Kablosuz Bağlantı Özelliğine Sahip Bilateral İşitme Cihazı Kullanan İşitme Kayıplı Bireylerde ve Normal İşitenlerde Uzaysal Ayrılık Etkisinin İşitsel Uyarılmış Kortikal Potansiyellerle İncelenmesi

ÖZET


Amaç: Gürültülü ortamlarda uzaysal ayrılık avantajı davranışsal çalışmalarla gösterilmiştir. Gürültü konuşmanın geldiği yönden ayrıldığında konuşmayı anlama artmaktadır. Çalışmamızın amacı bu avantajı İşitsel Uyarılmış Kortikal Potansiyeller  (İUKP) kullanarak normal işiten ve işitme kayıplı bireylerde araştırmaktır.  Ayrıca işitme kayıplı bireylerde işitme cihazının yönsellik özellikleri kullanıldığında uzaysal ayrılık etkisinin İUKP’lerde gözlenip gözlenmediği araştırılmıştır.
 
Gereç ve Yöntem: Bu çalışmaya 30 normal işiten, 28 işitme kayıplı işitme cihazı kullanıcısı birey dahil olmuştur. Pasif odd-ball paradigması kullanılarak /ba/ ve /da/ konuşma uyaranları bireyin tam karşısından (0°) sunulmuştur. Devamlı konuşma gürültüsü 5 dB sinyal-gürültü oranında bireyin karşısından (0°), sağından (+90°) ve solundan (-90°)  sunulmuştur. İşitme kayıplı bireyler test sırasında Phonak ve ReSound işitme cihazlarını üç farklı yönsellikte kullanmışlardır.
 
Bulgular: Çalışmamızda normal işitenlerde N1, P2, EMN latanslarında ve N1, EMN amplitütlerinde anlamlı derecede gürültü yönünün etkisi görülmüştür (p<0,001). Gürültü, konuşma uyaranıyla aynı yönden sunulduğunda gürültünün sağdan ya da soldan sunulmasına göre N1, P2, EMN latansları uzamıştır (p<0,05). Yönsellik koşulları açısından değerlendirildiğinde adaptif yönsellikte elde edilen N1 ve P2 latansları diğer yönsellik koşullarına göre daha erkendir (p<0,05).  Binaural yönselliğin etkisi gözlenmemiştir (p>0,05).
 
Sonuçlar: Çalışmamızda uzaysal ayrılık etkisi hem kontrol grubunda hem de deney gruplarında gözlenmiştir. Adaptif yönselliğin etkisi gözlenirken binaural yönsellik etkisi gözlenmemiştir. Sonuçlar davranışsal gürültüde konuşmayı anlama testleriyle İUKP değerlendirmeleri arasında ilişki olabileceğini düşündürmüştür.

GİRİŞ


Uzaysal işitme, çevremizde yer alan ses kaynağının yönünü/ yerini tespit etme, ses kaynağını tanıma, odaklanma ve ayırt etme yeteneklerinin bütünüdür. Hedef ses kaynağı (örn: konuşma) gürültü/ karıştırıcı ses kaynağından (örn: makine gürültüsü, hedeflenmeyen konuşma) farklı bir yönde geldiğinde, hedef ses kaynağı ve karıştırıcı ses kaynağının aynı yönde gelmesine göre konuşmanın anlaşılabilirliği önemli ölçüde artmaktadır (Ahlstrom ve ark., 2013; Best ve ark., 2011; Ching ve ark., 2011; Litovsky, 2005; Litovsky, 2001; Neher ve ark., 2009). Hedef ses kaynağı ve karıştırıcı ses kaynağının aynı yönde geldiğinde konuşmanın anlaşılabilir olması için Sinyal- Gürültü Oranın (SGO) pozitif yönde (sinyal gürültüden daha yüksek) daha fazla olması gereklidir. Hedef ses kaynağı ve karıştırıcı ses kaynağı farklı yönde geldiğinde ise SGO oranı negatif yönde bile olsa konuşmanın anlaşılabilirliği devam etmektedir. Özetle hedef ses karıştırıcı sesten uzaysal olarak ayrı/ uzak konumda olduğunda konuşmayı ayırt etme aynı/ yakın konumda olduğundan daha iyi olmaktadır. Bu avantaja uzaysal ayrılık etkisi (İng: Spatial Release from Masking) (UAE) denmektedir. (Litovsky, 2001) İşitme kayıplı kişilerin işitme cihazı kullansalar dahi gürültüde konuşmayı anlamak için daha fazla sinyal gürültü oranına ihtiyacı olduğu bilinmektedir (Kochkin, 2009). İşitme cihazı ve koklear implant kullanıcılarının uzaysal ayrılıktan aldıkları fayda normal işitenlere göre daha azdır (Ching ve ark., 2011; Misurelli ve Litovsky, 2012; Murphy ve ark., 2011). Bilateral koklear implant kullanıcılarının uzaysal ayrılık etkisi, tek kulakta koklear implant kullananlara ve bimodal (bir kulakta işitne cihazı, diğer kulakta koklear implant) koklear implant kullanıcılarına göre daha fazladır. Araştırmalar her iki kulakta da işitme cihazı/ koklear implant kullanımının uzaysal ayrılıktan alınan faydayı arttırdığını göstermiştir (Litovsky ve ark., 2012, 2006; Misurelli ve Litovsky, 2012).

İşitme kayıplı kişilerin normal işiten insanlardan daha fazla sinyal/ gürültü oranına ihtiyacı olması, uzaysal ayrılık etkisine bağlı avantajın işitme kaybı ile azalması/ olmaması işitme cihazı üreticilerini SGO arttırmaya yönelik teknolojiler geliştirmeye yöneltmiştir. Yönsel (ing.: directional) mikrofon teknolojisinde sinyal/ gürültü oranı arttırılarak konuşmanın anlaşılabilirliğinin arttırılması amaçlanır.Hawkins ve Yacullo, tam yönselliğe göre yönsellik kullanıldığında sinyal- gürültü oranında 3-4 dB avantaj sağlandığını bildirmiştir (Hawkins ve Yacullo, 1984). Mikrofon modları arasında sesin geldiği yöne göre geçiş yapılmasına adaptif yönsellik denilmektedir. Adaptif yönsellikte sabit yönsellik ve tam yönselliğe göre gürültüde konuşmayı anlama performansının daha iyi olduğu bildirilmiştir (Kuk ve ark., 2005; Picou ve ark., 2014; Ricketts ve Henry, 2002). Sağ/ sol kulaklardan biri tam yönsel, diğeri yönsel olarak kullanıldığında konuşmayı anlama performansında yükselme olduğu bildirilmiştir. İki kulakta farklı yönsellik yaklaşımının kullanılması "asimetrik yönsellik yaklaşımı" olarak adlandırılmaktadır (Groth, 2015)

Hedef ses ve karıştırıcı sesin/ gürültünün aynı ya da birbirine yakın konumda gelmesi durumunda geleneksel yönsellik yaklaşımı yetersiz kalmaktadır (Picou ve ark., 2014; Ricketts, 2005). Son yıllarda kablosuz sinyal işlemenin işitme cihazlarında kullanılmasıyla birlikte mikrofon duyarlılık açısını daraltmak için bilateral yönsellik algoritmaları kullanılmaya başlanmıştır. Bu teknolojiyle iki işitme cihazında bulunan toplam dört mikrofon ortam sesini analiz eder, bir arada bütün bir sistem olarak çalışır. Sağ- sol işitme cihazları arasındaki dijital sinyal işleme teknolojisi, ses kazancının, yönsel mikrofon modunun sesin geldiği yöne göre değişmesini sağlar. Kablosuz bağlantı özelliğinin daha iyi işitsel sahne analizi sağladığı, gürültüde konuşmayı anlamanın daha kolaylaştığını, bireylerin daha iyi ses lokalizasyonu sağladıklarını belirten çalışmalar bulunmaktadır (Ibrahim ve ark., 2013; Kreisman ve ark., 2010).

Hem normal işitenler, hem de işitme kayıplı bireyler için gürültülü dinleme ortamlarında konuşmayı anlamak zordur. İşitsel Kortikal Potansiyeller ile yapılan çalışmalarda gürültülü ortamlarda dinlemenin işitsel işlemleme üzerindeki etkisi ve mekanizması açıklanmaya çalışılmıştır. Gürültü tipi performansı etkileyebilecek değişkenlerdendir. Billings ve ark., normal işiten yetişkinlerde gürültü ve sinyal tipinin -3 dB SGO’da gürültü varlığında elde edilen İUKP’ler üzerindeki etkisini incelemiştir. Gürültü tipi farketmeksizin gürültünün sunulmasıyla P1-N1-P2 latanslarında uzama, amplitütlerinde azalma gözlenmiştir. Konuşma uyaranı kullanıldığıda devamlı ve kesikli geniş bant gürültüye göre, dört konuşmacı gürültüsünde (ing: four-talker-babble noise) P2 latansı uzamış ve amplitütü düşmüştür. Araştırmacılar saf ses ton yerine konuşma uyaranı, geniş bant gürültü yerine konuşmacı gürültüsü kullanıldığında İUKP’lerde daha fazla etkilenme bildirmiştir (Billings ve ark., 2011). Araştırmacılar aynı bireylerden elde ettikleri verileri N2 ve P3 cevapları açısından değerlendirdikleri başka bir çalışmada önceki çalışmaya benzer şekilde çoklu konuşmacı gürültüsünde diğer gürültü tiplerine göre daha fazla P3 latanslarında uzama, amplitütlerinde düşüş gözlemişlerdir (Bennett ve ark., 2012). Androulidakis ve Jones, geniş bant gürültünün modüle edilmesiyle birlikte normal işitenlerde N1- P2 cevaplarında benzer şekilde değişiklik gözlemiştir (Androulidakis ve Jones, 2006). Martin ve ark., geniş bant gürültünün farklı kesme frekanslarında değişimlenmesi sonucu oluşan farklıkları incelemişler, gürültüyü uyaranın psikofizyolojik olarak ancak duyulabildiği eşikte sunmuşlardır. Yüksek frekans geçişli (ing: high- pass) kesme noktasına sahip filitrede kesme noktasını arttırdıkça N1 amplitütünde artış gözlenmiştir. Kesme noktası azaldıkça cevap elde etme oranı azalmıştır. Geniş bant gürültüde psikofizyolojik eşikte N1 ve EMN gözlenmemiştir. Bu durum gürültünün spektral özelliklerinin değişimlenmesinin İUKP elde edilmesini etkilediğini göstermektedir (Martin ve ark., 1999). Stoody ve ark., normal işitenlerde gürültü modülasyonunun EMN cevabı üzerindeki etkisini araştırmış, modülasyon karşıtlığı arttıkça EMN cevap amplitütlerinin arttığı gözlenmiştir (Stoody ve ark., 2011). Kozou ve ark., normal işitenlerde günlük hayatta karşılaşılabilecek gürültü tiplerinin EMN cevapları üzerindeki etkisini araştırmışlardır. Çoklu konuşmacı gürültüsü ve endüstriyel gürültü tipinin EMN latans ve amplitütlerini trafik gürültüsü ve geniş bant gürültüye göre daha fazla etkilediğini bulmuşlardır (Kozou ve ark., 2005). İUKP elde edilmesi için sunulan sinyal şiddeti ve sinyal gürültü oranı, performansı etkileyebilen bir diğer değişkendir. Billings ve ark., normal işitenlerde farklı sinyal gürültü oranı ve sinyal şiddetinin P1- N1- P2 cevapları üzerindeki etkisini incelemişlerdir. SGO azaldıkça P1- N1- P2- N2 latansları uzamış olarak elde edilmiştir. SGO azalmasıyla N1- P2- N2 amplitütlerinde düşüş gözlenirken, P1 amplitütlerinde değişiklik gözlenmemiştir. Sinyal seviyesi cevap amplitütlerinde anlamlı değişiklik oluşturmamıştır (Billings ve ark., 2009). İUKP ile gürültü çalışmalarında genellikle kısa süreli uyaranlarla elde edilen başlangıç cevapları (onset response) çalışılmıştır. Farklı SGO’larının uyaran süresinin uzatılmasıyla elde edilen bitiş cevabı (offset response) üzerindeki etkisi Baltzell ve Billings tarafından araştırılmıştır. Bir önceki çalışmaya benzer şekilde bitiş cevaplarının SGO azaldıkça latansların uzadığı, amplitütlerin düştüğü -5 ve -10 dB SGO’nda cevabın gözlenmediği bildirilmiştir (Baltzell & Billings, 2014). McCullagh ve ark., normal işitenlerde farklı SGO’nda tonal uyaranlarla elde edilen N1, P2, P3 cevaplarını incelemişler, benzer şekilde SGO azaldıkça cevap latanslarında uzama ve amplitütlerinde düşüş tespit etmişlerdir (McCullagh ve ark., 2012). Sharma ve ark. normal işitenlerde gürültünün P1- N1- P2 cevapları üzerinde etkisini kısık orta ve yüksek şiddet seviyeleri olmak üzere 3 farklı uyaran seviyelerinde araştırmış, gürültü varlığında P1 latanslarını kısık ve yüksek şiddet seviyesinde, N1 ve P2 latanslarını tüm şiddet seviyelerinde uzun elde etmişlerdir. N1 amplitütü gürültü yokluğunda sadece kısık şiddet seviyesinde gürültü varlığına göre daha yüksektir. Orta ve yüksek şiddet seviyelerinde gürültü varlığında elde edilen cevaplarla, gürültü yokluğunda elde edilen cevaplar arasında fark gözlenmemiştir. P2 amplitütü gürültünün sunulmasıyla tüm şiddet seviyelerinde daha düşük elde edilmiştir (Sharma ve ark., 2014).

Muller ve ark., normal işiten bireylerde gürültünün EMN cevabı üzerindeki etkisini, tek şiddet seviyesin üç farklı SGO’da (0, -5, -10) araştırmıştır. Gürültü şiddetinin en yüksek olduğu -10 SGO durumunda elde edilen EMN amplitütleri diğer SGO’da elde edilen EMN amplitütlerine göre daha düşüktür. Gürültü şiddeti arttıkça amplitüt düşmüştür (Muller-Gass ve ark., 2001).

Billings ve ark., normal iştenlerde farklı şiddet seviyelerinde ve SGO’larında elde edilen P1-N1-P2 cevaplarını gürültüde anlama testiyle karşılaştırmış, elektrofizyolojik cevaplarla davranışsal cevaplar arasında yüksek korelasyon bildirmişlerdir. N1 latansı ve amplitütündeki değişimlerin davranışsal performansla ilişkisi diğer cevaplardan daha fazladır (Billings ve ark., 2013).

Papesh ve ark. gürültünün ve uyaranın sunuluş biçiminin kortikal potansiyeller üzerindeki etkisini araştırmıştır. Düşük şiddette gürültü sunulduğunda N1 amplitütünde artış gözlenmiştir. Binaural uyarım ve monaural uyarım karşılaştırılmış, binaural uyarımda P2 amplitütleri daha yüksek bulunmuştur (Papesh ve ark., 2015). Binaural uyarımla normal işitenlerde gürültünün etkisinin N1- P2 cevapları ile incelendiği başka bir çalışmada gürültünün sunulmasıyla N1 amplitütlerinde artış gözlenmiş, davranışsal performansın yükselmesiyle amplitütlerdeki artış arasında anlamlı ilişki bulunmuştur (Parbery-Clark ve ark., 2011).
Yaşlanmanın gürültü varlığında elde edilen İUKP’ler üzerindeki etkisini Bertoli ve ark., normal işten genç yetişkin, normal işiten yaşlı, hafif derecede sensorinöral işitme kayıplı yaşlı bireylerde incelemiştir. Odd-Ball paradigması kullanılarak /da/, /ba/ uyaranı kullanılmış, 0 dB SNR’da kontralateral kulağa kafeterya gürültüsü (ing: babble noise) verilmiştir. Gürültünün sunulmasıyla gürültünün olmadığı şartta elde edilen potansiyellere göre tüm gruplarda İUKP latanslarında uzama, amplitütlerinde düşüş gözlenmiş, gruplar arası karşılaştırmalarda işitme kayıplı grupta gürültü varlığında diğer gruplara göre N1 amplitütlerinin daha düşük ve N2b latanslarının daha uzun olduğu görülmüştür (Bertoli ve ark., 2005). Kim ve ark., normal işiten genç ve yaşlılarda yaptığı çalışmada N1 latanslarının SGO’küçüldükçe yaşlı bireylerde genç bireylere göre daha fazla uzadığını bildirmiştir (Kim ve ark., 2012). Getzman ve ark. kelime ayırt etme testinde yüksek ve düşük performans gösteren yaşlı bireylerle, genç bireylerin gürültüde elde edilen kortikal cevaplarını karşılaştırmıştır. Düşük performans gösteren yaşlı bireylerin, yüksek performans gösteren yaşlı bireyler ve genç yetişkinlere göre N1-P2 amplitütlerinde azalma, latanslarında artış gözlemişlerdir (Getzmann ve ark., 2015).

Gürültünün farklı açılardan sunulmasıyla elde edilen EMN cevapları arasında farklılık olup olmadığı Getzmann ve Naatanen tarafından çalışılmıştır. Normal işiten genç ve yaşlı bireylerle yapılan çalışmada ses hep bireyin karşısından gelmiş, gürültü hem sağ ve hem sol tarafta olacak şekilde ±75˚, ±45˚, ±15˚’de konumlandırıl