[Traducción]¿Por qué los audífonos aún no son perfectos?
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“Nicholas A. Lesica, ¿Por qué los audífonos no funcionan? ¿Restaurar la percepción auditiva normal? Tendencias en neurociencias. Artículo de opinión.
El déficit auditivo comúnmente observado con un componente central distinto es el procesamiento temporal alterado), por ejemplo, la incapacidad de detectar un sonido de corta duración. en el medio Pausa: esto depende en gran medida del equilibrio entre la excitación y la inhibición en el cerebro. Las deficiencias en el procesamiento temporal reducen la sensibilidad a las diferencias de tiempo interaurales e impiden el uso de señales espaciales para distinguir a un hablante de un grupo de hablantes. problema del cóctel. Los audífonos hacen poco para mejorar la localización del sonido y, a menudo, empeoran las cosas al introducir señales binaurales distorsionadas.
Incluso sin considerar los problemas de localización, el procesamiento en el dominio del tiempo falla en gran medida. en entornos ruidosos parece resolverse escuchando en "valles" (breves períodos de tiempo en los que el ruido es débil). El procesamiento temporal también nos permite clasificar las articulaciones dependientes de varios hablantes en Alto para diferenciarlas, lo cual es importante para resolver el cóctel. El problema de la pérdida de audición afecta la capacidad de percibir pequeños cambios en el tono y, lo que es más importante, la capacidad de diferenciar entre dos hablantes en función del tono de su articulación. Parte de la fuente de los trastornos del procesamiento del tono está relacionada con la disfunción coclear mencionada anteriormente. , pero los cambios en las áreas centrales del cerebro también parecen desempeñar un papel determinado.
Desde la perspectiva de los trastornos del procesamiento auditivo: el papel de los factores cognitivos
Anterior. Las pérdidas de audición mencionadas provocan distorsiones en la representación neuronal del habla. Sin embargo, estos problemas sensoriales afectan a muchas personas, especialmente a las personas mayores, que a menudo experimentan dificultades que no pueden predecirse simplemente por el grado de pérdida de audición. Deficiencias en el procesamiento de sonidos tanto débiles como fuertes. En los últimos años, el impacto final de las distorsiones de la representación neuronal en la percepción del habla y la eficacia de los intentos de modificarla se ha basado en gran medida en factores cognitivos.
En la última década, se han comenzado a desarrollar modelos conceptuales para comprender la interacción entre el procesamiento auditivo y cognitivo en la percepción del habla. Durante la escucha activa, los patrones de excitación neuronal del sistema auditivo central se envían a los centros del lenguaje, que transmiten los patrones de excitación. Expresiones ya almacenadas de diferentes elementos del habla. En un sistema auditivo sano, cuando se escucha el habla en un ambiente tranquilo, la coincidencia automática entre sílabas de los patrones de excitación neuronal de entrada y las expresiones almacenadas apropiadas lleva mucho tiempo. Sin embargo, cuando se escucha el habla. en un fondo ruidoso, el patrón de excitación neuronal entrante se distorsionará, especialmente en un sistema auditivo dañado, y la coincidencia con la expresión almacenada ya no será clara. En el caso de una pérdida auditiva prolongada, este problema puede agravarse a medida que las expresiones almacenadas se vuelven menos sólidas.
Cuando la coincidencia entre los patrones de excitación neuronal entrantes y las expresiones almacenadas no está clara, entra en juego el procesamiento cognitivo: las funciones ejecutivas se centran en el hablante de interés e ignoran otros sonidos, reduciendo así la interferencia del ruido de fondo en varios almacenes de la memoria de trabajo; segundos de patrones de activación neuronal para integrar información en múltiples sílabas; el bucle léxico utiliza pistas contextuales para reducir posibles coincidencias e inferir palabras no escuchadas. Este modelo explica por qué la variabilidad en el rendimiento de la percepción del habla en oyentes mayores se explica por diferencias en la función cognitiva; una función cognitiva alta puede compensar las distorsiones en los patrones de respuesta neuronal de entrada, mientras que una función cognitiva baja puede arruinar la situación.
Es importante destacar que la influencia de la función cognitiva en la percepción del habla persiste incluso cuando se utilizan audífonos. Muchas de las estrategias de procesamiento avanzadas utilizadas por los audífonos modernos pueden causar distorsión del habla entrante. Los oyentes con un funcionamiento cognitivo alto pueden ignorar estas distorsiones y aprovechar las mejoras en la calidad del sonido, mientras que aquellos con un funcionamiento cognitivo bajo pueden encontrar estas distorsiones como distracciones.
Nuestra comprensión del impacto de la función cognitiva en los resultados de los audífonos ha avanzado mucho en los últimos años; sin embargo, aún es necesario responder a muchas preguntas y ya hay cuestiones que deben tenerse en cuenta al diseñar nuevos dispositivos (Cuadro 1).
Conclusión y perspectivas
Epílogo
Para restaurar la percepción auditiva normal, los audífonos no solo deben proporcionar funciones de amplificación, sino también convertir los sonidos de entrada y corregir defectos. en las respuestas neuronales que pueden resultar de la pérdida de interacción de frecuencia cruzada en la cóclea, pérdida auditiva oculta, plasticidad cerebral y trastornos del procesamiento central. Por supuesto, es más fácil decirlo que hacerlo. En primer lugar, en el caso de daños cocleares graves (por ejemplo, “zonas muertas” donde faltan células ciliadas internas), la restauración total de la percepción puede no ser realista. Cognición También es extremadamente difícil diseñar métodos de conversión apropiados para restaurar las respuestas neuronales ideales en personas con lesiones leves a moderadas.
Afortunadamente, hay varios avances recientes que pueden ayudar a mejorar esto. Nuestra comprensión de las distorsiones causadas por la pérdida auditiva está evolucionando rápidamente y, a medida que la naturaleza de estas distorsiones se vuelve más clara, resulta más fácil diseñar tratamientos receptivos. Al igual que con otras áreas de la medicina, es posible que sea necesario considerar nuevas tecnologías de aprendizaje automático. Las redes neuronales profundas pueden aprender relaciones no lineales complejas directamente a partir de datos, lo que puede ayudar a los ingenieros humanos a encontrar nuevas soluciones. Estos enfoques requieren volúmenes de datos que exceden las capacidades experimentales existentes, pero las nuevas tecnologías para el registro de excitación neuronal a gran escala pueden satisfacerlos.
El registro a gran escala de la actividad neuronal también se puede utilizar para abordar otro gran desafío: la naturaleza idiosincrásica de la pérdida auditiva. El patrón de daño coclear de cada individuo es diferente, lo que provoca distorsiones únicas en la respuesta neuronal. Sin embargo, debido a que los estudios de respuestas neuronales a menudo se basan en promediar grabaciones a pequeña escala de varios individuos, todavía no contamos con métodos óptimos para procesar datos personalizados de un solo individuo. Las grabaciones a gran escala pueden ayudar a resolver este problema al documentar el perfil excitatorio completo de un solo individuo. Esta información también debería ayudar a mejorar nuestra capacidad para inferir patrones subyacentes a la patología coclear mediante pruebas clínicas no invasivas o mínimamente invasivas.
Dado que es probable que los audífonos sigan siendo el principal medio para controlar la pérdida auditiva durante algunos años, sigue siendo fundamental que se sigan mejorando los dispositivos en un esfuerzo por restaurar la percepción auditiva normal. Este objetivo será un desafío y es posible que los audífonos nunca sean suficientes para las personas con pérdida auditiva grave. Sin embargo, si los dispositivos de próxima generación se diseñan para tratar la pérdida auditiva como una distorsión de los patrones de excitación en el cerebro, en lugar de una pérdida de sensibilidad en el oído, podrían ser posibles enormes mejoras en la pérdida auditiva leve a moderada. A medida que aumenta la aceptación social de los dispositivos portátiles, se realizan cambios en las políticas y se desarrollan productos de amplificación personal de venta libre, tenemos la oportunidad de ayudar a respaldar la salud y el bienestar de millones de personas en el futuro cercano.
——Traductor: Dr. Meng Qinglin, profesor, Instituto de Acústica, Facultad de Física y Optoelectrónica, Universidad Tecnológica del Sur de China
La dirección de la investigación es la percepción del habla y el procesamiento de señales de la cóclea. implantes
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