瞬時(shí)刺激的變化對(duì)近似純音誘發(fā)波形的言語誘發(fā)電位的影響

符秋養(yǎng)趙靖 摘譯 梁勇 審校

南方醫(yī)科大學(xué)附屬南方醫(yī)院耳鼻咽喉-頭頸外科(廣州 510515)

一般的簡短刺激如短聲、純音和簡單言語聲均可誘發(fā)出聽皮層誘發(fā)電位(auditory-evoked potentials,AEPs)的P1、N1和P2成分，由于P1的幅值相對(duì)較小，因此N1和P2波通常被認(rèn)為是AEPs的特征波，通常將其歸為N1/P2復(fù)合波。N1波對(duì)刺激聲的起始特征敏感，P2波則反映了刺激聲的聲學(xué)或語音學(xué)特征。人類言語聲包含時(shí)域和頻域上快速變化的信息，其中嗓音起始時(shí)間(voice onset time,VOT)影響N1和P2的潛伏期。對(duì)比單音節(jié)/sei/、齒擦音/s/和元音/ei/誘發(fā)的AEPs，發(fā)現(xiàn)/sei/誘發(fā)的AEPs是/s/和/ei/誘發(fā)反應(yīng)的組合，其中重疊的AEPs成分稱為聲學(xué)變化復(fù)合波(acoustic change complex,ACC)，反映了整個(gè)刺激過程中的聲學(xué)變化，由N1/P2復(fù)合波構(gòu)成。當(dāng)音節(jié)包含的音素之間具有足夠長的延遲時(shí)間時(shí)，其誘發(fā)的AEPs各個(gè)成分之間沒有重疊，因此ACC清晰可見；但當(dāng)延遲時(shí)間較短時(shí)，ACC由于AEPs成分波的重疊而難以辨認(rèn)，此時(shí)即使僅出現(xiàn)一個(gè)較明顯的N1/P2復(fù)合波，也可能是多個(gè)N1/P2復(fù)合波的組合。為了證明這個(gè)觀點(diǎn)，本研究采用純音誘發(fā)出的AEPs通過加權(quán)參數(shù)來合成具有不同VOT的言語聲誘發(fā)出的AEPs。

刺激聲為1 kHz的短純音(時(shí)長300 ms，升降時(shí)間各5 ms)和5個(gè)不同VOT的男性語音Ei /a:i/(VOT = 0 ms)、Bett /bet/(VOT = 35 ms)、Dieb /di:b/(VOT = 60 ms)、Pult /pult/(VOT = 80 ms)和Tau /tau/(VOT = 105 ms)。記錄這兩類刺激聲在7例聽力正常青年(年齡22～27歲)引出的皮層聽覺誘發(fā)電位。以短純音誘發(fā)的反應(yīng)作為擬合對(duì)照模版，根據(jù)刺激言語聲VOT的不同來乘以不同的加權(quán)系數(shù)k1和k2合成仿真波形，將合成的仿真波形與對(duì)應(yīng)言語聲所誘發(fā)的單個(gè)受試者的波形以及7個(gè)受試者的總體平均波形進(jìn)行比較，以評(píng)估仿真波形的擬合效果。為獲得仿真波形與反應(yīng)波形的最佳擬合，使兩者波峰的潛伏期和幅值在數(shù)值上基本相等，應(yīng)用高斯-牛頓算法，求出使仿真波形與反應(yīng)波形的誤差最小的加權(quán)系數(shù)k1和k2，由此可發(fā)現(xiàn)和比較不同的VOT對(duì)N1/P2復(fù)合波的影響。

結(jié)果顯示，短純音誘發(fā)的AEPs為單一的N1/P2復(fù)合波，而言語聲誘發(fā)的AEPs成分較為復(fù)雜，隨著VOT的變化而不同：VOT較長的言語聲誘發(fā)出的AEPs可觀察到兩個(gè)N1/P2復(fù)合波，而VOT較短的言語聲誘發(fā)出的AEPs則只有一個(gè)N1/P2復(fù)合波。所有受試者同一言語刺激聲誘發(fā)出的AEPs相似，仿真波形與對(duì)應(yīng)的誘發(fā)波形在不同刺激間以及不同受試者間均無顯著性差異，兩者相應(yīng)波峰的潛伏期和幅值的平均差值分別為10 ms和0.3 μV。仿真波形與相應(yīng)的個(gè)體波形以及總體平均波形均高度相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)范圍分別為68%～85%和77%～96%。由此可知仿真波形能很好地?cái)M合誘發(fā)波形，其最佳擬合的加權(quán)系數(shù)k1和k2均在0.30～0.41范圍內(nèi)。

上述結(jié)果說明，VOT較短的單音節(jié)言語聲誘發(fā)的皮層聽覺反應(yīng)可以近似地描述為兩個(gè)重疊的N1/P2復(fù)合波，其中一個(gè)N1/P2復(fù)合波反映了音節(jié)的起始，另一個(gè)則對(duì)應(yīng)于音節(jié)中元音的起始，可以根據(jù)VOT來預(yù)測并分離這兩個(gè)復(fù)合波。VOT較長的音節(jié)刺激因?yàn)榇碳ぢ曌兓臐摲谧銐蜷L，從而避免了神經(jīng)反應(yīng)的相互重疊，可記錄到兩個(gè)N1/P2復(fù)合波；而VOT較短的音節(jié)刺激則因?yàn)樯窠?jīng)反應(yīng)的重疊只能記錄到一個(gè)N1/P2復(fù)合波。

(摘譯自：Burger M,et al.Ear & Hearing,2009,30:16～22)