beyin

İşitsel Uyarılmış Kortikal Potansiyeller

YAZAR: Dr. Öğr. Gör. Atılım Atılgan

Marmara Üniversitesi Odyoloji Bilim Dalı 


İşitsel Uyarılmış Kortikal Potansiyeller (İUKP) (İng.: Cortical Auditory- Evoked Potentials, CAEP), İşitsel Olay-İlişkili Potansiyeller (İOİP) (İng: Auditory Event- Related Potentials- AERP) olarak da adlandırılan geç latanslı işitsel cevaplardır(Tremblay ve Clinard, 2015).

İBC ile aşağıdan yukarıya (ing: bottom-up) periferal duyusal olaylarla ilişkili sinaptik aktivitenin incelenmesi söz konusu iken, İUKP ise daha fazla beyinin sesi nasıl kullandığı ile ilgili, yukarıdan aşağıya (ing: top- down) inceleme söz konusudur (Martin ve ark., 2008).

İUKP'ler eksojen (uyaranın fiziksel özellikleri) ya da endojen (dikkat ve öğrenmeyle ilgili bilişsel süreçler) kaynaklı olabilir. Eksojen kaynaklı potansiyeller, uyaranın fiziksel özelliğine (uyaran tipi, şiddeti vs.) bağlı olduğu ve kişinin bilişsel katılımından etkilenmediği için zorunlu (ing: obligatory), endojen kaynaklı potansiyeller ise test sırasında uyarana dikkat etme, öğrenme gibi faktörlerden etkilendiği için bilişsel potansiyeller olarak adlandırılmaktadır (Hall, 2007).

Eksojen/ zorunlu İKP'ler, primer işitsel korteks (A1) ve temporal lobta asosiyasyon alanlarında üretilmektedir. Endojen/ bilişsel İKP'lerin nöral kaynakları, primer işitsel korteks, santral-parietal bölgede asosiyasyon alanları, frontal lob ve hipokampus gibi hafıza ve bilişsel süreçler ile ilgili alanlardır (Cone-Wesson ve Wunderlich, 2003).

Endojen potansiyeller, tek bir işitsel olay/ uyaran kullanarak pasif- homojen test paradigması ile elde edilebildiği gibi, iki farklı uyaran/ olayın rastlantısal sunulmasıyla da (odd- ball paradigması) elde edilebilir.



İşitsel Olayların Değişikliği Fark Etme Tekniğiyle (Odd-Ball Paradigması) Sunumu

 

Değişikliği fark etme tekniğinde birbirinden farklı oranlarda sunulan iki farklı uyaran kullanılır. Değişikliği fark etme tekniğinde uyaranlardan biri daha fazla ihtimalle sunulduğu için sık (hedef olmayan/ dikkat edilmeyen) uyaran; diğer uyaran ise daha az ihtimalle sunulduğu için seyrek (hedef/ dikkat edilen) uyarandır. (Martin ve ark., 2008; Tremblay ve ark., 2004)

Uyaran sıklık yüzdesi klinisyen/ araştırmacının tercihine göre değiştirilebilmekle birlikte sık/ standart uyaranın sunulma sıklığı genellikle %80, seyrek uyaranın sunulma sıklığı ise genellikle %20'dir (Duncan ve ark., 2009).

Naatanen ve ark., odd-ball paradigmasının seyrek uyanın her defasında uyaran özellikleri değiştirilerek sunulduğunda tek seyrek uyaran vererek elde edilen potansiyel gibi kortikal potansiyel elde edilebildiği göstermişlerdir (Näätänen ve ark., 2004).

Birey odd- ball paradigmasında, aktif katılımda sık uyaranlar içerisinde seyrek/ farklı olan uyarana davranım gösterir. (Butona basar, farklı uyaranları sayar) Pasif katılımda ise seyrek uyarana dikkat etmeden farklı bir bilişsel aktivite (kitap okumak, film izlemek gibi) ile işitsel olayı pasif olarak dinler. 


P1- N1- P2 Kompleksi

 

P1-N1-P2 kompleksi 50- 250 msn. aralığında elde edilen uyaranın akustik özelliğine bağlı olarak oluşan, endojen/zorunlu, geç latans potansiyelidir. P1- N1- P2 kompleksi uyaranın sunumuyla aynı zamanda meydana geldiği için başlangıç cevabı olarak tanımlanmaktadır. 800 msn. süreli uzun bir uyaran sunumu sonucunda başlangıç cevabı yanı sıra bitiş cevabı da gözlenebilmektedir. Primer işitsel korteks, talamus ve işitsel asiasyon alanlarının katkısıyla oluştuğu düşünülmektedir. İşitsel uyaranın kortikal düzeyde fark edildiğini gösterir fakat ayırt etme hakkında bilgi vermez (Martin ve ark., 2008). 

P1- N1- P2 kompleksinin ilk pozitif cevabı olan P1 yaklaşık 50 msn. civarında elde edilmektedir. N1 potansiyeli N100 kompleksinin bir alt bileşenidir. N100 kompleksi elektrot yerleşimine göre N1a, N1b ve N1c olarak üç alt bileşene sahiptir. İşitsel araştırmalarda verteks yerleşimi ile elde edilen N1b, N1 cevabı ya da verteks cevabı olarak adlandırılmaktadır.  N1 yaklaşık 100 msn. civarında elde edilmektedir. Kompleksin son cevabı yaklaşık 200 msn. civarında elde edilen pozitif P2 cevabıdır (Hall, 2007). 

P1- N1- P2 kompleksi uyanıklık durumundan etkilenmektedir. İBC'nın aksine kortikal potansiyellerde kişinin uyanık olması potansiyellerin daha sağlıklı elde edilmesini sağlamaktadır. Test sırasında uyumaya bağlı cevap amplitütlerinin düşmesini engellemek için kişinin film izleme, kitap okuma gibi bilişsel faaliyetlerde bulunması istenir (White ve Atcherson, 2012)

P1- N1- P2 kompleksinin dalga formu yaştan etkilenmektedir. P1 dalgası bebeklik döneminde majör bileşen olarak gözlenirken yaşın ilerlemesiyle N1 dalgası oluşmakta ve P2 dalgası daha majör bileşen olarak gözlenmektedir. Dalga latansları yaş ilerledikçe azalma göstermekte yetişkin formuna yaklaşık 12 yaşında ulaşılmaktdır (Sharma ve ark., 1997).

P1- N1- P2 kompleksinin latansları ses şiddeti düşürüldükçe artmaktadır. En düşük şiddet seviyesinde gözlenen P1-N1-P2 kompleksinin odyometrik eşiklere yakın olduğu bildirilmiştir (Cesur, 2012; Rapin ve ark., 1970).

Yaşa bağlı geç latanslarda oluşan maturasyon etkisinin işitsel yoksunluk varlığında kısmen gözlendiği, işitsel yoksunluğun süresine bağlı olarak normal işiten değerlerine yaklaştığı bildirilmiştir. Sharma ve ark. 3,5 yaşından önce koklear implant kullanmaya başlayan çocukların daha geç kullananlara göre normal işiten latans değerlerini yakaladığını bildirmiştir. Aynı araştırmacı bir başka çalışmasında bilateral koklear implant kullanıcılarında ikinci kulakta koklear implant kullanmaya başlama yaşının maturasyonu etkilediği ikinci kulak geç latansların normal sınırlara ulaşamadığını göstermişlerdir ( Sharma ve ark., 2009).

Tremblay ve ark., işitsel rehabilitasyon ve eğitimle birlikte N1- P2 amplitütlerinde artış gözlemiştir (Tremblay ve ark., 2001). 


Akustik Değişim Kompleksi 

 


Akustik uyaranın süresi içersinde akustik uyaran özellikleri değişimlendiğinde elde edilen geç potansiyellere (P1-N1- P2 kompleksi) Akustik Değişim Kompleksi adı verilmiştir. Uzun süreli, içerisinde akustik değişim barındıran bir uyaran sonucu başlangıç cevabı ve bitiş cevabı gözlenmektedir. Bitiş cevabında yaklaşık 800 msn.' elde edilen potansiyel akustik değişime bağlıdır. İlk kez Ostroff ve ark. tarafından tanımlanmıştır (Ostroff ve ark., 1998). Tonal veya konuşma uyaranının değişimlenmesi sonucu elde edilebilir. İki farklı tonun aynı sürede sunumu ile oluşabileceği gibi, aynı uyarandaki akustik değişime (örn: konuşma uyaranının akustik özellikleri, şiddeti değişimlenerek) bağlı olarak da oluşabilir. ADK, uyaranın ya da konuşmanın ayırt edilmesi hakkında bilgi vermez.Akustik değişim kompleksi ile eşik üstü seviyede sunulan korteks düzeyinde akustik değişimin nöral olarak tanımlanması söz konusu olmaktadır (White ve Atcherson, 2012).   

Eşleşmeyen Negativite (EMN) 


Eşleşmeyen Negativite (EMN) uyaran farklarının nörofizyolojik işlemlenmesini yansıtan olaya bağlı işitsel potansiyellerdir. Odd-Ball paradigmasıyla sunulan sık uyaran ve seyrek uyaran cevabının birbirinden çıkartılmasıyla elde edilir. Örneğin %80 olasılıkla sunulan /ba/ sık uyaran dizisi içerisinde %20 olasılıkla seyrek uyaran /da/ hecesi sunulur. Sık uyaran ve seyrek uyaran için iki ayrı işitsel potansiyel cevabı elde edilir. Bu iki dalga formunda P1-N1-P2 kompleksi gözlenmektedir. Seyrek uyaran cevabından sık uyaran cevabı çıkartıldığında negatif tepeli EMN dalgası gözlemlenebilir ( Näätänen ve ark., 2007).

Sık uyaran ve seyrek uyaran arasındaki akustik farklılıklar EMN cevabını etkilemektedir. Farklı ses uyaranı kullanma, ses uyaranları arasındaki sürede, ses uyaranlarının uzaysal olarak farklı konumda sunulması ile EMN cevabı elde edilebilmektedir. EMN cevabı N1 cevabını takiben yaklaşık 100-300 msn aralığında gözlenir. En yüksek amplitüt değerinin pozitif elektrotun Cz ve Pz yerleşimli olduğunda elde edilmektedir ( Näätänen ve ark., 2014).

EMN cevabı en iyi uyanıklık durumunda elde edilebilmektedir. Uyku durumunda EMN amplitütlerinin düştüğü, latanslarının ve morfolojisinin bozulduğu bildirilmiştir. EMN cevabı dikkat öncesi ayırt etmeyle ilgilidir. Dikkatten etkilendiği bildirilmişse de cevabın ortaya çıkması için test sırasında deneğin sese dikkatini gerektirmez (Kotchoubey, 2006; Näätänen ve ark., 2007; Näätänen ve ark., 2014). EMN cevabı dikkat öncesi akustik değişimin fark edildiğini göstermesinden dolayı uyaranın özelliklerine bağlı oluşan eksojen potansiyellerle, bireye bağlı faktörlerle oluşan endojen potansiyeller arasında köprü görevi görür.

EMN cevabı göz hareketine bağlı oluşan elektriksel kirlilikten etkilenmektedir. Göz hareketine bağlı elektriksel kirliliğin engellenmesi için göz hareketlerinin izlenmesi önerilmektedir (Martin ve ark., 2008).

Song ve ark., EMN cevabının işitsel işlemleme bozukluğu ve özgül öğrenme güçlüğü mevcut olan çocuklarda konuşmayı ayırt etme performansıyla ilişkili olduğunu bildirmiştir (Song ve ark., 2012). İşitsel ayırt etme becerilerinin değerlendirilmesinde objektif bir yöntem olması odyoloji araştırmalarında ve klinik uygulamalarda EMN cevabına olan ilgiyi arttırmıştır. Anormal EMN cevabı odyoloji pratiğindeki işitsel işlemleme bozukluğu gibi durumlarda gözlenmekle birlikte şizofreni, kişilik bozuklukları, alkolizme bağlı olarak da gözlenmektdir (Kraus ve ark., 1996). Bireysel faktörlerin çokluğu, bazı bireylerin davranışsal olarak uyaranlar arası fark tanımlanmasına rağmen EMN cevabının gözlenmemesi, belirli bir tip sorunu tanımlamıyor olması EMN'nin klinik bir tanı aracı olarak kullanılmasını engellemektedir.

EMN cevabının birden çok nöral kaynağının olduğu varsayılmaktadır. EMN cevabının oluşumunda işitsel korteksin supra-temporal bölümü, primer işitsel korteks, sağ frontal korteksin rol oynayabileceği bildirilmiştir (Näätänen ve ark, 2014). 


P300 

 

Uyaranın fiziksel özelliğinden etkilenmeyen (endojen), bir uyaran dizisi içerisinde sunulan farklı uyarana bilişsel dikkat sonucunda yaklaşık 300 msn.'de pozitif amplitütlü olarak gözlenen, işitsel olay ilişkili potansiyel P300 ya da P3 cevabı olarak tanımlanmaktadır.

EMN cevabında olduğu gibi Odd-Ball paradigması kullanılarak elde edilen P3 cevabı kişinin dikkat ve bilişsel durumundan etkilenmektedir. P3 cevabının elde edilmesinde dinleyici, EMN cevabındaki pasif dinleyici durumu yerine seyrek uyaranlara davranışta bulunarak (Dinleyici seyrek uyaranları sayarya da seyrek uyaranı duyunca butona basar.) aktif rol alır.

Seyrek uyarana dikkat sonucu oluşan potansiyel seyrek uyarandan elde edilen trasede belirgin biçimde gözlenir. P3 potansiyeli ayırt edilecek seyrek uyaranın zorluğuna göre latans ve amplitütlerinde farklılık gösterir. İşitsel olarak ayırt etmesi zor bir görevde P3 amplitütünde düşüş gözlenmekte, latans uzamaktadır.

Görev yeterince kolay olduğunda 300 msn.'den daha erken latanslı, dikkat edilmese dahi sık uyaran dalga formunda da gözlenebilen bir potansiyel daha elde edilmektedir. Bu potansiyel P3a olarak tanımlanmıştır. Literatürde bazı araştırmacıların P3b olarak tanımladıkları, seyrek uyaran içerisinde gözlenen P300/P3 potansiyelidir.

P300 bilişsel olarak kortekste sesin ayırt edilmesini gösterdiğinden üst seviye işitsel işlemleme ile ilgilidir. Periatal ve pre-frontal alanlardaki işitsel ve işitsel olmayan mekanizmaların karşılıklı ilişkileri ve aksonal bilgi ağlarının aktivitesi sonucu potansiyelin meydana geldiği düşünülmektedir.

P3 amplitütlerinin topografik dağılımı frontalden parietal loba doğru uzanan Fz, Cz, ve Pz elektrotlarından elde edilen dalga formlarıyla değerlendirilmektedir.

Kişiye bağlı faktörler elde edilen cevabı etkilemektedir. Depresyon, disleksi gibi patolojik faktörlerin yanı sıra, kişilik özelliği, dikkat, uyku durumu gibi patolojik olmayan faktörlerde P3 cevabını etkilemektedir(Duncan ve ark., 2009)


KAYNAKLAR:

 
  • Tremblay, K., & Clinard, C. (2015). Cortical Auditory- Evoked Potentials. Içinde K. Katz, J., Chasin, M., English, K., Hood, L. and Tillery (Ed.), Handbook of Clinical Audiology (Seventh, ss. 337– 355). New York: Wolters Kluwer.   
  • Martin, B. A., Tremblay, K. L., & Korczak, P. (2008). Speech evoked potentials: from the laboratory to the clinic. Ear and hearing, 29(3), 285–313.   
  • Hall, J. W. (2007). New Handbook for Auditory Evoked Responses. Boston: Pearson Education, Inc.  
  • Cone-Wesson, B., & Wunderlich, J. (2003). Auditory evoked potentials from the cortex: audiology applications. Current opinion in otolaryngology & head and neck surgery, 11(5), 372–377
  • Tremblay, K. L., Billings, C., & Rohila, N. (2004). Speech evoked cortical potentials: effects of age and stimulus presentation rate. Journal of the American Academy of Audiology, 15, 226–237 
  • Duncan, C. C., Barry, R. J., Connolly, J. F., Fischer, C., Michie, P. T., Näätänen, R., … Van Petten, C. (2009). Event-related potentials in clinical research: guidelines for eliciting, recording, and quantifying mismatch negativity, P300, and N400. Clinical neurophysiology : official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology, 120(11), 1883–908.
  • Näätänen, R., Pakarinen, S., Rinne, T., & Takegata, R. (2004). The mismatch negativity (MMN): towards the optimal paradigm. Clinical neurophysiology : official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology, 115(1), 140–4.
  • White, L., & Atcherson, S. R. (2012). Cortical Event- Related Potentials. Içinde S. R. Atcherson & T. M. Stoody (Ed.), Auditory Electrophysiology: A Clinical Guide (ss. 137– 161). New York: Thieme Medical Publishers
  • Sharma, A., Kraus, N., McGee, T. J., & Nicol, T. G. (1997). Developmental changes in P1 and N1 central auditory responses elicited by consonant-vowel syllables. Electroencephalography and clinical neurophysiology, 104(6), 540–5.
  • Cesur, S. (2012). İşitsel Uyarılmış P1- N1- P2 Kortikal Potansiyellerle Eşik İncelemesi. Marmara Üniversitesi. 
  •  Rapin, I., Ruben, R. J., & Lyttle, M. (1970). Diagnosis of hearing loss in infants using auditory evoked responses. The Laryngoscope, 80(5), 712–22.
  • Sharma, A., Nash, A. A., & Dorman, M. (2009). Cortical development, plasticity and re-organization in children with cochlear implants. Journal of communication disorders, 42(4), 272–9. 
  • Tremblay, K., Kraus, N., McGee, T., Ponton, C., & Otis, B. (2001). Central auditory plasticity: changes in the N1-P2 complex after speech-sound training. Ear and hearing, 22(2), 79–90.
  •  Ostroff, J. M., Martin, B. A., & Boothroyd, A. (1998). Cortical evoked response to acoustic change within a syllable. Ear and hearing, 19(4), 290–7.  
  •  Näätänen, R., Paavilainen, P., Rinne, T., & Alho, K. (2007). The mismatch negativity (MMN) in basic research of central auditory processing: A review. Clinical Neurophysiology, 118(12), 2544–2590
  •  Kotchoubey, B. (2006). Event-related potentials, cognition, and behavior: A biological approach. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 30(1), 4265
  • Näätänen, R., Sussman, E. S., Salisbury, D., & Shafer, V. L. (2014). Mismatch negativity (MMN) as an index of cognitive dysfunction. Brain Topography, 27(4), 451–66.
  •  Martin, B. A., Tremblay, K. L., & Korczak, P. (2008). Speech evoked potentials: from the laboratory to the clinic. Ear and hearing, 29(3), 285–313.   
  • Song, J. H., Skoe, E., Banai, K., & Kraus, N. (2012). Training to improve hearing speech in noise: biological mechanisms. Cerebral cortex (New York, N.Y. : 1991), 22(5), 1180–90.   
  • Kraus, N., McGee, T. J., Carrell, T. D., Zecker, S. G., Nicol, T. G., & Koch, D. B. (1996). Auditory neurophysiologic responses and discrimination deficits in children with learning problems. Science (New York, N.Y.), 273(5277), 971–3.
İŞİTDER'DEN ÖĞRENCİLERE ÖZEL İNDİRİM!!!
Görünmez işitme cihazları ile konuşmaları daha net...