申敏，牛鳳蘭，劉愛姝，王曉翠，李炬，梁巍，盧曉月，劉舵，孫喜斌

·專題·

學(xué)齡前兒童與成人漢語聽覺失匹配反應(yīng)的特征比較

申敏，牛鳳蘭，劉愛姝，王曉翠，李炬，梁巍，盧曉月，劉舵，孫喜斌

目的考察學(xué)齡前兒童與成人漢語聽覺失匹配反應(yīng)(MMR)的特點。方法9名學(xué)齡前健聽兒童與8名健聽成人采用被動Oddball模式進行事件相關(guān)電位測試，刺激為/bal/、/pal/輔音對。結(jié)果所有被試均誘發(fā)出明顯MMR，成人表現(xiàn)為典型失匹配負波，學(xué)齡前兒童表現(xiàn)為寬大正向位移，出現(xiàn)的時間較晚，振幅較大。多因素方差分析顯示，組別的主效應(yīng)顯著，學(xué)齡前兒童的MMR潛伏期長于成人，振幅大于成人(P＜0.05)。結(jié)論獲得了3～6歲兒童和成人較為穩(wěn)定、各具特點的MMR波形和指標值。

學(xué)齡前兒童；成人；普通話；失匹配反應(yīng)；事件相關(guān)電位

[本文著錄格式]申敏，牛鳳蘭，劉愛姝，等.學(xué)齡前兒童與成人漢語聽覺失匹配反應(yīng)的特征比較[J].中國康復(fù)理論與實踐, 2014,20(11):1001-1003.

失匹配負波(mismatch negativity,MMN)是事件相關(guān)電位(event-related potential,ERP)的一個成分，是約100～250 ms之間的偏差刺激與標準刺激的差異負波[1]，N??t?nen等于1978年首先報道該發(fā)現(xiàn)。目前，MMN作為反映大腦對感覺信息自動加工的客觀指標，正受到越來越多的關(guān)注。本研究采用被動Oddball模式，標準刺激為言語聲/bal/，偏差刺激為言語聲/pal/，考察學(xué)齡前兒童對不同輔音對(聲母)失匹配反應(yīng)(mismatch response,MMR)的特點，并與相同模式下成人的反應(yīng)進行比較。

1 對象與方法

1.1 測試對象

9名學(xué)齡前兒童為來自某幼兒園的聽力正常兒童，其中男童5名，女童4名；年齡3～6歲，3、4、6歲兒童各2名，5歲兒童3名，平均年齡5.42歲。成人被試8名，其中男性4名，女性4名；年齡18～30歲，聽力正常。所有測試對象平均聽閾(pure toneaverage, PTA)均≤20 dB HL，無耳科和全身疾病史。

1.2 測試方法

使用NeuroScan 4.5腦電記錄系統(tǒng)(Neuroscan公司)，佩戴國際10-20系統(tǒng)32導(dǎo)電極帽采集腦電信號。鼻尖置參考電極，左眼眶上下置垂直眼電極，左右眼眶外側(cè)置水平眼電極；頭皮與電極之間阻抗＜5 kΩ。測試在中國聾兒康復(fù)研究中心心理學(xué)實驗室進行，符合GB/T16403-1996隔聲電屏蔽室標準。被試取坐位，全身放松，保持安靜、清醒；看帶字幕無聲電影或動畫片分散注意力，不關(guān)注所給刺激聲。測試中，兒童被試由家長或主試陪同。

采用被動Oddball模式，標準刺激和偏差刺激呈現(xiàn)概率分別為85%和15%。刺激為言語聲，標準刺激是言語聲/bal/，偏差刺激是言語聲/pal/，持續(xù)時間200 ms。刺激呈現(xiàn)序列進行偽隨機處理，刺激間隔(inter-stimulus interval,ISI)為450～500 ms之間的隨機值。聲場給聲，聲音刺激通過頻響曲線平直的惠威(Hi-Vi)X4專業(yè)監(jiān)聽音箱呈現(xiàn)，聲音強度70 dB SPL。揚聲器放置在被試正前方呈0°，水平位置與測試耳同高，距離測試耳150 cm。

1.3 數(shù)據(jù)分析

對記錄到的原始腦電圖數(shù)據(jù)做離線分析。去除漂移明顯和干擾明顯的部分，帶通濾波0.05～30.0 Hz (filter)，去除眼電(EOG)、腦電分段(epoch)，基線校正(baseline correct)，去除偽跡(artifact rejection)，再次基線校正，疊加平均(average)。用偏差刺激的波形減去標準刺激的波形，結(jié)合腦地形圖，將所得波形中峰潛伏期位于100～300 ms的最大差異波(最大負向波或最大正向波)確定為MMN，以Fz、FCz、Cz電極點記錄的MMN為基本分析波形，標定后顯示潛伏期，計算振幅。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

由于Fz、FCz、Cz 3個電極記錄位置的波形相似，因此以Fz點為代表進行呈現(xiàn)。學(xué)齡前兒童和成人都可以看到明顯的聲母辨別MMR；成人MMR為負向波，在146 ms左右出現(xiàn)，振幅2 μV左右；學(xué)齡前兒童MMR為正向波，在200 ms后出現(xiàn)，振幅6 μV左右。見圖1。

統(tǒng)計學(xué)分析顯示，學(xué)齡前兒童MMR潛伏期比成人長，個體間差異與成人相似；學(xué)齡前兒童的振幅比成人高，且個體間差異較大，但不同年齡組間的差異不明顯；從出現(xiàn)電極位置看，學(xué)齡前兒童MMR出現(xiàn)的順序為Cz－FCz－Fz，且振幅逐漸增高；成人則相反，為前額區(qū)Fz－FCz－Cz，振幅逐漸增高。見表1。

統(tǒng)計分析顯示，MMR潛伏期組別的主效應(yīng)顯著，學(xué)齡前兒童晚于成人(P＜0.05)。

振幅組別主效應(yīng)非常顯著，學(xué)齡前兒童MMR振幅顯著大于成人(P＜0.001)；電極位置主效應(yīng)不顯著(P＞0.05)；組別和電極位置的交互作用邊緣顯著(P= 0.08)；簡單效應(yīng)分析，兩組在Fz、FCz、Cz 3個電極位置振幅均有非常高度顯著性差異(P＜0.001)。

圖1 聲母辨別ERP波

表1 學(xué)齡前兒童與成人失匹配負波的潛伏期與振幅

3 討論

MMN可以為聽中樞處理障礙、發(fā)展性語言和閱讀障礙的鑒別提供早期診斷[2-4]。盡管MMN在成人中已得到很好的確認，但關(guān)于嬰幼兒及兒童的研究還較少，關(guān)于MMN的發(fā)展軌跡及其特點仍然不清楚。

一些關(guān)于新生兒和嬰兒MMR研究發(fā)現(xiàn)其為負向波，但是通常要更長的時間或在較晚的時間窗內(nèi)發(fā)生；另一些研究發(fā)現(xiàn)，嬰兒的MMR經(jīng)常為200～450 ms之間的正向波[5-7]。這表明MMR可能存在從正向慢波到快速負波的發(fā)展性轉(zhuǎn)變。最近有研究在學(xué)齡前兒童和學(xué)齡兒童也發(fā)現(xiàn)正向MMR[8]。這進一步表明從正向MMR到MMN的發(fā)展性轉(zhuǎn)變不單是嬰兒中的特異現(xiàn)象。

本研究在學(xué)齡前兒童與成人中均引發(fā)明顯的MMR。成人MMR的波形、潛伏期、振幅、最大振幅分布腦區(qū)與以往的研究一致，即潛伏期為100～200 ms，振幅2 μV，最大振幅分布在Cz區(qū)[1,9]。學(xué)齡前兒童的MMR波形表現(xiàn)為寬大正向位移，出現(xiàn)較晚、振幅較大，最大振幅分布在Fz區(qū)。這與最近有關(guān)學(xué)齡前兒童對輔音對的MMR研究結(jié)果[10]一致，即MMR在學(xué)齡前兒童表現(xiàn)為正向慢波，隨著年齡的增長轉(zhuǎn)變?yōu)榈湫偷氖ヅ湄摬ā?/p>

學(xué)齡前兒童與成人對/bal/、/pal/輔音對MMR波走向不同，可能與以下兩個方面有關(guān)。①中樞神經(jīng)系統(tǒng)的成熟度。聽覺神經(jīng)的成熟程度會明顯影響電生理的測試結(jié)果[11]。②刺激間的差異。以往研究發(fā)現(xiàn)，MMN與標準刺激與偏差刺激之間的差異量有關(guān)[12]。本研究的刺激對為/bal/、/pal/，/b/為雙唇不送氣清塞音，/p/為雙唇送氣清塞音，阻塞部位均在唇部，而且塞音都是立即釋放，除阻時間很短，軟腭和舌位基本無變化，與在發(fā)音部位上存在很大差異的/ba/、/ga/相比，差異量較小。有研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)齡前兒童對較大差異量刺激對/bal/、/gal/的MMR為負向波，而對較小差異量刺激對/bal/、/dal/產(chǎn)生正向波[10]。MMR波的走向及影響因素有待于進一步探索。

一般認為，潛伏期反映被試對刺激開始做出反應(yīng)的早晚，振幅往往反映信息加工時心理資源付出的多少，振幅的高低與神經(jīng)元激活量或強度呈正相關(guān)[13]。學(xué)齡前兒童MMR潛伏期長于成人，振幅大于成人，這符合神經(jīng)效能假說(neural efficiency hypothesis)[14]。這一假說認為大腦的工作效率體現(xiàn)在兩個方面：對與工作相關(guān)腦區(qū)的調(diào)用，對無關(guān)腦區(qū)不濫用。腦效率較高表現(xiàn)為ERP振幅降低、潛伏期縮短。學(xué)齡前兒童雖然已經(jīng)較好地掌握了/bal/、/pal/輔音對[15]，但與成人相比，漢語暴露時間或語言經(jīng)驗還存在很大差異，因而做出辨別反應(yīng)的時間較長，動員的心理資源較多。

根據(jù)記憶痕跡假說[16]，誘發(fā)MMN需要標準刺激多次重復(fù)出現(xiàn)，使其物理特征精確地留在腦內(nèi)，成為記憶痕跡；每一個輸入的聽覺刺激都自動與之比較，因此MMN振幅與被試的警醒程度有關(guān)[17]。本研究結(jié)束后的訪談表明，兒童通常覺得邊看動畫片邊聽聲音很有趣，像在與機器人對話，實驗過程中處于較高的警醒狀態(tài)，在認真看動畫片的同時，聽聲音也可能會投入較多心理資源；而成人則很快習(xí)慣了聽到的聲音，處于較低的警醒狀態(tài)，調(diào)動少量的心理資源應(yīng)對聽到的聲音，而把更多的心理資源用來處理與動畫片相關(guān)的信息。

本研究以3～6歲學(xué)齡前兒童和成人為對象，獲得較為穩(wěn)定、具有各自鮮明特點的MMR波形和指標值，為探索學(xué)齡前兒童和成人皮層聽覺感覺記憶功能特點及聽覺言語發(fā)育提供了參考。

[1]趙侖.ERPs實驗教程(修訂版)[M].南京:東南大學(xué)出版社,2010:54.

[2]Moore DR,Osen S,Bamiou DE,et al.Evolving concepts of developmental auditory processing disorder(APD):A British Society of Audiology APD Special Interest Group'white paper'[J].Int J Audiol,2013,52 (1):3-13.

[3]van Leeuwen T,Been P,van Herten M,et al.Cortical categorization failure in 2-month-old infants at risk for dyslexia[J].Neuroreport, 2007,18(9):857-861.

[4]Guttorm TK,Lepp?nen PH,Poikkeus M,et al.Brain event-related potentials(ERPs)measured at birth predict later language development in children with and without familial risk for dyslexia[J].Cortex,2005,41 (3):291-303.

[5]Dehaene-Lambertz G.Cerebral specialization for speech and nonspeech stimuli in infants[J].J Cogn Neurosci,2000,12(3):449-460.

[6]Morr ML,Shafer VL,Kreuzer JA,et al.Maturation of mismatch negativity in typically developing infants and preschool children[J].Ear Hear,2002,23(2):118-136.

[7]Shafer VL,Yu YH,Datta H.The development of English Vowel perception in monolingual and bilingual infants:Neurophysiological correlates[J].J Phon,2011,39(4):527-545.

[8]Ahmmed AU,Clarke EM,Adams C.Mismatch negativity and frequency representational width in children with specific language impairment[J].Dev Med Child Neurol,2008,50(12):938-944.

[9]羅躍嘉,魏景漢.跨通道注意的失匹配負波研究[J].中國科學(xué),1998, 28(2):186-192.

[10]Lee CY,Yen H,Yeh P,et al.Mismatch responses to lexical tone,initial consonant,and vowel in Mandarin-speaking preschoolers[J].Neuropsychologia,2012,50(14):3228-3239.

[11]倪道鳳,徐春曉,商瑩瑩,等.中樞聽覺處理障礙和新生兒聽力篩查[J].中華耳鼻咽喉頭頸外科雜志,2011,46(3):183-185.

[12]周娜,郭明麗,于黎明,等.不同頻率與強度差值對正常人錯配負反應(yīng)的影響[J].中國耳鼻咽喉頭頸外科,2007,14(10):575-577.

[13]Hillyard SA,Anllo-Vento L.Event-related brain potentials in the study of visual selective attention[J].Proc Natl Acad Sci USA,1998,95(3): 781-787.

[14]Loeches MM,Ruata JM,Lebrusant LM,et al.Electrophysiology and intelligence:the electrophysiology of intellectual functions in intellectual disability[J].J Intellect Disabil Res,2001,45(1):63-75.

[15]劉巧云,趙航,陳麗,等.3～5歲健聽兒童音位對比識別習(xí)得過程研究[J].聽力學(xué)及言語疾病雜志,2011,19(2):116-119.

[16]N??t?nen 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(12):2544-2590.

[17]郭明麗,周娜,蘭蘭,等.聽神經(jīng)病患者失匹配負波特征與言語識別率的關(guān)系[J].聽力學(xué)及言語疾病雜志,2006,14(1):16-20.

Features of Auditory Mismatch Responses Elicited from Putonghua-speaking Preschoolers and Adults

SHEN Min,NIU Feng-lan, LIU Ai-shu,WANG Xiao-cui,LI Ju,LIANG Wei,LU Xiao-yue,LIU Duo,SUN Xi-bin.China Rehabilitation Research Center for Deaf Children,Beijing 100029,China

ObjectiveTo investigate the features of the auditory mismatch response(MMR)elicited from the preschoolers and adults.Methods9 preschoolers aged 3-6 and 8 adults were elicited and measured MMR to speech sounds(/bal/,/pal/)using the Oddball paradigm.ResultsThe response was typical mismatch negativity in adults,and was slow positive waves with larger amplitude in the preschoolers. MNOVA results showed that there were significantly differences between the 2 groups,said the latency of MMRs was significantly longer and the amplitude was larger in the preschoolers than in the adults(P＜0.05).ConclusionStable MMRs with distinct characters in preschoolers and adults have been obtained respectively.

preschoolers;adults;Putonghua;mismatch response;event-related potential

10.3969/j.issn.1006-9771.2014.11.001

H018

A

1006-9771(2014)11-1001-03

2014-03-11

2014-04-14)

1.衛(wèi)生行業(yè)科研專項項目(No.201202005)；2.中國聾兒康復(fù)研究中心課題(No.223;No.222)。

中國聾兒康復(fù)研究中心，北京市100029。作者簡介：申敏(1981-)，女，漢族，河南信陽市人，碩士，助理研究員，主要研究方向：兒童語言發(fā)展，聽障兒童康復(fù)。通訊作者：孫喜斌，男，碩士，主任醫(yī)師，教授。E-mail:13701151315@163.com。