gecontroleerd wordt voor hoorbaarheid – op jonge en middelbare leeftijd. Een dergelijke toename in neurale encodering is niet van toepassing op SH oudere volwassenen. Slechthorendheid op oudere leeftijd (presbyacusis) wordt echter gekenmerkt door een functionele hemisferische asymmetrie die niet teruggevonden wordt in oudere personen die NH zijn.

Ten slotte voerden we regressieanalyses uit om te bepalen of de leeftijd en gehoor gerelateerde veranderingen in spraakverstaan verklaard kunnen worden door de waargenomen veranderingen in neurale temporele verwerking. We vonden inderdaad significante correlaties. We stellen vast dat meer neurale omhullende encodering in de auditieve cortex slechter spraakverstaan voorspelt bij NH volwassen. Bij SH volwassenen komt meer neurale omhullende encodering in de hersenstam overeen met slechter spraakverstaan.

Dit doctoraatsonderzoek schept klaarheid in het differentiële aandeel van leeftijd en slechthorendheid in moeilijkheden met spraakverstaan en geeft een gedetailleerde beschrijving van de impact van leeftijd en slechthorendheid op de neurale omhullende encodering in het auditieve brein. Daarenboven geeft de aangetoonde samenhang tussen neurale omhullende encodering en verminderd spraakverstaan veelbelovende aanwijzingen voor het ontwikkelen van vooruitstrevende interventiestrategieën om vaardigheden met betrekking tot spraakverstaan te verbeteren en, daarmee, de kwaliteit van leven.