EEG-Antworten auf maskierte und nicht-maskierte auditorische Reize bei räumlichem Hören

Abstract

Die vorliegende Studie hatte das Ziel zu untersuchen, ob die im Rahmen der vorangegangenen Studie von Schäfer et al. 2019 beschriebene MMRS-Antwort tatsächlich einen neurophysiologischen Marker für das räumliche Hörvermögen darstellt oder ob es sich bei der nachgewiesenen verringerten MMRS-Antwort bei CI-Träger*innen lediglich um Effekte der Innenohrschwerhörigkeit beziehungsweise des Tragens eines Cochlea-Implantats handelt. Der Versuchsaufbau basierte auf dem von Schäfer et al. 2019 entwickelten MMRS-Paradigma. Das MMRS-Paradigma ist eine auditorische Diskriminations- und Lokalisationsaufgabe. Hierbei wurde den Versuchspersonen nach vier aus der gleichen Richtung kommenden audiovisuelle Adaptationsstimuli ein rein auditorischer Teststimulus entweder aus der gleichen („same“) oder einer anderen Richtung („different“) präsentiert. Die Versuchspersonen müssen zunächst unterscheiden, ob der Teststimulus als „same“ oder „different“ einzuordnen ist. Bei „different“ muss dann noch der Ursprungslautsprecher lokalisiert werden. Im Rahmen der vorliegenden Studie wurde hörgesunden Versuchspersonen in der Hälfte der Versuchsdurchgänge durch zeitgleich zu dem Teststimulus abgespielte Störgeräusche das räumliche Hörvermögen eingeschränkt (maskierte Bedingungen „same-mask“ beziehungsweise „different-mask“). In der anderen Hälfte der Versuchsdurchgänge wurde den Versuchspersonen wie bei Schäfer et al. 2019 nur der Teststimulus ohne Störgeräusche präsentiert („same“ und „different“). Die Reihenfolge der maskierten und nicht-maskierten Versuchsdurchgänge sowie die Abfolge der Bedingungen „same“ und „different“ war zufällig. Mithilfe eines hochauflösenden EEGs wurde während der Versuchsdurchgänge die kortikale elektrische Aktivität aufgezeichnet. Die Versuchspersonen lokalisierten für Versuchsdurchgänge der Bedingung „same“ 99,4 % und für „different“ 98,2 % der auditorischen Teststimuli korrekt. In der Bedingung „same-mask“ lösten die hörgesunden Versuchspersonen trotz des durch Störgeräusche eingeschränkten räumlichen Hörvermögens 92,5 % der Versuchsdurchgänge richtig und schnitten damit ebenfalls sehr gut ab. Die Lokalisationsleistung der hörgesunden Versuchspersonen bei „same“, „different“ und „same-mask“ überschritt die Schwelle der 66,6 % für zufälliges Zustandekommen der Ergebnisse mehr als eindeutig. In der Bedingung „different-mask“ lösten die hörgesunden Versuchspersonen nur 60,4 % der Lokalisationsaufgaben richtig, was unter der Schwelle von 66,6 %, liegt. Dies bedeutet, dass die korrekten Lösungen bei Versuchsdurchgängen der Bedingung „different-mask“ auch durch Raten zufällig zustande gekommen sein könnten. Die Versuchspersonen mit CI der Vorstudie erreichten ein medianes Ergebnis von 53 % richtig gelöster Versuchsdurchgänge. Dieses Ergebnis kann ebenfalls zufällig durch Raten entstanden sein. Die Verwendung des Störgeräusches zur Simulation des eingeschränkten räumlichen Hörvermögens von Menschen mit CI bei hörgesunden Versuchspersonen hat in dieser Hinsicht sehr gut funktioniert. Für die nicht-maskierten Versuchsdurchgänge „same“ und „different“ konnten die EEG-Daten der hörgesunden Versuchspersonen von Schäfer et al. 2019 reproduziert werden. Die mittlere EEG-Aktivität war in der Bedingung „different“ signifikant stärker als in der Bedingung „same“. Zudem konnte gezeigt werden, dass die MMRS-Antwort der hörgesunden Versuchspersonen bei durch Störgeräusche eingeschränktem räumlichem Hörvermögen signifikant schwächer ausfiel, ähnlich wie bei den CI-Versuchspersonen der Vorstudie. Damit konnte die Arbeitshypothese bestätigt werden, dass es sich bei der MMRS-Antwort um ein Korrelat räumlichen Hörvermögens handelt. Die MMRS-Antwort könnte damit als Marker für ein intaktes räumliches Hörvermögen verwendet werden. Die Nullhypothese, dass die Ursache der verringerten MMRS-Antwort der CI-Träger*innen durch die Schallempfindungsstörung oder das CI bedingt sein könnte und nicht durch das eingeschränkte räumliche Hören, konnte somit verworfen werden. Die wichtigste Fragestellung dieser Studie konnte also eindeutig beantwortet werden. Die Verwendung eines Störgeräusches zur Simulation des eingeschränkten räumlichen Hörvermögens von Menschen mit CI scheint eine gute Lösung zu sein. Damit leistet die vorliegende Studie einen wichtigen Beitrag zur Untersuchung und Einordnung der MMRS-Antwort und bereitet den Weg für potenzielle klinische Anwendungen in der Zukunft. Bei der Untersuchung der Quellenaktivität mit Analyse der kortikalen Aktivierungsmuster wurde in der vorliegenden Studie wie bei Schäfer et al. für „different“ eine signifikant stärkere Aktivität im Bereich der rechten TPO-Region als für „same“ nachgewiesen. Trotz des eindeutig einschränkenden Effekts, den das Störgeräusch auf das räumliche Hörvermögen der hörgesunden Versuchspersonen hatte, zeigte sich die rechte TPO-Region im gleichen Zeitfenster wie bei dem Vergleich von „same“ und „different“ auch für „different-mask“ signifikant aktiver als für „same-mask“. Dies ist eventuell in der Tatsache begründet, dass das räumliche Hörvermögen hörgesunder Versuchspersonen eben an sich intakt ist und sich mit dem Störgeräusch nicht alle Aspekte eines grundlegend gestörten räumlichen Hörvermögens simulieren lassen. Mögliche klinische Anwendungen des MMRS-Paradigmas und der MMRS-Antwort könnten in der Zukunft die Evaluierung des räumlichen Hörvermögens bei Patientinnen und Patienten sein, aber auch die Einschätzung des Erfolgs eines Trainings des räumlichen Hörvermögens. So könnten beispielsweise bei CI-Träger*innen anhand der MMRS-Antwort eingestuft werden, um so die Betroffenen zu filtern, bei denen ein Training des räumlichen Hörvermögens am wahrscheinlich erfolgsversprechend ist. Zudem könnte die MMRS-Antwort als Verlaufsparameter bei einem Training des räumlichen Hörvermögens eingesetzt werden. Der Versuchsaufbau selbst ist als Training nutzbar, um das räumliche Hörvermögen gezielt zu trainieren. Die häufige Wiederholung und der audiovisuelle Teaching-Stimulus können den Patientinnen und Patienten das Training erleichtern, während die gleichzeitige Testung ein gutes Monitoring des Trainingsfortschrittes ermöglicht.