Исследователи из Германии обнаружили, что дети с кохлеарным имплантом не уступают нормально слышащим детям в изучении новых слов и даже несколько опережают их. Наблюдение за электрической активностью их мозга после активации импланта показало развитие способности различать смысл слов уже к 12 месяцу, что соответствует возрасту начала наполнения словарного запаса у детей с нормальным слухом. Подробности работы авторов можно найти в журнале Scientific Reports.
Слух является важным инструментом познания окружающего мира, свои первые слова ребёнок воспринимает именно на слух. Изменение слуха и глухота иногда возникают вследствие нарушения трансформации сигнала от слуховых рецепторов – волосковых клеток, в электрический сигнал, стимулирующий слуховой нерв и дальнейшую обработку информации в коре головного мозга. Это называется нейрогенной глухотой (в отличие от обычной, которая бывает связана с проблемами в среднем ухе). С помощью кохлеарного слухового импланта можно частично восстановить передачу импульса: встраиваемые внутрь улитки электроды прибора напрямую начинают стимулировать слуховой нерв, что запускает последующие процессы в стволе мозга и в коре.
Кохлеарный имплант способен восстановить способность слышать, но такой слух все равно будет отличаться от естественного. Дети с имплантированным протезом, несмотря на проведение операции в самом раннем возрасте, могут иметь риск нарушений развития.
Учёные решили выяснить, как отличается формирование словарного запаса в детском возрасте у пациентов, которые воспринимают звуковые сигналы с помощью кохлеарного импланта. Под руководством Ани Хайне (Anja Hahne) в Институте человеческой когнитологии и науки о мозге Общества имени Макса Планка учёные провели испытания с 32 детьми, которые приобрели нарушения слуха на обоих ушах в разный период жизни, и у которых имплант был активирован в разном возрасте — от 9 месяцев и до 4 лет, в соответствии с потерей способности слышать.
Исследователи проверили сенсорную способность обрабатывать информацию трижды: через год, полтора и два года. Детям показывали изображения объектов, например животного, и параллельно включали аудиозапись названий, которые могли соответствовать или нет видимому изображению. В ходе теста учёные фиксировали показания с помощью ЭЭГ. Также дети прошли испытание на языковые способности, которое учёные провели в виде стандартизованного школьного теста через два года после первого включения импланта.
Активное пополнение словарного запаса у детей происходит как раз примерно в два года, поэтому больше всего учёных интересовала способность обработки семантической информации именно через этот период после активации протеза. Чтобы определить эффективность восприятия, авторы статьи измерили электрическую реакцию мозга на звуковой и зрительный стимул — N400. Это одна из разновидностей потенциалов, который характеризует время на обработку полученной информации при зрительном и слуховом восприятии. Например, при просмотре изображения животного, человеку одновременно можно сказать название этого животного или название какого-либо другого существа. В обоих случаях значение N400 будет различаться. В среднем оно составляет около 400 миллисекунд.
В результате исследования выяснилось, что дети с восстановленным слухом могут эффективно обрабатывать семантическую информацию уже через год после активации импланта. Значение N400 в этот период лежало у них в позднем временном окне – более 1000 миллисекунд. Таким образом, мозг ребенка с кохлеарным имплантом начинает обрабатывать поступающие сигналы о звуках в очень раннем возрасте, что соответствует возрасту примерно одного года нормально слышащего ребёнка. Через два года после включения слухового протеза активация N400 переместилась до значения в 400 миллисекунд, то есть во временное окно, характерное для детей с естественным хорошим слухом в возрасте более двух лет со сформированным базовым лексиконом.
Учёные также обнаружили корреляцию между N400, хорошими результатами теста на языковые способности и возможностями эффективного восприятия семантической информации – дети, успешно справившиеся с заданиями, лучше воспринимали и обрабатывали информационные сигналы. Зависимости показателя N400 от возраста авторы не выявили.
По словам исследователей, то, что слабослышащие дети не отстают от своих здоровых сверстников в запоминании новых слов, и уже через год имплантации протеза их слух восстанавливается, связано с возрастом, в котором происходит первая активация импланта. В это время мозг ребенка более развит и обработка новой информации происходит быстрее.
Текст: Екатерина Заикина
Establishing a mental lexicon with cochlear implants: an ERP study with young children
doi:10.1038/s41598-017-18852-3
Niki K. Vavatzanidis, Dirk Mürbe, Angela D. Friederici, Anja Hahne
фото Credit:MPI CBS
