Effekter av tydligt tal på lyssningsansträngning och minne vid meningsbearbetning

Detta experiment är en grundläggande experimentell studie med människor (BESH). Alla deltagare exponeras för alla experimentella förhållanden (d.v.s. "interventioner") i en komplett experimentell design av 2 x 3 inom försökspersonerna. Deltagarna kommer att bestå av 80 äldre vuxna i åldrarna 60 - 90 som kommer att rekryteras från tunnelbanegemenskapen Salt Lake. Deltagarna kommer att rekryteras genom Utah Senior Ears-databasen, Utah Center on Aging, genom flygblad som placeras ut i hela samhället (t.ex. anslagstavlor, väntområde på Ear Nose and Throat (ENT)-kliniken vid University of Utah), till och med på -linjeannonser (t.ex. Facebook) och via mun till mun. Vi kommer att rekrytera för ett ungefär lika antal deltagare i två hörselgrupper baserat på deras rentonsgenomsnitt (PTA) trösklar: normal hörsel (PTA < 25 decibel hörnivå (dB HL), 1-4kHz) och kliniskt relevant hörsel förlust (PTA på > 25 dBHL 1-4kHz). Medan vi använder denna dikotoma gruppering för rekrytering, kommer vi att behandla hörselnivån som kontinuerlig för att öka den statistiska styrkan.

Vi kommer att följa alla riktlinjer från American Psychological Association (APA) med avseende på behandling av människor. Alla deltagare kommer att ge informerat samtycke efter att studieprocedurerna har förklarats för dem och deltagandets frivilliga karaktär kommer att betonas. Ingen identifieringsinformation (t.ex. namn) kommer att erhållas från deltagare och den enda information som är kopplad till deras datafiler kommer att vara en unik, godtycklig kod.

Studieprocedurer kommer att genomföras inom en enda session, som varar mellan 3-4 timmar. Efter informerat samtycke kommer deltagarna att slutföra en standardiserad hörselbedömning, neuropsykologisk bedömning, bedömning av hörbarhetskontroll och sedan delta i EEG/pupillometriexperimentet, som var och en beskrivs nedan. All data kommer att lagras på lösenordsskyddade datorer i PI:s laboratorium. Allt material från deltagarna kommer att samlas in specifikt för forskningsändamål. Materialet som presenteras i dessa studier har ingen känd potential att stressa, genera, stigmatisera eller inkriminera experimentella deltagare.

Innan experimentet börjar kommer vi att genomföra två audiometriska tester via en Maico MA-41 audiometer via RadioEar IP-30 insatt luftledningshörlurar. Först kommer rena tonströsklar att mätas med den modifierade Hughson-Westlake vid oktavfrekvenser från 250 till 8000 Hz för varje öra. För det andra kommer vi att testa taligenkänningströsklar (SRT) med hjälp av en inspelad Central Institute for the Deaf (CID) W-1 spondee-ordlista. Nära synskärpa testades också för både höger och vänster öga med Rosenbaums synskärpa.

Deltagarna kommer sedan att slutföra ett kort batteri av kognitiva bedömningar. (a) Montreal Cognitive Assessment (MoCA). Även om lämplig cut-off-poäng för kognitiv funktionsnedsättning i MoCA varierar över prover, anses individer som poängsätts under 20 generellt ha en ökad risk för mild kognitiv funktionsnedsättning (MCI). Därför använder vi detta som vår konservativa gräns. Deltagarna kommer också att slutföra uppgiften F-A-S fonemisk flyt som ett mått på verbalt flyt, via den kortformade datoriserade versionen av lässpansuppgiften som ett mått på verbalt arbetsminne, och de utökade ordförrådstesten från Educational Testing Services Kit of Factor Refererade kognitiva test, som ett mått på verbal förmåga. Deltagarna kommer sedan att slutföra en hörbarhetskontrolluppgift. För denna uppgift kommer samma amerikansk engelska som modersmål att användas för att spela in stimuli vid samma +3dB. Deltagarna kommer att höra nio olika testmeningar (t.ex. "Rör inte den våta färgen) och kommer att få i uppdrag att "skugga" varje mening genom att högt upprepa varje ord när det hördes. Den omedelbara upprepningen görs för att minska bidraget från eventuella minneskomponenter till uppgiftens prestanda.

Efter den audiologiska och neuropsykologiska testningen kommer vi att påbörja det primära experimentet. Elektrofysiologiska data (EEG), pupillvidgningsmätningar (pupillometri) och beteenderegistreringar kommer att göras från deltagarna. EEG kommer att spelas in från 64 silver-silverkloridelektroder inbäddade i en EasyCap (Electro-Cap, Inc), efter ett 10-20 montage. Dessutom kommer en elektrod att placeras på den vänstra infraorbitala åsen för att övervaka för vertikala ögonrörelser och blinkningar, och en virtuell bipolär horisontell elektrookulogramkanal kommer att skapas offline för att övervaka horisontella ögonrörelser genom att beräkna skillnaden mellan två fronto-temporala elektroder FT10-FT9 som sitter bakom den yttre canthus av varje öga. Det kontinuerliga EEG:et kommer att förstärkas med en BrainAmp DC-förstärkare (Brain-Vision, LLC, Morrisville, NC) (bandbredd filtrerad: 0,02-250 Hz) och spelas in på hårddisken med en samplingshastighet på 1000 Hz. Elektrodimpedanser kommer att hållas under 5 kOhm. Under lyssningsuppgiften kommer mätningar av pupillstorleken att registreras kontinuerligt från höger öga med hjälp av en Eyelink 1000 Plus skrivbordsmonterad infraröd eyetracker-kamera som distribueras av SR Research (SR Research Ltd., Ottawa, ON, Kanada). Kontinuerliga pupillstorleksmätningar kommer att spelas in med en hastighet av 1000 Hz med hjälp av Eyelink-mjukvaran och kommer att nedsamplas offline till 50 Hz. Se Statistisk analys och kraft för information om elevdatabearbetning och rengöring.

Deltagarna kommer att testas i ett tyst ljuddämpat testrum. Deltagarna kommer att sitta 85 cm från en 24-tums högpresterande LCD-skärm som kommer att användas för att presentera instruktioner och ledtrådar för deltagaren (t.ex. när man ska ta en paus). Talstimuli kommer att presenteras genom ljudkortet på stimuluspresentationsdatorn och dirigeras till en Maico MA-41 audiometer via hjälpkanalen, vilket möjliggör direkt kontroll av stimulansintensiteten. Audiometern kommer att dirigera talet till deltagaren via RadioEar IP-30 insatta luftledningshörlurar. Stimuli kommer att presenteras vid 65 dB HL för alla deltagare till deras bättre hörande öra (baserat på PTA-trösklar mellan 1-4 kHz). All hårdvara är kalibrerad till standard i vårt testrum av en certifierad tekniker.

Experimentet kommer att programmeras i Python via PsychoPy open source-plattformen. Det kommer att bli 360 försök. Vid varje försök kommer deltagarna att lyssna på en mening som innehåller ett enda målord som antingen kommer att vara en normal rimlig fortsättning, en semantisk överträdelse eller en syntaktisk överträdelse (se Tabell 1 i Forskningsplan). Dessutom kommer talet att produceras antingen genom att använda en konversationstalstil eller en hyperartikulerad tydlig talstil (se Forskningsplan för mer information), i en 2 x 3 inom-ämnesfaktoriell design. Tydliga och konverserande talprover kommer att framkallas från en enda manlig talare. I konversationstaltillståndet, som kommer att spelas in först, kommer talaren att instrueras att läsa meningarna som de skulle göra i vardagliga samtal. I tillståndet med tydligt tal, kommer talaren att instrueras att producera meningarna som om de skulle göra om de pratade med en person med hörselnedsättning. Stimuli kommer att uppvägas över experimentella förhållanden efter en latinsk kvadratisk design, med varje deltagare slumpmässigt till en av sex experimentella presentationslistor. Detta säkerställer att varje kritiskt ord förekommer lika ofta under experimentella förhållanden och att inga deltagare kommer att se samma kritiska ord eller mening mer än en gång.

Alla meningar kommer att presenteras i +3 decibel (dB) signal-brusförhållande (SNR) stationärt talformat bakgrundsljud för att inducera akustisk utmaning. EEG kommer att mätas kontinuerligt under talbehandling.

Efter utgången av de 360 ​​meningarna kommer en minnesuppgift för fördröjd igenkänning att administreras. Deltagarna kommer visuellt att presenteras med 360 testmeningsramar på en surfplatta, var och en med målordet saknas. De kommer att instrueras att markera om de kände igen varje mening som en som de hade hört under experimentuppgiften. För de meningar som de rapporterade ha hört tidigare kommer de att bli ombedda att återkalla målordet efter bästa förmåga genom att skriva sitt svar. Det kommer inte att finnas någon tidsbegränsning på minnestestet. 180 av meningarna kommer att vara gamla föremål som de hade hört under uppgiften och de andra 180 kommer att vara semantiska folier. De 180 meningar som hördes tidigare kommer att tas jämnt från vart och ett av de sex experimentella villkoren, så att det blir 30 meningar från varje villkor. Varje semantisk folie kommer att skapas genom att ta 2 till 4 av de meningsbärande orden från en mening som deltagaren faktiskt hade hört och dessa kommer att användas för att skapa en ny semantiskt liknande mening. Till exempel, om deltagaren hade hört meningen "Dan kände igen John trots att han hade fått skägg sedan sist de sågs." en semantisk folie kan vara: "Ingen på återföreningen kände igen Dan eftersom han hade fått en _____ sedan senast alla träffades." Inkluderingen av folier används för att göra igenkänningsuppgiften mer utmanande för att minska sannolikheten för takprestanda. Detta tillvägagångssätt har validerats i tidigare studier om lyssnaransträngning och igenkänningsminne. Även om de primära minnesanalyserna avser meningsigenkänningsminne, kommer vi också att rapportera prestation på uppgiften om återkallande av cued ord, som vi har gjort i tidigare arbete.

Efter avslutad minnesbedömning kommer studieprocedurerna att vara klara. Deltagarna kommer att debriefas och kommer att ha möjlighet att ställa eventuella frågor till studieteamet.