Central auditory processing and speech perception in noise condition in patients with amnestic mild cognitive impairment

Abstract

Background: Patients with amnestic mild cognitive impairment (aMCI) often present difficulties with central auditory processing (CAP). However, most previous studies have focused on the relationship between peripheral hearing and cognitive functions. Among the CAP abilities, speech perception in noise conditions is one of the most prominent symptoms in patients with aMCI. The ability to infer the meaning plays an important role in communication, but only few studies have taken this into account when investigating the communication abilities of patients with aMCI. Purpose of study: The purpose of this study is two-fold: 1) to investigate differences between the aMCI and control groups for CAP tests, and 2) to assess differences between the aMCI and control groups and their relation to sentence predictability and the noise level in the Speech Perception In Noise (SPIN) test. Methods: The aMCI group (25 patients) and the control group (20 subjects), matched by age and years of education, were included in the study. Both groups were screened through pure-tone audiometry (PTA) and speech audiometry (SA). CAP tests (frequency pattern test (FPT), duration pattern test (DPT), Gaps-In-Noise© (GIN) test, dichotic digits test (DDT), low-pass filtered word test, and binaural fusion test) and the SPIN test were conducted only after the two groups passed the screening. The SPIN test was completed with multi-talker babble noise with two sentence predictability conditions: high and low, and two different noise levels: 0 dB SNR and -5 dB SNR. Results: As for the CAP tests, the aMCI group had a decrease in the mean score of the FPT, DPT, GIN©, and DDT tests compared with the control group. There were significant interactive effects between sentence predictability and the group as well as between noise level and the group. The aMCI group had a lower mean SPIN test score compared to the control group, and the difference in the mean SPIN test score was greater in HP than in LP condition, and in -5 dB SNR than in 0 dB SNR, respectively. After controlling PTA and SA, the SPIN test revealed a significant positive correlation with the frontal-executive function in the aMCI group. Discussion: The author presumes that problems in the left hemisphere or the nerve fibers (e.g., the corpus callosum) connecting the two hemispheres might possibly lead to decline in CAP abilities of the aMCI group compared with that of the control group. Furthermore, the score of the aMCI group decreased when the sentence predictability was high and when the noise was louder compared with the control group. This can be interpreted as a result of the deterioration of the frontal-executive function in the aMCI group. Conclusion: It was confirmed that the aMCI group’s CAP abilities were significantly lower than that of the control group. Thus, if the cognitive assessment and hearing evaluation are conducted in combination, the sensitivity of the diagnostic process for aMCI will be increased. Moreover, the study confirmed that there may be a correlation between sentence predictability and cognitive ability, especially in regard to the frontal-executive function. Therefore, the author suggests healthcare professionals to use high predictable sentences which have contextual cues when communicating with aMCI patients who show cognitive decline.

배경: 기억성 경도인지장애 환자는 중추 청각 처리 능력에 종종 문제를 보인다. 그러나 선행 연구들은 대체로 말초 청각과 인지 기능의 관계를 밝히는데 집중되어 있다. 기억성 경도인지장애 환자가 가장 많이 호소하는 중추 청각 처리 문제는 소음 상황에서 겪게되는 말소리 지각의 어려움이다. 소음 때문에 문장에 포함된 모든 단어를 듣기 어려운 상황에서도 의미를 추론하는 능력, 즉 예측도에 따라 문장의 의미를 유추할 수 있다는 점에서 예측도는 의사소통 시 중요한 역할을 한다. 그러나 기억성 경도인지장애 환자의 의사소통 연구에서 문장의 예측도를 고려한 경우는 거의 없었다. 연구 목적: 이 연구에서는 크게 두 가지 연구 문제를 확인하고자 한다: 1) 기억성 경도인지장애 환자군과 대조군은 중추 청각 처리 능력 검사(주파수 패턴 검사, 음길이 패턴 검사, Gaps-In-Noise (GIN©) 검사, 이분 청취 숫자 검사, 주파수 여과 단어 검사, 양이 통합 검사) 점수의 평균에 차이가 있는가, 2) 말소리 지각 검사에서 문장 예측도와 군 간, 그리고 소음 정도와 군 간 상호작용 효과가 있는가. 방법: 경도인지장애 환자군 25명과 연령과 교육년수를 일치시킨 대조군 20명을 대상으로 하였다. 두 군 모두에서 선별검사인 순음청력검사와 어음청력검사를 통과한 경우에만 본 검사인 중추 청각 처리 능력 검사와 소음 상황에서 말소리 지각 검사를 실시하였다. 말소리 지각 검사의 경우, 두 가지 조건의 문장 예측도 상황(높음 및 낮음)와 두 가지 조건의 소음 크기(0 dB SNR 및 -5 dB SNR) 하에 검사를 시행하였다. 결과: 경도인지장애 환자군과 대조군에서 중추 청각 처리 능력 검사 점수 평균에 차이가 있는지 살펴본 결과, 주파수 패턴 검사, 음길이 패턴 검사, GIN© 검사, 이분 청취 숫자 검사에서 경도인지장애 환자군의 점수 평균이 유의하게 더 낮았다. 그리고 말소리 지각 검사 결과, 문장 예측도와 군 간, 그리고 소음 정도와 군 간 상호작용 효과가 있었다. 기억성 경도인지장애 환자군은 대조군에 비해 말소리 지각 검사 점수 평균이 더 낮았으며, 문장 예측도가 높고, 소음이 더 큰 경우 점수 평균 차이가 더 컸다. 기억성 경도인지장애 환자군만을 대상으로 순음청력검사와 어음청력검사를 보정한 후 말소리 지각 검사와 신경심리검사의 하위 항목 간의 상관관계를 살펴본 결과, 말소리 지각 검사는 전두-집행기능과 상관관계가 있었다. 논의: 경도인지장애 환자군이 대조군에 비해 중추 청각 처리 능력이 저하된 이유는 좌반구 및 두 반구를 연결하는 영역에서의 문제 때문인 것으로 추측된다. 그리고 경도인지장애 환자군이 대조군에 비해 말소리 지각 검사 점수가 더 낮은 이유는 전두-집행 기능이 저하되었기 때문으로 해석할 수 있다. 결론: 이 연구 결과 경도인지장애 환자군이 대조군에 비해 중추 청각 처리 능력이 유의하게 저하된 것으로 확인되었다. 그러므로 노년층에서 인지기능 평가와 더불어 청각 평가가 동반된다면 경도인지장애의 진단민감도를 높일 수 있을 것이다. 그리고 문장 예측도와 인지 능력 특히, 전두-집행기능과 상관관계가 있는 것으로 확인된 바, 경도인지장애 환자들과 의사소통 시에는 문맥 단서를 포함하고 있는 예측도가 높은 문장을 사용하여야 한다.