- Bu derleme makalesinde yazar; akustik olarak bozulmuş konuşmanın dinleyicide oluşturduğu etkileri anlamak için davranışsal bulguları, pupillometrik ölçümleri ve beyin görüntüleme yöntemlerinin sonuçlarını sunmuştur.
Giriş:
Günlük dinleme sıklıkla işitsel sinyali bozan akustik zorluklar bağlamında gerçekleşir (Mattys ve ark. 2012). Akustik zorluğun dış kaynakları; karıştırıcı konuşma (competing speech), arka plan gürültüsü ve yabancı aksan gibi konuşma sinyalinin netliğini etkileyen faktörleri içerir (Van Engen & Peelle 2014). Dış ortamdan gelen akustik sinyal mükemmel olduğunda bile işitme kaybı; dinleyicinin algısal sistemine ulaşan bilginin doğruluğunu düşürür. Bilişsel talep ve dinleme eforu kavramları; dinleyicilerin karşılaştıkları ve odyometrik ölçümlerle tamamen öngörülemeyen akustik zorluğu anlamada kritik öneme sahiptir. Birçok deneysel yaklaşımdan elde edilen veriler; dinleme eforunun bilişsel yönünün gerçek, ölçülebilir ve bilgi verici olduğunu göstermektedir.
Akustik zorluğa neden olan çeşitli faktörler konuşma sinyalinin farklı yönlerini etkiler. Örneğin arka plan gürültüsü varlığında gürültüyle kodlanmış konuşma (noise-vocoded speech) sinyalinin bazı akustik bilgileri maskelendiğinden spektral detaylar azalmıştır.
- Noise-vocoded speech (Shannon ve ark. 1995): Konuşma sinyali logaritmik olarak aralıklı frekans bantlarına bölünür ve her frekans bandındaki sinyal, aynı frekans bandındaki gürültüyle modüle edilir. Son olarak gürültü bantlarının her biri gürültü kodlanmış konuşma sinyalini oluşturmak için bir araya getirilir.
A- Akustik Olarak Bozulmuş Konuşmanın Bilişsel İşlemlenmesi
Dinleyici; konuşmayı duyduğunda istenilen anlamı çıkartabilmek için hızla gelen akustik sinyal ile öğrenilmiş kelime ve fonemleri eşleştirmelidir. Konuşma akustik olarak bozulduğunda seslerin doğru bir biçimde tanımlanması ve işlemlenmesi zorlaşır. Akustik zorluk;
- dinleyicinin yeteneklerine,
- sinyalin netliğine ve
- çevreye bağlı olarak değişkenlik gösterir (Denes&Pinson 1993&Mattys ve ark. 2012).
Akustik zorluk bilişsel talebi, bilişsel talep ise dinleme eforunu arttırır. Akustik olarak bozulmuş konuşma ek nöral işlemler gerektirebilir.
Dinleme eforundaki artış; beyin görüntüleme yöntemleriyle gözlenebilir, fizyolojik yanıtlara yansır ve davranışlarda ölçülebilir farklılıklar meydana getirir.
Dinleme Sırasındaki Bilişsel Zorluğun Davranışsal Belirtileri
Uzun zamandır işitme kaybı ve akustik zorlanmanın diğer türleri konuşmanın işlemlenmesi ve hatırlanmasındaki güçlüklerle ilişkilendirilmiştir. Akustik olarak bozulmuş konuşmayı dinlerken; dinleyicinin algısında hatalar ortaya çıkar ve yanıt üretme süreci uzar (Gatehouse & Gordon 1990). Konuşma anlaşılsa bile özellikle yaşlı yetişkinlerde akustik olarak bozulmuş hecelerin, kelimelerin ve cümlelerin hatırlanması daha zordur (Heinrich ve ark. 2008;Surprenant 1999). İşitme kayıplı dinleyiciler sözdizimsel olarak kompleks cümleleri işlemlerken daha fazla hata yaparlar (DeCaro ve ark. 2016; Wingfield ve ark. 2006).
Birçok hafıza çalışması tek kelimelik uyaranlar kullansa da; akustik zorluk, kısa hikayelerin anlaşılmasını ve hatırlanmasını da zorlaştırabilir. Piquado ve ark.(2012) işitme kayıplı ve normal işitmeye sahip katılımcılarla yaptığı çalışmada bu hipotezi kanıtlamıştır. Yine aynı çalışmada dinleyicilerin hikaye sunum hızını yavaşlatmalarına izin verildiğinde işitme kayıplı dinleyiciler normal işitenlere kıyasla performanslarını daha çok arttırmışlardır.
Konuşmanın anlaşılmasında bilişsel faktörlerin rolünü incelemenin bir diğer yaklaşımı görsel testlerin kullanımıdır.
- SRT testinin görsel bir benzeri olan TRT (Text Reception Threshold) testin uyaranı görsel olarak bozulmuş yazılı cümlelerdir. TRT test işitsel işlemleme içermediğinden SRT ve TRT skorları arasındaki korelasyon konuşmanın anlaşılmasında önemli role sahip işitsel olmayan bilişsel işlemler ile ilişkilidir. Bu bulgular bozulmuş konuşmayı anlamada alana özel olmayan(domain-general) bilişsel kaynakların katılımını işaret etmektedir.
Dinleme Sırasındaki Bilişsel Zorluğun Fizyolojik Belirtileri
Anlık bilişsel işlemin bir sonucu olarak pupil çapında artış gözlenir(Kahneman & Beatty 1966) ve böylece davranışsal görevden(behavioral task) bağımsız olarak bilişsel talebin ölçülmesi sağlanır. Pupil genleşmesinin genellikle locus coeruleus’taki aktivite ile ilişkili olduğu düşünülür(Aston-Jones & Cohen 2005; Koss 1986), dolayısıyla bilişsel talebi arttıran akustik zorlukla birlikte görülen nöral aktivitenin dolaylı yoldan ölçümü olarak değerlendirilebilir. Pupillometrinin avantajı bilişsel talepteki değişiklikleri algılama sonrasında(kelime tekrarlatma gibi) değil algılama sırasında ölçülebilmesidir. Tek bir cevapla sınırlı değildir, zaman içinde dinamik olarak izlenir.
Genç yetişkinlerde yapılan çalışmalarda SGO değiştirilerek cümlelerin işlemlenmesi sırasında pupil çapının artışı gözlemlenmiş, işitme kayıplı dinleyicilerde yüksek SGO’da dahi bu etkinin güçlendiği rapor edilmiştir(Kramer et ark. 1997; Zekveld & Kramer 2014; Zekveld ve ark. 2010). Yaşlı yetişkinlerde pupil cevapları dinamik aralığın daralması, göz kapağının düşmesi ve göz bozukluklarına bağlı olarak değişir. Yine de bu problemlere rağmen kaliteli veriler elde etmek mümkündür(Piquado, Isaacowitz ve ark. 2010). Bu grupta bilişsel ve işitsel becerilerdeki değişikliklere bağlı olarak bilişsel talebin artış göstermesini görmeyi bekleriz. Bununla birlikte pratikte yaşlı yetişkinlerin genç yetişkinlere oranla SGO değişikliklerine daha az duyarlı olduğu rapor edilmiştir(Zekveld ve ark. 2011). Bilişsel işlemlemeyi yansıtan pupil genişlemesi sadece akustik bozulmadan kaynaklanmaz aynı zamanda linguistik zorluktan da kaynaklanır (lexical competition cap/cat).
- Yani pupillometri hem akustik hem de linguistik zorluğu yansıtır.
Dinleme Sırasındaki Bilişsel Zorluğun Beyin Görüntüleme Yöntemleriyle Açığa Çıkarılan Belirtileri
Davranışsal ve fizyolojik ölçümler akustik zorluğun artmasıyla ilişkili olan nöral işlemlemedeki değişiklikleri yansıtır; ancak fonksiyonel beyin görüntüleme, nöral aktiviteyi doğrudan ölçmeye olanak sağlar(Evans & McGettigan 2017). EEG(electroencephalography), MEG(magnetoencephalography) ve optik görüntüleme gibi diğer yöntemler sessiz ortamda beyin aktivitelerinin ölçülmesine imkan tanır. Farklı laboratuarlarda farklı uyaranlarla yapılan fonksiyonel beyin görüntüleme çalışmaları anlaşılabilir cümlelerin bilateral temporal kortex ve inferior frontal gyrus tarafından değerlendirildiğini ortaya koymuştur(Crinion ve ark. 2003; Davis ve ark. 2011; Davis & Johnsrude 2003; Evans ve ark. 2016; Hassanpour ve ark. 2015; McGettigan ve ark. 2012; Obleser ve ark. 2007; Okada ve ark. 2010; Peelle, Eason ve ark. 2010; Rodd ve ark. 2005; Rodd ve ark. 2010).
- Dinleme eforunun nöral belirtilerini anlamak için, bozulmuş ancak hala anlaşılabilen konuşma uyaranına cevap veren bölgeleri gözden geçirmek faydalı olacaktır.
Davis ve Johnsrude(2003) anlaşılabilirlik açısından değişken cümleleri kullanarak bozulmuş konuşmanın sol lateral temporal cortex, inferior frontal cortex ve premotor kortexte nöral aktiviteyi arttırdığını bulmuşlardır. Bozulmuş konuşma uyaranına bağlı olarak artan sinirsel aktivite cingulo-opercular ağda da mevcuttur. Bazı beyin bölgelerinin ise daha anlaşılabilir olan konuşma uyaranıyla nöral aktivitesini arttırdığı gözlenmiştir. Bu bölgelerde prozodik bilginin, konuşmacının sesindeki akustik ipuçlarının ve daha derin linguistik bilgilerin işlemlendiği düşünülmektedir.
Dinleme Sırasındaki Bilişsel İşlemleme: Özet
- Çeşitli deneysel yaklaşımlardan elde edilen bulgulara göre insanlar bozulmuş konuşmayı dinlerken bilişsel işlemlemede artış görülür. Bilişsel işlemlemedeki bu değişiklikler fonksiyonel beyin görüntülemede belirgindir, pupil genişlemesine ve dinleyicinin davranışlarına yansır.
Şekil A yalnızca bilişsel taleplerin değil dinleyicinin ne duyduğunu anlamaya motive olmasının da önemini vurgular. Eğer dinleyicinin motivasyonu düşükse artan bilişsel talep; dinleme eforunda küçük değişikliklere sebep olabilir ya da hiçbir değişiklik yaratmayabilir.
- Bilişsel talep; akustik zorluğun yanı sıra linguistik zorluk, bilişsel yetenek ve dil yeteneğinden de etkilenir.
Son derece yüksek akustik zorluk seviyelerinde dinleyici anlama konusunda başarısız olacağına karar verirse dinleme eforu düşüş gösterebilir. Bu durumda efor azalır ve bilişsel talep karşılanamadığı için doğruluk düşer. (B)
Konuşma uyaranı sinyaldeki bazı bozulmalara rağmen doğru bir şekilde anlaşılabilir ancak ek çaba gerektirir. Bununla birlikte daha şiddetli akustik zorluk düzeyinde bilişsel yetenek yüksek olmasına rağmen uyaranın doğru algılanmasında düşüş görülebilir. Bu iletişimin engellenmesi anlamına gelmez ancak dinleyicinin anlaması daha da zorlaşabilir. (C) Bilişsel yeteneğin bireysel farklılıklarını da göz önüne almak önemlidir. Bilişsel yeteneği düşük olan dinleyiciler; düşük akustik zorluk düzeylerinde dahi genellikle konuşmanın anlaşılmasını zor bulacaktır. Akustik zorluk arttıkça bilişsel kaynaklardan yoksunluk, bilişsel yeteneği yüksek dinleyicilerle karşılaştırıldığında dinleme eforunun artmasına ve doğruluğun azalmasına neden olabilir(Grady 2012).
B– Bozulmuş Konuşmayı Anlamayı İçeren Bilişsel İşlemler
Sözel Çalışma Belleği
Kısa süreli bellek genellikle bilgiyi akılda tutmaya yararken (Örneğin: Bir telefon numarasını kağıda yazabilecek kadar kısa süre hatırlamak); çalışma belleği(working memory) bilgiyi koruma ve kullanmaya yarar. Sözel çalışma belleği sıklıkla Reading Span Test kullanılarak ölçülür. Bu testte katılımcılara cümleler okutturulur ve sonrasında bu cümlelerin son kelimelerini tekrar etmeleri istenir. Test; katılımcılardan eş zamanlı olarak yeni sözel kelimeyi işlemlerken (yeni okunulan cümle) bir önceki sözel bilgiyi aklında tutmasını bekler. Bu yolla ölçülen sözel çalışma belleği skorlarının dinleyicilerin (hem işitme kayıplı hem de normal işitmeye sahip) akustik olarak bozulmuş konuşmayı işlemleme becerisiyle ilişkili olduğu gösterilmiştir(Lunner 2003; Rudner et al. 2011;Ward et al. 2016).
Sözel çalışma belleği; dağılmış beyin bölgeleri ağı aracılığıyla desteklenen birden fazla bileşene sahiptir(Chein& Fiez 2010).
Obseler ve ark (2012) bozulmuş konuşmanın anlaşılması sırasında artan bellek yükünü karşılaştırmak için MEG kullanmışlardır. Bozulmuş konuşma ve standart sözel çalışma belleği görevlerinin; paylaşılmış, sınırlı kapasiteli sözel çalışma belleği kaynağına dayandığına dair oluşturulan hipotezle tutarlı bulgular elde etmişlerdir.
Dikkat Temelli Performans İzleme
Bozulmuş konuşmanın anlaşılması sırasında cingulo-opercular ağın önemi Stroop testi kullanılarak elde edilen davranışsal bulgularla ilişkili olabilir. Klasik görsel Stroop testte katılımcılar yazının rengi yerine yazılı kelimeyi okumak zorundadır. Doğruluk genellikle yüksektir ancak cevap verme süresi uzar. Fonksiyonel beyin görüntüleme kullanılarak yapılan çalışmalar cingulo-opercular ağı Stroop görevleriyle ilişkilendirmiştir (Leung ve ark. 2000; Peterson ve ark. 1999).
Stroop etkisinin daha az görüldüğü katılımcıların konuşmanın anlaşılması görevlerinde daha iyi performanslar elde ettiği rapor edilmiştir(Dey & Sommers 2015; Sommers & Danielson 1999; Taler et al. 2010).
Nörokognitif Kaynakların Esnek Dağılımı
Nörokognitif kaynakların esnek olarak dağıtılabilmesi, dinleyicilerin çok çeşitli koşullar altında hızlı bir şekilde konuşma işlemlerine adapte olmalarını sağlar. Bu prensibe iyi bir örnek cingulo-opercular ağ içinde yer alır. Net bir konuşmanın anlaşılması sırasında bu bölgeler nadiren olağan seviyesinin üstünde aktivite gösterir.
Konuşma akustik olarak bozulduğunda dinleyicinin konuşmayı anlamlandırma doğruluğu düşmeye başlar. Bu noktada cingulo-opercular ağ devreye girer. Bu katılım;
- geçicidir,
- hedef konuşmanın akustik netliğine bağlıdır,
- bilişsel kaynakların dinamik artışını yansıtır.
Şekilde nörokognitif kaynakların esnek dağılımı gösterilmiştir. Konuşmanın anlaşılması her zaman akustik ve leksikal-semantik işlemleme bölgelerini içeren bir çekirdek ağa dayanır. Ancak konuşma sinyali bozulduğunda ek bölgelerin devreye girmesi gerekir.
Konuşmayı anlamak için gerekli kaynaklar yalnızca akustik netliğe bağlı değildir, aynı zamanda hedef konuşmacı tarafından sunulan linguistik zorluğa da bağlıdır(Peelle 2012).
Konuşmanın Anlaşılmasında Bireysel Farklılıkları Açıklayan Bilişsel Faktörler
Bozulmuş konuşmayı anlamada bilişsel işlemlemenin rolünü öğrenmek; işitme kayıplı, işitme cihazlı ve koklear implantlı dinleyicilerin performanslarını öngörmek için önemlidir. Örneğin konuşmanın anlaşılmasındaki bireysel farklılıkların standart odyometrik testlerin sonuçları göz ardı edildiğinde dahi devam ettiği bilinmektedir (Killion & Niquette 2000; Plomp & Mimpen 1979; Smoorenburg 1992). Bireysel farklılıkların daha iyi anlaşılması için ek işitsel ölçümler gereklidir (psikoakustik ya da temporal işlemleme). İşitme yeteneği; konuşmanın anlaşılmasının doğruluk derecesinin en güçlü tahmin ettirici faktörü olarak görülse de giderek artan sayıda çalışma standart odyometrik farklılıklara dayandırılamayan konuşmanın anlaşılmasındaki bireysel farklılıkların bilişsel faktörler tarafından açıklanabildiğini doğrulamıştır(Akeroyd 2008). Bu bilgi işitsel ve bilişsel rehabilitasyona kılavuzluk etmede faydalı olabilir (Smith ve ark. 2016).
Dinleme Eforu ve Nöral Plastisite
Epidemiyolojik çalışmalar; işitme yeteneği düşen yaşlı yetişkinlerin bilişsel testlerde daha kötü performans gösterdiklerini ve demans risklerinin artmış olduğunu ortaya koymaktadır(Lin, Ferrucci ve ark. 2011; Lin, Metter ve ark. 2011). İşitme kaybından kaynaklanan ve yıllarca süregelen dinleme eforu; konuşmanın anlaşılmasıyla ilgili beyin ağlarında değişiklik yapabilir. Yaşa bağlı işitme kaybının kademeli olarak geliştiği göz önüne alındığında nöral reorganizasyonun gerçekleşmesini beklemek mantıklıdır.
Kesitsel araştırmalarda; daha kötü işitme eşiklerine sahip yaşlı yetişkinler normal işitmeye sahip kontrol grubuyla karşılaştırıldığında işitme korteksindeki gri madde hacminin azaldığı sonucuna varılmıştır(Eckert et al. 2012; Peelle et al. 2011).
Sonuç:
- Bozulmuş konuşmayı anlamak; ek bilişsel kaynakların devreye girmesini gerektiren zorlu bir görevdir. Daha fazla nöral aktiviteye, pupil genişlemesine ve davranışa yansır.
- Akustik olarak bozulmuş konuşmanın dinlenmesiyle ilişkili bilişsel süreçler; sözel çalışma belleği(verbal working memory) ve dikkat temelli performans izlemeyi(attention-based performance monitoring) içerir.
- Akustik zorluk; sadece işitsel bir problem değildir, linguistik ve nonlinguistik görevler için gerekli olan bilişsel işlemleri de önemli ölçüde etkiler.
- Gelecekteki çalışmalarda farklı akustik zorlukların dinleyiciler tarafından nasıl ele alındığını ve hangi eğitim ya da rehabilitasyonun bilişsel zorluğun etkilerini azaltmaya yardımcı olabileceğini açıklamak hedeflenebilir.
Kaynak: Listening Effort: How the Cognitive Consequences of Acoustic Challenge Are Reflected in Brain and Behavior. EAR & HEARING, Publish Ahead of Print September 21, 2017.