人工内耳を装着した一側性難聴者における聴覚の空間弁別と音の定位

人工内耳を装着した一側性難聴者における聴覚の空間弁別と音の定位

要旨
はじめに
空間的聴力は両耳を使うのが最も正確であるが、両耳の聴力が非対称である場合、その精度は低下する。

片方の耳が聞こえないが、もう片方の耳は正常である場合(一側性難聴[SSD])、この違いは片耳人工内耳(CI)によって補うことができる。

人工内耳を装用することで、音の定位が回復することが示されているが、聴覚的空間弁別がどの程度改善されるかはまだ不明である。

方法
本研究では、18名の人工内耳装用者を対象に、最小可聴角(MAA)を用いた聴覚的空間弁別について検討した。

その結果を年齢とマッチさせた120人の健聴者と比較した。

低周波(LF)と高周波(HF)の騒音バーストが、人工内耳側とNH側で、4°、30°、60°の方位角から提示された。

MAAの閾値は、同じ参加者において、定位能力との相関を検証した。

結果 良好者は8名、不良者は10名であった。

LF信号の方がHF信号よりも不良者が多かった。CI側の能力はNH側の能力と同等であった。

4°と30°で最も困難が生じた。

定位課題の優秀者のうち8人は、MAA課題の優秀者でもあった。

CI側の4°における定位能力のみが、その位置におけるMAAと正の相関を示した。

結論 我々のデータは、人工内耳は定位能力を回復させるが、同時に聴覚的空間弁別能力を回復させるとは限らないことを示唆している。

隣接する場所を弁別する能力は、リハビリテーション中に訓練可能であり、重要な聴覚能力を高めることができるかもしれない。

掲載誌名:研究論文
キーワード:一側性難聴、人工内耳、最小可聴角、絶対定位、聴覚間時間差、聴覚間レベル差

はじめに
空間聴覚は聴覚システムの基本的な能力である。

聴覚の空間表現は、聴覚脳幹と大脳皮質における両耳および単耳の手がかりから計算される必要がある。

1907年には早くも、レイリーが空間聴覚の二重音説を提唱している。

人間の聴覚定位に関する研究では、聴覚間時間差(lTD)と聴覚間レベル差(ILD)が水平面内の音源の位置を特定することが実証された[Rayleigh, 1907; Stevens and Newman, 1936; Mills, 1958; Nordlund, 1962a, 1962b; Yost and Dye, 1991; Blauert, 1997; Wightman and Kistler, 1997; Recanzone et al.] 低周波<1.5kHzではITDが、高周波<2.5kHzではILDが支配的な手がかりとなる[Blauert, 1997]。

聴覚的空間弁別は、Mills [1958]によって導入された最小可聴角(MAA)パラダイムを用いて研究されることが多い。

MAAは、隣接する2つの音源間の最小角度距離として定義され、聴覚空間分解能の指標である聴覚空間鋭敏度の閾値となる。

定位とは対照的に、MAAはITDとILDの手がかりを用いて特定の方向を検出するタスクであるだけでなく、利用可能な手がかりのわずかな違いを比較するために不可欠である。

Mills[1958]は、健聴者(NH)の成人において、中心位置で最も識別能力が高く、閾値は約1°~2°であると報告している。

側方位置では空間弁別能は低下し、MAAの閾値は約10°まで上昇する [Blauert, 1997]。Kühnleら[2013]とFreigangら[2014]は、異なる年齢層におけるMAAを調査し、幼児(6~7歳)と高齢聴取者(65~83歳)では、他の年齢層と比較してMAAの閾値が同様に上昇することを発見した[Freigangら、2015]。

左右非対称の聴力では、左右の耳からの聴覚情報に不一致があるため、空間聴覚の精度が低下する可能性がある。

極端な例は一側性難聴(SSD)で、両耳からの入力が完全に欠如している。

人工内耳は、左右非対称な聴覚を部分的に補うことができるため、定位がある程度回復する。[Van Hoesel and Tyler, 2003; Ching et al., 2004; Seeber et al., 2004; Dunn et al., 2008; Grossmann et al., 2016; Dillon et al.

その証拠に、両側性内耳装用者はほとんどILDに依存しており[Van Hoesel and Tyler, 2003; Seeber and Fastl, 2008; Dorman et al., 2015]、そのITD感度は一般的に低いとされている。[Van Hoesel et al., 2009; Aronoff et al., 2010]

しかし、包絡線ITDの手がかりは人工内耳の前処理中に保存されるため、人工内耳の空間的聴力における包絡線ITD処理の役割は可能である。[Noel and Eddington, 2013; Todd et al.

補聴器が聴覚的空間弁別能力をも回復させることを示した研究はわずかである。

Beijenら[2010]は、片側に人工内耳、もう片側に補聴器を装用した小児に左右弁別課題をテストし、小児が偶然よりも有意に良好な成績を収めたことを示した。

Zaleski-Kingら[2019]は、片側に人工内耳、もう片側に補聴器を装用した成人の参加者にヘッドホンを介してMAAをテストし、同様の結果を得た。

Sennら[2005]は、2つの人工内耳を装用した方が1つの人工内耳を装用した場合よりもMAA課題の成績が良いことを示した。

著者らの知る限り、現在までのところ、CI-SSD参加者のMAA閾値を検討した研究はない。

聴覚的空間弁別は、一般に、異なる位置または同じ位置に提示された音声信号と同時の雑音との弁別として測定されてきた。

しかし、このタスクはMAA測定と直接比較することはできない。

なぜなら、これらのテストは異なる能力を測定しているからである(どちらもITDとILDの組み合わせに依存しているにもかかわらず)。

本研究では、MAA課題を用いて個人の空間弁別能力を測定し、年齢をマッチさせた対照者の大規模コホートと比較して、優秀な人とそうでない人を識別する。

信号はCI側とNH側の3カ所から提示された。

ローパスフィルターとハイパスフィルターをかけた雑音を用いて、ITDとILDの手がかりの価値の違いを調べた。

MAAテストの成績は、Ludwigら[2021]の絶対音定位テストにおける同じCI-SSD参加者の成績と比較された。

我々は、人工内耳はSSD参加者の空間弁別能力をある程度回復させることができ、ILDとITDがこの能力向上に寄与するという仮説を立てた。

(中略)

リンク先はAudiology and Neurotologyというサイトの記事になります。(原文:英語)

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