符秋養(yǎng)　梁勇　鄒岸　王濤

?

·臨床研究·

不同強度言語聲誘發(fā)聽性腦干反應及聽處理偏側化分析△

符秋養(yǎng)1梁勇2鄒岸3王濤3

【摘要】目的探討不同強度言語聲誘發(fā)聽性腦干反應(speech evoked auditory brainstem response，s-ABR)的時域和頻域變化以及腦干水平是否存在聽處理偏側化現(xiàn)象。方法分別以40、60和80 dB HL言語聲對29例健康青年行雙耳s-ABR檢測，分析雙耳時域參數(shù)中的主波潛伏期、幅值以及頻域參數(shù)中的基頻(F0)、共振峰(F1～F5)。結果三種刺激強度下，左右耳各主波潛伏期及幅值之間差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；隨言語刺激聲強增大，計算強度每降低20 dB時s-ABR各主波潛伏期延長平均值，瞬態(tài)性主波V、A、C、O波及周期性主波D、E、F波的潛伏期均顯著縮短(P<0.05)，幅值顯著增加(P<0.05)；周期性主波潛伏期延長更明顯(P<0.05)。s-ABR頻域分析顯示，從F0及F1～F5幅值依次降低，與強度變化一致；雙耳記錄的s-ABR具有很高的相似度，其時域參數(shù)和頻域參數(shù)耳別間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。結論s-ABR較好編碼了言語的時域和頻域信息，且時域和頻域參數(shù)高度對應并具有相同的強度響應性；瞬態(tài)性和周期性成分的s-ABR各主波不同潛伏期特性可能提示更多編碼信息；言語在聽性腦干水平的處理并無明顯偏側化現(xiàn)象。

【關鍵詞】言語聲；強度；聽性腦干反應；偏側化

言語作為人類社會中最重要的復雜聲，是聲音和意義的集合體，常被稱為語音，攜帶著非常豐富的聲學信息[1]，頻率和強度是其中最重要的特征信息。目前關于言語頻率和強度的聽覺處理機制仍知之甚少，對于言語認知行為的諸多細節(jié)亦不清楚。

言語認知行為的完成除依賴于聽覺系統(tǒng)將言語聲信息轉換為神經(jīng)電信號并連續(xù)加工編碼外，還需要經(jīng)過復雜的高級心理活動。在這一過程中大腦半球表現(xiàn)出了一側偏向現(xiàn)象，稱為聽處理偏側化[2,3]。目前皮層水平的聽處理偏側化研究較為深入，發(fā)現(xiàn)主要由一側大腦半球控制著一定的言語功能，瞬態(tài)性的詞義性信息分析主要在左半球聽區(qū)，而周期性的非詞義性信息處理可能在右半球[2]。有學者認為耳蝸水平可能也具有類似大腦半球的不對稱性處理，其短聲刺激的瞬態(tài)耳聲發(fā)射信噪比右耳顯著高于左耳，而純音刺激則左耳顯著高于右耳[3]。

腦干作為聽覺皮層下中樞，接受雙側耳蝸的傳入信息后經(jīng)過處理整合如實表達了刺激聲的信息，保證了高級中樞更復雜、精細的信息處理，是聽處理的重要環(huán)節(jié)。因此，了解言語頻率和強度信息在腦干的表達對了解聽覺處理過程及了解言語認知行為的神經(jīng)電生理機制有重要意義。近年研究發(fā)現(xiàn)言語聲誘發(fā)聽性腦干反應(speech evoked auditory brainstem response，s-ABR)與刺激聲信息有高度的對應關系，在言語認知機制研究及相關臨床應用方面引起關注[2,4～8]。s-ABR最常用的刺激聲是合成輔-元音單音節(jié)/da/[7]，/da/包含清輔音/d/和元音/a/兩部分，/a/部分時域上有3個周期性波：d(15.27 ms)、e(23.88 ms) 和f(32.38 ms)，周期約為9 ms；頻域含有基頻(F0)及5個共振峰(F1～F5)，頻率范圍分別是：F0= 103～121 Hz，F(xiàn)1= 220～720 Hz， F2= 1700～1240 Hz，F(xiàn)3=2 580～2 500 Hz，F(xiàn)4,5=3 600～4 500 Hz；/da/誘發(fā)s-ABR為一系列成分波，由起始反應(onset response, OR)及頻率跟隨反應(frequency following response, FFR)組成[4～8]。有學者[5]進一步將其分為OR、過渡部分、FFR和終止部分；OR包含V波和A波，過渡部分包含C波，F(xiàn)FR包含D波、E波和F波，終止部分則包含O波。s-ABR的OR、過渡部分以及終止部分屬于瞬態(tài)性成分，而FFR屬于周期性成分，這些反應成分在不同人群中表現(xiàn)出不同的電生理特點，為言語認知機制的基礎及臨床研究提供了良好的工具[4～7]。

本研究通過分析s-ABR隨刺激聲強度的變化和耳側關系，探討腦干水平言語編碼機制及其聽處理偏側化現(xiàn)象，希望有助于進一步認識言語認知行為的神經(jīng)電生理機制。

1資料與方法

1.1研究對象健康成人29例58耳，男15例，女14例，年齡24～39歲，平均33.19±5.18歲。納入標準：右利手，具有高中以上教育背景，能流利進行普通話交流，無聽覺系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)疾病及精神障礙病史，500～8 000 Hz純音平均聽閾≤20 dB HL，click-ABR檢測結果正常。

1.2s-ABR檢測方法測試儀器為美國Intelligent Hearing Systems公司生產(chǎn)的Smart EP誘發(fā)電位儀，測試在聲電屏蔽室內(nèi)(GB/T16403)進行。測試前告知受試者閉目，保持安靜，盡可能避免眼瞼抖動，忽視測試聲。測試時受試者平臥位，參考電極置于兩側耳垂，記錄電極置于前額正中發(fā)際處，地極置于眉心，極間電阻均≤3 kΩ；插入式耳機分別固定于兩側外耳道口深部0.5 cm處；采樣率8 000 Hz，帶通濾波100～3 000 Hz，偽跡拒絕閾值35 μV，采用同側給聲、同側記錄模式；刺激聲采用合成輔-元音單音節(jié)/da/[7](圖1)，刺激率為11.1次/秒，分別以40、60和80 dB HL強度測試，每個受試者每個刺激強度均記錄三組數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)連續(xù)記錄64 ms，三組數(shù)據(jù)做平均處理提高信噪比。測試時刺激強度的給聲順序以及刺激耳別隨機決定，調整強度及耳別時受試者休息2分鐘，每組數(shù)據(jù)測試間隔1分鐘。

1.3s-ABR的時域(主波潛伏期、幅值)和頻域(基頻、共振峰)分析

1.3.1s-ABR時域分析s-ABR主波判定采用軟件結合人工方法，首先由研究者在Matlab平臺上開發(fā)的軟件模塊進行初步判定，然后由不了解反應參數(shù)的s-ABR研究者對軟件判定主波進行確定或調整。軟件模塊主要功能包括讀取Smart EP記錄的3組原始數(shù)據(jù)，做平均疊加去噪處理得到一個平均波形，然后，根據(jù)設定的主波判定準則，對平均波形進行主波判定，并在人工確定后讀取出主波潛伏期和幅值。綜合聽腦干反應特性、/da/聲學參數(shù)及同類研究結果[1,4,5,7]，軟件模塊中平均波形的主波判定準則為：潛伏期≤10 ms的幅值最大正性波峰判為V波，緊接的負性波峰判為A波，10 ms<潛伏期≤20 ms的幅值最大負性波峰判為C波，20 ms<潛伏期≤30 ms的幅值最大負性波峰判為D波，30 ms<潛伏期≤40 ms的幅值最大負性波峰判為E波，40 ms<潛伏期≤50 ms的幅值最大負性波峰判為F波；50 ms<潛伏期≤55 ms的幅值最大負性波峰判為O波。

1.3.2s-ABR頻域分析對58耳3種強度的s-ABR平均波形進行快速傅立葉變換，提取/da/基頻及5個共振峰信息并計算其幅值(對應/da/基頻和共振峰頻率范圍的平均峰值)，即F0及F1～F5的幅值。

2結果

2.1s-ABR的波形29例受試者雙耳s-ABR時域及頻域圖形與刺激聲具有很高相似性,反應時域波形由一系列成分波組成，其主波包含正波V、負波A、負波C、負波D、負波E、負波F和負波O(圖1)，頻域圖中FFR與元音/a/具有非常準確的對應關系，而輔音/d /沒有很好地被表達(圖2)。

圖1　/da/的時域波形及雙耳s-ABR的時域平均波形

a為/da/時域波形，b、c分別為左右耳s-ABR時域平均波形

圖2　/a/的頻域波形及雙耳FFR的頻域平均波形

a為/a/頻域波形，b、c分別為左右耳FFR頻域平均波形

2.2不同刺激強度下雙耳s-ABR各主波潛伏期及幅值由表1～4可見，三種刺激強度下，雙耳間各主波潛伏期及幅值的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，說明/da/聲誘發(fā)的s-ABR無偏側化現(xiàn)象；不同強度下各主波潛伏期差異有統(tǒng)計學意義(P< 0.05)，多重比較顯示40與60 dB HL、60與80 dB HL、40與80 dB HL強度下，各波潛伏期差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；不同強度下各主波幅值(除D波外)差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，多重比較，僅在40與80 dB HL強度下部分主波幅值差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；潛伏期CV=1%～14%，幅值CV=31%～83%。計算強度每降低20 dB時s-ABR各主波潛伏期延長平均值[(40 dB強度下的潛伏期值-80 dB強度下的潛伏期值)/2]，各瞬態(tài)性主波V、A、C及O波潛伏期變化均值分別為0.79±0.32、0.69±0.28、0.72±0.35及0.68±0.40 ms；而各周期性成分D、E和F波潛伏期變化均值分別為1.21±0.59、1.14±0.61和1.17±0.67 ms，可見，周期性主波潛伏期延長更明顯(P<0.05)。

刺激強度(dBHL)V波 右耳 左耳 A波 右耳 左耳 C波 右耳 左耳 O波 右耳 左耳 408.16±0.778.19±0.749.08±0.348.96±0.4014.99±1.6214.47±1.2150.54±1.1150.63±1.14607.13±0.577.15±0.268.23±0.538.20±0.5313.89±1.7913.36±1.3050.11±1.1150.07±0.98806.37±0.516.41±0.417.44±0.637.43±0.5113.29±1.2813.16±1.1249.10±0.7849.37±0.95耳別F0.843.012.990.39P0.780.940.950.51強度F238.96212.4224.7259.75P<0.001<0.001<0.001<0.001P*<0.001α<0.001α<0.001α<0.001α

注：P*為各強度多重比較，α為所有兩兩比較

±s)

注：P*為各強度多重比較，α為所有兩兩比較

刺激強度(dBHL)V波 右耳 左耳 A波 右耳 左耳 C波 右耳 左耳 O波 右耳 左耳 400.11±0.050.11±0.05-0.07±0.03-0.06±0.05-0.07±0.04-0.08±0.06-0.07±0.04-0.07±0.04600.13±0.060.12±0.07-0.09±0.06-0.09±0.04-0.09±0.05-0.10±0.07-0.08±0.05-0.08±0.04800.15±0.070.13±0.06-1.13±0.05-1.10±0.06-0.13±0.07-0.14±0.11-0.10±0.05-0.12±0.06耳別F1.651.260.280.66P0.210.270.600.42強度F3.8413.2610.858.33P0.03<0.001<0.001<0.001P*<0.001β<0.001α<0.001α<0.001β

注：P*為各強度多重比較，α為所有兩兩比較，β為僅40與80 dB HL強度比較

刺激強度(dBHL)D波 右耳 左耳 E波 右耳 左耳 F波 右耳 左耳 40-0.12±0.06-0.11±0.05-0.12±0.05-0.12±0.05-0.12±0.05-0.11±0.0460-0.14±0.05-0.13±0.06-0.13±0.05-0.13±0.04-0.14±0.06-0.13±0.0480-0.13±0.05-0.13±0.05-0.14±0.05-0.15±0.06-0.15±0.06-0.16±0.05耳別F1.660.090.55P0.210.770.50強度F1.693.288.46P0.190.04<0.001P*0.03β<0.001β

注：P*為各強度多重比較，α為所有兩兩比較，β為僅40與80 dB HL強度比較

2.3s-ABR頻域分析結果/da/基頻(F0)及共振峰(F1～F5)見表5，表達幅值從F0到F1～F5依次降低(F4～5數(shù)值接近0，未列出)，幅值變化與言語強度改變一致。

刺激強度(dBHL)F0 右耳 左耳 F1 右耳 左耳 F2 右耳 左耳 F3 右耳 左耳 403.80±2.443.56±2.433.09±1.132.83±0.860.41±0.040.38±0.050.25±0.080.24±0.07604.24±2.124.16±1.963.55±0.903.08±0.880.40±0.060.39±0.060.24±0.080.24±0.09806.13±2.756.12±2.843.81±1.013.98±0.860.46±0.100.45±0.070.25±0080.26±0.10耳別F0.152.962.790.00P0.710.100.110.95強度F16.5526.6515.510.48P<0.001<0.001<0.0010.62P*<0.001β<0.001α<0.001β

注：P*為各強度多重比較，α為所有兩兩比較，β為僅40與80 dB HL比較

3討論

3.1s-ABR時域特性分析聽腦干是聽皮層下接受、分析和發(fā)送聽覺信息的多功能整合中心，其內(nèi)部眾多纖維聯(lián)系形成多種反饋回路，對聽覺信息的提取和調制有著重要作用[6,9,10]。s-ABR的產(chǎn)生與言語信號特征密切相關，反應中的V波及A波為言語信號開始誘發(fā)，C波為言語信號中元音開始誘發(fā)，O波則為言語信號結束所誘發(fā)[7]，這些瞬態(tài)性波可能是腦干核團中章魚細胞(ocopus cells)的活動結果，這類聽神經(jīng)元具有強度響應性，并對刺激中的瞬態(tài)性信息產(chǎn)生爆發(fā)式反應[8]。而周期性波D、E、和F則是言語信號中元音信息的跟隨反應，可能來源于腦干核團中對1 kHz以下頻率表現(xiàn)出顯著鎖相特性的神經(jīng)元[11]，如“給聲”反應細胞、“斬波”細胞、初始樣細胞等。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著言語強度增大，s-ABR瞬態(tài)性波及周期性波均表現(xiàn)出了潛伏期顯著縮短以及幅值顯著增大，這可能與強度變化影響了這些腦干神經(jīng)元首個動作電位的發(fā)放時間(first spike latency，F(xiàn)SL)和發(fā)放數(shù)(first spike count，F(xiàn)SC)有關，一般認為強度增大可使聽神經(jīng)元FSC增加，產(chǎn)生較大反應幅值[12,13]。然而，聽覺誘發(fā)電位幅值穩(wěn)定性差，本研究中s-ABR各強度下幅值變異系數(shù)為31%～83%，波動性較大，這可能與聽神經(jīng)元FSC的差異和不穩(wěn)定有關。研究發(fā)現(xiàn)聽覺神經(jīng)元存在3種FSC模式，一種隨著強度增加而持續(xù)增加，一種隨強度增加到一定水平后趨于穩(wěn)定，另一種則隨強度增加到一定水平后反而下降[12]；這3種FSC模式的神經(jīng)元廣泛存在于聽覺系統(tǒng)各級核團[13]，目前尚不清楚這些神經(jīng)元在不同核團的分布情況。此外，同一聽神經(jīng)元FSC也不穩(wěn)定，相同強度刺激引起的發(fā)放數(shù)變化很大[13]。從本研究結果看，強度變化引起s-ABR幅值改變的數(shù)值較小，可能是因為20 dB和40 dB的強度差距尚不能引起聽神經(jīng)元總體FSC明顯增加；研究發(fā)現(xiàn)強度刺激引起的聽神經(jīng)元總體FSC在60 dB強度差內(nèi)變化不大[14]，這與本文結果符合。有學者認為聽神經(jīng)元FSL是聲音強度編碼更可靠的機制，隨著強度增大表現(xiàn)為逐漸減小[12,15～17]；聽神經(jīng)元FSL具有高度穩(wěn)定性，同一刺激FSL標準差常在零點幾毫秒之內(nèi)，在較高聲強時更為明顯[18]；此外，相同頻率的FSL-強度曲線可準確反映兩者關系，而不同頻率的FSL-聲強曲線經(jīng)時間和強度等效后也可以完全重疊，不受刺激時程的影響[13]，因而聽覺誘發(fā)電位的反應潛伏期穩(wěn)定性非常高，并且隨刺激強度增大而逐漸減小。本研究結果顯示s-ABR各強度下潛伏期變異系數(shù)較小(1%～14%)，這與聽神經(jīng)元FSL的穩(wěn)定性符合。盡管FSC和FSL可能各自解釋了聲音強度的編碼機制，但FSL可達數(shù)毫秒甚至微秒的精確度攜帶著更多信息[15]，因此，聽覺電位反應潛伏期具有更高的臨床應用價值。

從文中結果看，當言語刺激強度以相同程度增加時，s-ABR瞬態(tài)性主波之間的潛伏期變化值接近，而周期性成分潛伏期的變化值也接近，但周期性主波潛伏期延長更明顯，提示s-ABR瞬態(tài)性成分可能具有相同的神經(jīng)元來源，而周期性主波的神經(jīng)元也可能具有同源性，再次證實了學者關于s-ABR神經(jīng)起源的觀點[6,7]。然而盡管s-ABR瞬態(tài)性成分和周期性主波的來源神經(jīng)元都位于同一聽覺通路，但彼此功能不同，可能構成了2條平行傳導途徑[6,7,9,10]。有學者提出聽腦干信號處理具有特征提取和平行處理原則，聲信息的某種特征被一類特定聽神經(jīng)元提取和識別后由許多并列的信息傳遞通路進行平行處理[6,9]，保證了信息被如實表達到高級中樞[10]。what-where通路可能是聽腦干中平行神經(jīng)通路之一，where通路主要處理詞義信息，而what通路主要負責非詞義信息[6,7,9]。研究發(fā)現(xiàn)有些兒童對言語的詞義識別能力受損，表現(xiàn)出不同程度的誦讀及聽寫困難；但對言語的非詞義信息識別不受影響，如對說話者身份及情感等方面識別能力正常[2,4,7]；這類兒童的s-ABR測試表現(xiàn)出周期性成分無改變，但瞬態(tài)性主波明顯異常[2]，在噪聲下更顯著[7]；提示s-ABR瞬態(tài)性主波來源神經(jīng)元可能構成了where通路，周期性成分神經(jīng)元則可能組成了what通路。s-ABR瞬態(tài)性主波和周期性成分不同的生理特性可能提供更多解密言語認知行為的線索，有待進一步研究。

3.2s-ABR頻域特性分析本研究結果顯示s-ABR反應和刺激聲在時域上相似度非常高；頻域中FFR與元音/a/也具有非常準確的對應關系，但輔音/d/似乎沒有很好地被表征，與言語聲/ba/誘發(fā)腦干反應的研究結果[8]符合。FFR對/a/的精確表達提示元音信息在腦干水平的編碼可能已經(jīng)達到了很高程度，輔音信息未“非編碼”則可能因為輔音識別需要借助語境[19]，然而語境信息是否被表達在s-ABR的瞬態(tài)性成分中尚有待進一步證實。聲波傳入耳蝸后在基底膜傳播，不同頻率在基底膜不同部位發(fā)生最大振動，引起該處內(nèi)毛細胞產(chǎn)生動作電位，從而將機械振動轉變成電信號傳入中樞；在這一過程中，每個部位的內(nèi)毛細胞響應一個最佳頻率，形成了一對一的傳導通道，并且在基底膜波動周期的特定相位發(fā)放沖動，因而使頻率及其時間特征以鎖相發(fā)放形式被傳輸[10]。聽覺通路各級中樞均存在與此對應的頻率拓撲結構，不同頻率響應特性的聽神經(jīng)元按其特征頻率由高到低或者由低到高排列[9,10]；這種頻率拓撲結構使得聲信號不同頻率信息可以通過不同通道傳導，很可能是平行神經(jīng)通路的基礎。基頻是聲調識別的主要特征，共振峰是言語辨別的重要特征，對元音尤為重要，文中結果顯示，/da/基頻F0和5個共振峰F1～F5編碼幅度從基頻到各個共振峰依次降低，幅度變化與言語強度改變一致，提示s-ABR頻域編碼幅值變化可能也表達了言語的強度變化信息；有學者提出s-ABR忠實編碼了言語信息[1,2,6,7]，本研究結果與此相符。

3.3s-ABR無偏側化現(xiàn)象分析聽覺系統(tǒng)各個水平的聽處理偏側化是聽覺研究熱點。聽覺系統(tǒng)為雙側性的神經(jīng)通路，由于對側聽投射更具優(yōu)勢，起始耳的對側半球常得到更強的激活[20]，因而出現(xiàn)了耳側優(yōu)勢，在加工數(shù)字、詞匯等言語材料時表現(xiàn)為右耳優(yōu)勢，而加工音樂、 環(huán)境聲等非言語材料時表現(xiàn)為左耳優(yōu)勢[2,21]。此外，在對輔音處理中也表現(xiàn)出右耳優(yōu)勢，元音處理則無明顯偏側化現(xiàn)象，原因可能是輔音信息變化更快速，因而右耳-左半球交叉優(yōu)勢得到更多激活，但這種左半球優(yōu)勢并非絕對[2]。研究發(fā)現(xiàn)聲調加工也存在右耳-左半球優(yōu)勢，在聲調語種人群中更為顯著，而非聲調語種人群則沒有顯著耳側優(yōu)勢或偏向右半球[22]。目前研究認為聽處理偏側化是解剖不對稱性、左半球言語優(yōu)勢以及右半球非言語優(yōu)勢共同所致[2]，右耳言語刺激時，聽信號可直接投射到左半球進行處理；而左耳聲信號需先投射到右半球，并經(jīng)過胼胝體中繼站處理后方轉入左半球處理中心；同樣，左耳非言語信號可直接投射到右半球進行處理，而右耳則經(jīng)過左半球及胼胝處理后才能轉入右半球處理中心[20,23]。從文中結果看，不同刺激強度下左、右耳的s-ABR無顯著差異，/da/時域信息或頻域信息的聽腦干編碼未表現(xiàn)出耳側優(yōu)勢，而輔音、元音、聲調以及詞義信息在腦干水平的加工亦無偏側化現(xiàn)象，其原因可能是聽腦干信息處理功能性通路是相互平行的，what-where通路可能平行分布于解剖結構中的對側和同側通路；不同耳側及不同聽信息經(jīng)過聽腦干平行處理后投射到對應聽皮層，然后在半球優(yōu)勢作用下才表現(xiàn)出耳側優(yōu)勢；但聽腦干平行處理和聽皮層偏側優(yōu)勢在言語認知行為中的相互關系尚有待進一步研究。

4參考文獻

1Akhoun I, Moulin A, Jeanvoine A, et al. Speech auditory brainstem response (speech ABR) characteristics depending on recording conditions and hearing status: an experimental parametric study[J]. Journal of Neuroscience Methods,2008, 175:196.

2Vanvooren S, Poelmans H, Hofmann M, et al. Hemispheric asymmetry in auditory processing of speech envelope modulations in prereading children[J]. The Journal of Neuroscience,2014, 34: 1523.

3Sininger YS, Cone-Wesson B. Asymmetric cochlear processing mimics hemispheric specialization[J]. Science,2004, 305:1581.

4Erika S, Nina K. Musical training heightens auditory brainstem function during sensitive periods in development[J]. Frontiers in Psychology,2013, 4: 622.

5符秋養(yǎng)，梁勇，蘇園園，等．健康青年人言語誘發(fā)聽性腦干反應的成分及特性[J]．中華耳鼻咽喉頭頸外科雜志,2009，44：900.

6Kraus N, Nicol TG. Brainstem origins for cortical "what" and "where" path ways in the auditory system[J]. Trends in Neurosciences,2005, 28: 176.

7Johnson KL, Nicol TG, Kraus N. Brain stem response to speech: a biological marker of auditory processing[J]. Ear and Hearing,2005, 26: 424.

8Akhoun I, Galle′go S, Moulin A, et al. The temporal relationship between speech auditory brainstem responses and the acoustic pattern of the phoneme /ba/ in normal-hearing adults[J]. Clinical Neurophysiology,2008, 119: 922.

9Rauschecker JP, Biao T. Mechanisms and streams for processing of "what"and "where"in auditory cortex[J]. Proceeding of the National Academy of Sciences of the United States of America,2000,97: 11800.

10Rauschecker JP, Shannon RV. Sending sound to the brain[J]. Science,2002, 295: 1025.

11Wang J, Qin L, Chimoto S, et al. Response characteristics of primary auditory cortex neurons underlying perceptual asymmetry of ramped and damped sounds[J]. Neuroscience,2014, 256: 309.

12Phillips DP, Sark SA. Separate mechanisms control spike numbers and inter-spike intervals in transient responses of cat auditory cortex neurons[J]. Hearing Research,1991, 53: 17.

13Tan X, Wang X, Yang W, et al. First spike latency and spike count as functions of tone amplitude and frequency in the inferior colliculus of mice[J]. Hearing Research,2008, 235: 90.

14Kitzes L. Binaural interactions shape binaural response structures and frequency response functions in primary auditory cortex[J]. Hearing Research,2008, 238: 68.

15Heil P. First spike latency of auditory neurons revisited[J]. Current Opinion in Neurobiology,2004, 14: 461.

16VanRullen R, Guyonneau R, Thorpe SJ. Spike times make sense[J]. Trends in Neurosciences,2005, 28: 1.

17Johansson RS, Birznieks I. First spikes in ensembles of human tactile afferents code complex spatial fingertip events[J]. Nature Neuroscience,2004, 7: 170.

18Wiener MC, Richmond BJ. Decoding spike trains instant by instant using order statistics and the mixture-of-Poissons model[J]. The Journal of Neuroscience,2003, 23:2394.

19Chandrasekaran B, Hornickel J, Skoe E, et al. Context-dependent encoding in the human auditory brainstem relates to hearing speech in noise: Implications for developmental dyslexia[J]. Neuron,2009, 64: 311.

20Hashimoto R, Homae F, Nakajima K, et al. Functional differentiation in the human auditory and language areas revealed by a dichotic listening task[J]. Neuroimage, 2000, 12: 147.

21Itoh K, Miyazaki K, Nakada T. Ear advantage and consonance of dichotic pitch intervals in absolute-pitch possessors[J]. Brain and Cognition, 2003, 53: 464.

22Wang Y, Jongman A, Sereno JA．Dichotic perception of Mandarin tones by Chinese and American listeners[J]. Brain and Language,2001, 78: 332.

23Westerhausen R, Hugdahl K. The corpus callosum in dichotic listening studies of hemispheric asymmetry: a review of clinical and experimental evidence[J]. Neuroscience & Biobehavioral Reviews,2008, 32: 1044.

(2014-09-11收稿)

(本文編輯李翠娥)

Speech-ABR Representations and Non-lateralization Effect for the Stimulation Intensity

Fu Qiuyang*, Liang Yong, Zou An, Wang Tao

(*Department of Otolaryngology, Guangdong NO.2 Provincial People’s Hospital, Guangzhou，510515, China)

【Abstract】ObjectiveTo investigate the effects of stimulation intensity on subcortical auditory processing of speech and assess the subcortical asymmetry of speech elements at the brainstem level using speech evoked auditory brainstem response (s-ABR), so as to provide more clues for the mechanism of speech cognitive behaviors.MethodsSpeech syllables /da/ with three intensities(40 dB HL,60 dB HL and 80 dB HL) were presented monaurally to 29 normal hearing adults, and corresponding s-ABRs were recorded. The stimulus and response parameters, including latency and amplitude in time domain, fundamental frequency and formants in frequency domain were analyzed statistically.ResultsWith the increase of stimulation intensity, significant shorter latency and larger amplitude were observed for the feature peaks of s-ABR (P<0.05). The latency changes corresponding to the same intensity increment were at variance with the periodic components and the transient components. The fundamental frequency and formants of the stimulus syllables that extracted preferably from s-ABRs were encoded less vigorously in ascending order which was the same as that for the intensity. The responses to the right and left monaural stimulation resembled without significant lateralized difference.ConclusionThe s-ABR is able to encode faithfully the speech sound in terms of timing and spectrum components with high correspondence with the stimulus intensity.

The different latency characteristics of periodic components and transient responses may imply more underlying coding information of speech sound. However, lateral asymmetry speech processing is not considerable at the brainstem level.

【Key words】Speech sound；Stimulation intensity；Auditory brainstem response；Lateralization

【中圖分類號】R764.04

【文獻標識碼】A

【文章編號】1006-7299(2016)02-0116-07

DOI：10.3969/j.issn.1006-7299.2016.02.002

作者簡介：符秋養(yǎng)，男，廣東人，副主任醫(yī)師，主要研究方向為耳科學及言語聽覺科學臨床研究。通訊作者：梁勇(Email:yliang@fimmu.com)；王濤(Email:taowang@smu.edu.cn)

網(wǎng)絡出版時間：2015-3-314：39

網(wǎng)絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1391.R.20150303.1439.027.html

△國家自然科學基金項目(61172033)、2014年廣東省科技計劃立項(411141963067)和廣東省醫(yī)學科研基金(A2015074)聯(lián)合資助

1廣東省第二人民醫(yī)院耳鼻咽喉-頭頸外科(廣州510515);2南方醫(yī)科大學附屬南方醫(yī)院耳鼻咽喉-頭頸外科;3南方醫(yī)科大學生物醫(yī)學工程學院