Onderzoekers van de Gallaudet Universiteit in Washington en de Universiteit van Connecticut zijn aan de hand van hersenonderzoek tot nieuwe inzichten gekomen op het gebied van luisterinspanning. Daartoe zijn ze gekomen door het doen van beeldvormend hersenonderzoek. Het onderzoek dat plaatsvond met zogeheten ‘functional near-infrared spectroscopy’ (fNIRS), laat zien dat luisterinspanning niet alleen tot extra cognitief auditieve aandachtsprocessen leidt, maar ook tot meer gebruik van het werkgeheugen in de frontale lob en tot meer taalkundige berekeningen in de linkerhersenhelft van de hersenen.
Horen en begrijpen gesproken taal
In ons dagelijks leven kan horen en begrijpen van gesproken taal een flinke uitdaging zijn. Zo kan achtergrondlawaai en een slechte akoestiek het verstaan lastig maken. Ook vreemde talen en accenten kunnen het verstaan bemoeilijken. Wanneer het lastig is om in te schatten waarover het gespreksonderwerp gaat, maakt dit het begrijpen van een gesprek natuurlijk extra moeilijk. Ook zorgt de extra luisterinspanning ervoor dat informatie minder makkelijk is te onthouden, ook al is deze uiteindelijk wel begrepen.
Bij verstoorde spraak: meer afgaan op cognitieve systemen
Luisteraars zullen meer moeten afgaan op hun cognitieve systemen om betekenis te kunnen geven aan spraak die verstoord binnenkomt. Daarbij zal meer aandacht moeten uitgaan naar het spraaksignaal zelf. Het zal moeite kosten om storende omgevingsgeluiden en afleidende informatie buiten de deur te houden. Verschillende uitdagende luistersituatie zullen ook leiden tot verschillende patronen in neuronale netwerken.
Slechthorendheid ook negatieve invloed
Naast de eerder genoemde negatieve invloeden kan ook slechthorendheid ervoor zorgen dat informatie minder goed binnenkomt. Hoortoestellen en cochleair implantaten kunnen weliswaar het horen en verstaan verbeteren, maar het kost in vergelijkbare omstandigheden wél nog steeds (veel) meer luisterinspanning dan voor een goedhorende.
Beperkingen hoortoestellen en cochleair implantaten
Volgens de onderzoekers Bradley White van het ‘Brain and Language Center for Neuroimaging van de Gallaudet Universiteit en Clifton Langdon werkzaam bij het ‘Department of Psychological Sciences’ van de Universiteit van Connecticut, zorgen hulpmiddelen die worden ingezet om slechthorendheid te compenseren op hun beurt zelf ook weer voor beperkingen. Hoortoestellen comprimeren en beperken daarnaast de spectrale bandbreedte, cochleair implantaten op hun beurt transponeren en reduceren de hoeveelheid spectrale informatie.
Beide hulpmiddelen benadelen zo het spraaksignaal, hebben impact op gedragsmatige prestaties en op de cognitieve processen bij het verwerken van spraak.
Bottom-up
De hersenen van slechthorenden en doven moeten van het gemankeerde binnenkomende (spraak-) signaal toch nog iets proberen te maken. De onderzoekers zien deze uitdagingen als het resultaat van een bottom-up oftewel signaal gedreven bewerkingsprobleem bij het construeren van lexicale eenheden. Dit is nodig bij het in kaart brengen van akoestisch fonetische eigenschappen van binnenkomende signalen. Top-down processen ook wel kennis-gedreven processen genoemd, zijn volgens hen slechts ten dele in staat deze uitdagingen te compenseren. Met kennis en ervaring die opgeslagen ligt in de hersenen is de gebrekkig aangeboden informatie slechts deels aan te vullen.
Uitdaging op systeemniveau door luisterinspanning
Mensen met hoorproblemen zullen volgens de onderzoekers een uitdaging op systeemniveau ervaren dat aanhoudend de inzet van extra cognitieve bronnen vergt om tot verstaan van spraak te komen. Voor hun onderzoek hebben de onderzoekers dan ook signaalbewerkingen gebruikt uit hoortoestellen en cochleair implantaten. Zij denken dat hun bevindingen daarmee nieuw wetenschappelijk onderzoek kan stimuleren naar corticale spraakbewerking en neuroplasticiteit in de hersenen voor gebruikers van hoortoestellen en cochleair implantaten. Dit kan volgens hen goed door gebruik te maken van ‘functional near-infrared spectroscopy’ (fNIRS) hersenonderzoek. Dit is een niet invasieve vorm van beeldvormend hersenonderzoek.
Onderzoek naar luisterinspanning
De onderzoekers analyseerden de gedragsmatige en optische beeldvorming van de hersenen van 29 jonge, rechtshandige, gezonde, eentalige, goedhorende volwassenen (<25 dB HL bij 500 Hz, 1 en 2 kHz). De deelnemers kregen een zogeheten ‘Plausibility Judgment Task’ te doen waarbij ze zinnen kregen aangeboden. Ze moesten aangeven of het ‘plausibel’ of ‘niet plausibel’ was dat een zin klopte.
Voor het experiment gebruikten de onderzoekers een hoortoestelsimulator die een vlakverlies van 65 dB HL simuleerde. Hierdoor leek het aangeboden signaal op dat van een hoortoestel (compressie, automatische volumeregeling). Ook werd een simulatie van een cochleair implantaat gemaakt. Zinnen konden sneller worden afgespeeld. Met een fNIRS werden de hersenen in beeld gebracht.
Resulaten: luisterinspanning om meerdere gebieden zichtbaar
Het onderzoek laat zien dat luisterinspanning niet alleen tot extra cognitief auditieve aandachtsprocessen leidt, maar ook tot meer gebruik van het werkgeheugen in de frontale lob en tot meer taalkundige berekeningen in de linkerhersenhelft van de hersenen.
Bron: Bradley E. White, Clifton Langdon, The cortical organization of listening effort: New insight from functional near-infrared spectroscopy, NeuroImage, Volume 240, 2021, 118324,ISSN 1053-8119, https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2021.118324.
Lees ook:
