Effetti dello sforzo di ascolto sull'elaborazione delle frasi e sulla memoria (Studio 1)

4.1.a. Descrizione dettagliata Nota: l'applicazione completa è composta da due esperimenti. Le informazioni che seguono riguardano l'Esperimento 1 (Obiettivo Specifico 1,2). Vedere la sinossi del protocollo dell'esperimento 1 per informazioni sull'esperimento 2.

Questo esperimento è una prova BESH (Basic Experimental Study with Humans). Tutti i partecipanti sono esposti a tutte le condizioni sperimentali (cioè "interventi") in un disegno sperimentale fattoriale completo 2 x 3 all'interno dei soggetti. I partecipanti saranno composti da 80 anziani di età compresa tra 60 e 90 anni che saranno reclutati dalla comunità metropolitana di Salt Lake. I partecipanti saranno reclutati attraverso il database Utah Senior Ears, lo Utah Center on Aging, tramite volantini collocati in tutta la comunità (ad es. Facebook) e tramite il passaparola. I partecipanti saranno ricompensati con incentivi finanziari. Recluteremo un numero approssimativamente uguale di partecipanti in due gruppi di uditori in base alle loro soglie di media del tono puro (PTA): udito normale (PTA di <25 dBHL, 1-4kHz) e perdita dell'udito clinicamente rilevante (PTA di> 25 dBHL 1-4kHz). Mentre adottiamo questo raggruppamento dicotomico per il reclutamento, tratteremo il livello di udito come continuo per aumentare il potere statistico.

I criteri di inclusione ed esclusione sono i seguenti:

Criteri di inclusione: Età 60-90; destro; madrelingua inglese; punteggi nella gamma normale (<25 punti) su Montreal Cognitive Assessment (MoCA); per gli adulti con ipoacusia, un punteggio medio del tono puro > 25 dB HL (tra 1 e 4kHz) Criteri di esclusione: mancini (le risposte elettrofisiologiche legate al linguaggio dei soggetti mancini differiscono da quelle dei soggetti destrimani); storia di malattie psichiatriche o neurologiche (incluse fratture del cranio, poiché è noto che alterano la risposta elettrofisiologica del cuoio capelluto); punteggio > 25 punti sul MOCA; uso di determinati farmaci soggetti a prescrizione e senza prescrizione medica noti per alterare la funzione cerebrale e il sistema nervoso autonomo, inclusa la dilatazione della pupilla (ad esempio, antidepressivi, farmaci per l'ADHD); qualsiasi malattia dell'occhio che comprometterebbe la capacità di misurare la dilatazione della pupilla (ad esempio, cataratta, nistagmo, ambliopia); punteggi sul compito di controllo dell'udibilità dell'ombreggiatura del parlato inferiori al 50%, suggerendo una scarsa intelligibilità; una dimostrazione di comportamento che interferirebbe in modo significativo con la validità della raccolta dei dati o la sicurezza durante lo studio;

Seguiremo tutte le linee guida dell'APA per quanto riguarda il trattamento dei soggetti umani. Tutti i partecipanti forniranno il consenso informato dopo che saranno spiegate loro le procedure dello studio e sarà sottolineata la natura volontaria della partecipazione. Nessuna informazione identificativa (ad es. nomi) sarà ottenuta dai partecipanti e l'unica informazione collegata ai loro file di dati sarà un codice univoco e arbitrario.

Le procedure di studio saranno condotte all'interno di un'unica sessione, della durata compresa tra 3-4 ore. Dopo il consenso informato, i partecipanti completeranno una valutazione dell'udito standardizzata, una valutazione neuropsicologica, una valutazione del controllo dell'udibilità e quindi parteciperanno all'esperimento EEG/pupillometria, ognuno dei quali è descritto di seguito. Tutti i dati saranno archiviati su computer protetti da password nel laboratorio del PI. Tutto il materiale dei partecipanti sarà raccolto appositamente per scopi di ricerca. Le uniche informazioni identificative che vengono raccolte sui soggetti sono i loro nomi, che saranno utilizzati per reclutare e remunerare i partecipanti, ma non saranno in alcun modo collegati ai loro dati. I materiali presentati in questi studi non hanno alcun potenziale noto per stressare, mettere in imbarazzo, stigmatizzare o incriminare i partecipanti sperimentali.

Prima dell'inizio dell'esperimento, condurremo due test audiometrici tramite un audiometro MA-41 tramite auricolari RadioEar IP-30 a conduzione aerea. In primo luogo, le soglie di tono puro saranno misurate utilizzando lo Hughson-Westlake modificato a frequenze di ottava da 250 a 8000 Hz per ciascun orecchio. In secondo luogo, testeremo le soglie di riconoscimento vocale (SRT) utilizzando un elenco di parole spondee W-1 registrato dal Central Institute for the Deaf (CID).

I partecipanti completeranno quindi una breve batteria di valutazioni cognitive. (a) il Montreal Cognitive Assessment (MoCA). Sebbene il punteggio limite appropriato per il deterioramento cognitivo nel MoCA sia variabile tra i campioni, gli individui con un punteggio inferiore a 20 sono generalmente considerati a maggior rischio di MCI. Pertanto, lo usiamo come limite conservativo. I partecipanti completeranno anche il compito di fluidità fonemica F-A-S come misura della fluidità verbale, tramite la versione abbreviata computerizzata del compito di durata della lettura come misura della memoria di lavoro verbale, e i test di vocabolario ad intervallo esteso dal kit ETS di Factor Referenced Cognitive Test, come misura dell'abilità verbale. I partecipanti completeranno quindi un'attività di controllo dell'udibilità. Per questo compito, verrà utilizzato lo stesso madrelingua inglese americano per registrare gli stimoli allo stesso +3dB. I partecipanti ascolteranno nove diverse frasi di prova (ad esempio, "Non toccare la vernice bagnata) e avranno il compito di" ombreggiare "ogni frase ripetendo ad alta voce ogni parola così come è stata ascoltata. La ripetizione immediata viene eseguita per ridurre il contributo di eventuali componenti della memoria all'esecuzione del compito.

Dopo i test audiologici e neuropsicologici, inizieremo l'esperimento primario. Verranno effettuati dai partecipanti dati elettrofisiologici (EEG), misurazioni della dilatazione della pupilla (pupillometria) e registrazioni comportamentali. L'EEG verrà registrato da 64 elettrodi di cloruro di argento-argento incorporati in un EasyCap (Electro-Cap, Inc), seguendo un montaggio 10-20. Inoltre, verrà posizionato un elettrodo sulla cresta infraorbitale sinistra per monitorare i movimenti oculari verticali e le palpebre, e verrà creato offline un canale elettrooculare orizzontale bipolare virtuale per monitorare i movimenti oculari orizzontali calcolando una differenza tra due elettrodi fronto-temporali FT10-FT9 che si trovano posteriormente al canto esterno di ciascun occhio. L'EEG continuo sarà amplificato con un amplificatore BrainAmp DC (Brain-Vision, LLC, Morrisville, NC) (filtrato in larghezza di banda: 0,02-250 Hz) e registrato su hard disk a una frequenza di campionamento di 1000 Hz. Le impedenze degli elettrodi saranno mantenute al di sotto di 5 kOhm. Durante l'attività di ascolto, le misurazioni delle dimensioni della pupilla verranno registrate continuamente dall'occhio destro utilizzando una telecamera eye tracker a infrarossi montata su desktop Eyelink 1000 Plus distribuita da SR Research (SR Research Ltd., Ottawa, ON, Canada). Le misurazioni continue della dimensione della pupilla saranno registrate a una frequenza di 1000 Hz utilizzando il software Eyelink e saranno sottocampionate offline a 50 Hz. Vedere Analisi statistica e potenza per informazioni sull'elaborazione e la pulizia dei dati degli alunni.

I partecipanti saranno testati in una sala prove silenziosa e insonorizzata. I partecipanti saranno seduti a 85 cm da un monitor LCD ad alte prestazioni da 24 pollici che verrà utilizzato per presentare istruzioni e suggerimenti al partecipante (ad esempio, quando fare una pausa). Gli stimoli vocali saranno presentati attraverso la scheda audio del computer di presentazione degli stimoli e indirizzati a un audiometro MAICO MA-41 tramite il canale ausiliario, consentendo il controllo diretto dell'intensità dello stimolo. L'audiometro instraderà il discorso al partecipante tramite gli auricolari a conduzione aerea RadioEar IP-30. Gli stimoli saranno presentati presentati a 65 dB HL per tutti i partecipanti al loro orecchio migliore (basato su soglie PTA tra 1-4 kHz). Tutto l'hardware è calibrato secondo gli standard nella nostra sala prove da un tecnico certificato NASED.

L'esperimento sarà programmato in Python tramite la piattaforma open source PsychoPy. Ci saranno 360 prove. In ogni prova, i partecipanti ascolteranno una frase che contiene una singola parola bersaglio che sarà una normale continuazione plausibile, una violazione semantica o una violazione sintattica (vedi Tabella 1 nel Piano di ricerca). Inoltre, le frasi saranno presentate in un rumore di fondo a forma di discorso stazionario +3dB SNR o saranno presentate in silenzio (nessun rumore di fondo), in un disegno fattoriale 2 x 3 all'interno dei soggetti.

Dopo la fine delle 360 ​​frasi, verrà somministrato un compito di memoria di riconoscimento ritardato. Ai partecipanti verranno presentati visivamente 360 ​​frame di frasi di prova su un tablet, ognuno con la parola target mancante. Saranno istruiti a contrassegnare se hanno riconosciuto o meno ogni frase come quella che avevano sentito durante il compito sperimentale. Per le frasi che hanno riferito di aver sentito in precedenza, verrà chiesto loro di ricordare la parola target al meglio delle loro capacità digitando la loro risposta. Non ci saranno limiti di tempo per il test della memoria. 180 delle frasi saranno vecchi elementi che avevano sentito durante il compito e gli altri 180 saranno fogli semantici. Le 180 frasi che erano quelle ascoltate in precedenza saranno prese in modo uniforme da ciascuna delle sei condizioni sperimentali, in modo tale che ci saranno 30 frasi per ciascuna condizione. Ogni lamina semantica verrà creata prendendo da 2 a 4 parole portatrici di significato da una frase che il partecipante aveva effettivamente ascoltato e queste verranno utilizzate per creare una nuova frase semanticamente simile. Ad esempio, se il partecipante avesse sentito la frase "Dan ha riconosciuto John anche se si era fatto crescere la barba dall'ultima volta che si sono visti.", un contrasto semantico potrebbe essere: "Nessuno alla riunione ha riconosciuto Dan perché era diventato un _____ dall'ultima volta che si erano incontrati tutti". L'inclusione di lamine viene utilizzata per rendere più impegnativo il compito di riconoscimento al fine di ridurre la probabilità di prestazioni del controsoffitto. Questo approccio è stato convalidato in studi precedenti sullo sforzo di ascolto e sulla memoria di riconoscimento. Sebbene l'analisi della memoria primaria riguardi la memoria di riconoscimento delle frasi, riporteremo anche le prestazioni sul compito di richiamo delle parole guidate, come abbiamo fatto nel lavoro precedente.

Al termine della valutazione della memoria, le procedure di studio saranno complete. I partecipanti saranno interrogati, riceveranno un compenso e avranno l'opportunità di porre qualsiasi domanda al team di studio.