明瞭な音声が文章処理におけるリスニングの努力と記憶に及ぼす影響

この実験は、人間を対象とした基礎実験研究 (BESH) トライアルです。 すべての参加者は、被験者内での完全な階乗 2 x 3 実験計画におけるすべての実験条件 (つまり、「介入」) にさらされます。 参加者は、ソルトレークの地下鉄コミュニティから募集される 60 歳から 90 歳までの高齢者 80 人で構成されます。 参加者は、ユタ高齢耳データベース、ユタ老化センターを通じて、コミュニティ内 (掲示板、ユタ大学の耳鼻咽喉科 (ENT) クリニックの待合室など) に置かれたチラシを通じて募集されます。・ライン広告（フェイスブックなど）や口コミ。 ほぼ同数の参加者を純音平均 (PTA) 閾値に基づいて 2 つの聴力グループに募集します。正常聴力 (PTA 25 デシベル聴力レベル (dB HL) 未満、1 ～ 4kHz) と臨床関連聴力です。損失（PTA > 25 dBHL 1-4kHz）。 この二分法によるグループ分けを採用に採用していますが、統計的検出力を高めるために聴力レベルを連続的なものとして扱います。

私たちは、人間の被験者の治療に関して、米国心理学会 (APA) のすべてのガイドラインに従います。 すべての参加者は、研究手順を説明した後、インフォームドコンセントを提供し、参加の自発的な性質が強調されます。 参加者から識別情報 (名前など) は取得されず、データ ファイルに関連付けられる情報は一意の任意のコードのみとなります。

研究手順は 3 ～ 4 時間続く 1 回のセッション内で実施されます。 インフォームドコンセントの後、参加者は標準化された聴覚評価、神経心理学的評価、聴力制御評価を完了し、次にEEG/瞳孔測定実験に参加します。それぞれについては以下で説明します。 すべてのデータは、PI の研究室にあるパスワードで保護されたコンピューターに保存されます。 参加者からのすべての資料は、特に研究目的のために収集されます。 これらの研究で提示された資料には、実験参加者にストレスを与えたり、当惑させたり、非難したり、非難したりする可能性は知られていません。

実験を開始する前に、RadioEar IP-30 インサート気導イヤホンを介して Maico MA-41 聴力計を使用して 2 つの聴力検査を実施します。 まず、純音しきい値は、修正された Hughson-Westlake を使用して、各耳の 250 ～ 8000 Hz のオクターブ周波数で測定されます。 次に、記録された中央ろう者研究所 (CID) W-1 スポンジ語リストを使用して音声認識閾値 (SRT) をテストします。ローゼンバウム視力検査を使用して、右目と左目の両方の近視力も検査されました。

その後、参加者は一連の短い認知評価を完了します。 (a) モントリオール認知評価 (MoCA)。 MoCA における認知障害の適切なカットオフ スコアはサンプルによって異なりますが、スコアが 20 未満の人は一般に軽度認知障害 (MCI) のリスクが高いと考えられます。 したがって、これを保守的なカットオフとして使用します。 参加者はまた、言語の流暢さの尺度としての F-A-S 音素流暢さタスク、言語作業記憶の尺度としてのリーディング スパン タスクの短形式コンピューター化バージョン、および教育テスト サービス キット オブ ファクターの拡張範囲語彙テストを介して完了します。言語能力の尺度として認知テストを参照。 その後、参加者は聴覚制御タスクを完了します。 このタスクでは、同じアメリカ英語のネイティブ スピーカーが同じ +3dB で刺激を記録するために使用されます。 参加者は9つの異なるテスト文（例：「濡れたペンキに触れないでください」）を聞き、聞こえたまま各単語を声に出して繰り返すことで各文を「シャドーイング」する課題を受ける。 即時反復は、タスクのパフォーマンスに対するメモリ コンポーネントの寄与を減らすために行われます。

聴覚学的および神経心理学的検査の後、一次実験を開始します。 参加者から電気生理学的データ (EEG)、瞳孔拡張測定 (瞳孔測定)、および行動の記録が行われます。 ＥＥＧは、１０〜２０のモンタージュの後、ＥａｓｙＣａｐ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｃａｐ，Ｉｎｃ）に埋め込まれた６４個の銀−塩化銀電極から記録される。 さらに、垂直方向の眼球運動と瞬きを監視するために左眼窩下隆起に電極が配置され、2 つの前頭側頭電極 FT10 ～ FT9 間の差を計算することで水平方向の眼球運動を監視する仮想双極水平眼電図チャネルがオフラインで作成されます。それぞれの目の外眼角の後ろに位置します。 連続脳波は BrainAmp DC アンプ (Brain-Vision, LLC、ノースカロライナ州モリスビル) で増幅され (帯域幅フィルタリング: 0.02 ～ 250 Hz)、サンプリング レート 1000 Hz でハードディスクに記録されます。 電極のインピーダンスは 5 kΩ 未満に保たれます。 リスニングタスク中、SR Research (カナダ、オンタリオ州オタワの SR Research Ltd.) が販売する Eyelink 1000 Plus デスクトップ取り付け型赤外線アイ トラッカー カメラを使用して、右目から瞳孔サイズの測定値が継続的に記録されます。 継続的な瞳孔サイズの測定は、Eyelink ソフトウェアを使用して 1000 Hz のレートで記録され、オフラインで 50 Hz にダウンサンプリングされます。 瞳孔データの処理とクリーニングについては、「統計分析と検出力」を参照してください。

参加者は、騒音を抑えた静かな試験室で試験を受けます。 参加者は、24 インチの高性能 LCD モニターから 85 cm 離れたところに着席し、参加者に指示や合図 (休憩を取るタイミングなど) を提示するために使用されます。 音声刺激は、刺激提示コンピュータのサウンド カードを介して提示され、補助チャネルを介して Maico MA-41 オージオメータに送られるため、刺激強度を直接制御できます。 オージオメータは、RadioEar IP-30 インサート気導イヤホンを介して参加者に音声をルーティングします。 刺激は、すべての参加者に対して 65 dB HL で提示され、聴力が良くなった耳に提示されます (1 ～ 4 kHz の PTA 閾値に基づく)。 すべてのハードウェアは、認定技術者によってテスト ルームで標準に合わせて校正されます。

実験は、PsychoPy オープンソース プラットフォームを介して Python でプログラムされます。 トライアルは 360 回あります。 各試行では、参加者は、通常のもっともらしい継続、意味上の違反、または構文上の違反となる単一のターゲット単語を含む文を聞きます (研究計画の表 1 を参照)。 さらに、発話は、被験者内での 2 x 3 要因計画において、会話的な話し方または多関節で明瞭な話し方のいずれかを使用して生成されます (詳細については研究計画を参照)。 明瞭で会話的な音声サンプルが 1 人の男性話者から引き出されます。 最初に録音する会話音声条件では、話者に日常会話と同じように文章を読み上げてもらいます。 明瞭な音声状態では、話者は、あたかも難聴の人と話しているかのように文章を話すように指示されます。 刺激は、ラテン方格設計に従って実験条件全体でバランスがとれ、各参加者は 6 つの実験プレゼンテーション リストの 1 つにランダムに割り当てられます。 これにより、各重要な単語が実験条件全体で同じ頻度で出現し、参加者が同じ重要な単語や文を複数回目にすることがなくなります。

すべての文は、音響チャレンジを誘発するため、+3 デシベル (dB) の信号対雑音比 (SNR) の定常音声型背景雑音で表示されます。 EEG は音声処理中に継続的に測定されます。

360 文の終了後、遅延認識記憶タスクが実施されます。 参加者には、ターゲット単語が欠落している 360 個のテスト文フレームがタブレット コンピューター上で視覚的に提示されます。 彼らは、各文を実験課題中に聞いたものとして認識したかどうかをマークするように指示されます。 以前に聞いたことがあると報告した文については、回答を入力して、対象の単語をできる限り思い出すように求められます。 記憶力テストには時間制限はありません。 文のうち 180 はタスク中に聞いた古い項目であり、残りの 180 は意味論的なフォイルになります。 以前に聞いた 180 文は、6 つの実験条件のそれぞれから均等に抽出され、各条件から 30 文が得られます。 各意味フォイルは、参加者が実際に聞いた文から意味をもつ単語を 2 ～ 4 つ取り出して作成され、これらは意味的に類似した新しい文を作成するために使用されます。 たとえば、参加者が「最後に会ったときからひげを生やしていたにもかかわらず、ダンはジョンを認識しました。」という文を聞いた場合、 セマンティックな引き立て役としては、「同窓会では誰もダンを認識できませんでした。なぜなら、最後に全員が会った時からダンは＿＿＿成長していたからです。」 フォイルを含めることで、天井パフォーマンスの可能性を減らすために認識タスクをより困難にすることができます。 このアプローチは、リスニングの努力と認識記憶に関する過去の研究で検証されています。 一次記憶分析は文認識記憶に関するものですが、以前の研究で行ったように、手がかり単語想起タスクのパフォーマンスも報告します。

記憶力の評価が完了すると、学習手順は完了します。 参加者は報告を受け、研究チームに質問する機会が与えられます。