Ongeveer 15 procent van de Amerikanen meldt een soort gehoorproblemen; problemen met het begrijpen van gesprekken in lawaaierige omgevingen is een van de meest voorkomende klachten. Helaas is er niet veel artsen of audiologen kunnen doen. Hoortoestellen kunnen dingen versterken voor oren die bepaalde geluiden niet helemaal kunnen oppikken, maar ze maken geen onderscheid tussen de stem van een vriend op een feestje en de muziek op de achtergrond. Het probleem is niet alleen een kwestie van technologie, maar ook van hersenbedrading.
De meeste gebruikers van gehoorapparaten zeggen dat ze zelfs met hun gehoorapparaten nog steeds problemen hebben met communiceren in lawaaierige omgevingen. Als neurowetenschapper die spraakperceptie bestudeert, is deze kwestie prominent aanwezig in veel van mijn eigen onderzoek, evenals in dat van vele anderen. De reden is niet dat ze de geluiden niet kunnen horen; het is dat hun hersenen het gesprek niet uit het gebabbel op de achtergrond kunnen halen.
Harvard-neurowetenschappers Dan Polley en Jonathon Whitton hebben misschien een oplossing gevonden door gebruik te maken van het ongelooflijke vermogen van de hersenen om te leren en zichzelf te veranderen. Ze hebben ontdekt dat het brein mogelijk opnieuw kan leren onderscheid te maken tussen spraak en ruis. En de sleutel tot het leren van die vaardigheid zou een videogame kunnen zijn.
Het hersenbrein
Mensen met gehoorapparaten melden vaak dat ze gefrustreerd zijn over hoe hun gehoorapparaten omgaan met lawaaierige situaties; het is een belangrijke reden waarom veel mensen met gehoorverlies geen gehoorapparaat dragen, zelfs niet als ze er een hebben. Mensen met onbehandeld gehoorverlies - inclusief degenen die hun hoortoestellen niet dragen - lopen een verhoogd risico op sociaal isolement, depressie en zelfs dementie.
Voor veel mensen met gehoorproblemen zit het probleem niet in hun oren - het zit in hun hersenen. In alledaagse omgevingen mengen geluidsgolven van elk object om je heen zich voordat ze je oor binnenkomen. Je hersenen moeten dan uitzoeken welke stukjes geluid bij elke bron in de omgeving horen en deze stukjes geluid correct groeperen, sommige negeren - zoals het zoemen in de koelkast - en focussen op anderen, zoals een familielid dat roept vanuit de volgende kamer .
Dit vermogen om geluid te onderscheiden, verwerken en begrijpen is een van de eerste dingen die kapot kunnen gaan aan gehoorverlies door normale veroudering, of door neurologische aandoeningen zoals ADD / ADHD, autisme en dyslexie. Het is zo complex dat auditieve neurowetenschappers zoals ik al tientallen jaren proberen te begrijpen hoe het brein dit doet en hoe we mensen kunnen helpen die slechthorend zijn in een lawaaierige omgeving.
Het padgeluid komt in het oor en vervolgens in de hersenen. (Zina Deretsky, National Science Foundation) Videogames komen te hulp
In hun nieuwe studie creëerden Polley, Whitton en hun collega's een videogame om de hersenen van spelers te trainen om geluiden beter te onderscheiden. Spelers trekken hun vingers rond een leeg tabletscherm en proberen de randen van een verborgen vorm te identificeren. Ze krijgen continu auditieve feedback over hoe ze het doen via een hoofdtelefoon, die geluiden speelt die gedeeltelijk worden verborgen door achtergrondgeluid. Het werkt een beetje als het spel "heter of kouder" voor kinderen: de enige manier om de randen van de vorm te vinden, is door goed te luisteren naar de geluiden en op te merken hoe ze veranderen terwijl ze hun vinger bewegen. Naarmate de speler beter wordt in het spel, wordt het achtergrondgeluid harder, waardoor het spel uitdagender wordt.
Om te bepalen of deze videogame mensen in hun dagelijks leven zou kunnen helpen, rekruteerden de onderzoekers 24 oudere volwassenen met gehoorverlies. De helft van de deelnemers speelde het auditieve trainingsspel. De andere 12 speelden een even uitdagend spel waarin ze onzinzinnen hoorden (zoals "Ready Barron, ga nu naar green four") te midden van achtergrondgeluid. Die mensen moesten onthouden en later identificeren welke woorden ze in de zinnen hadden gehoord. Belangrijk is dat deze geheugentaak het gehoor testte, maar verschilde van de videogametraining omdat het niet het vermogen van mensen testte om subtiele verschillen in geluiden te onderscheiden.
Na acht weken training op hun respectievelijke games, in verschillende sessies per week thuis op een tablet, was de geheugengroep niet beter in het onderscheiden van spraak van achtergrondgeluid. Maar de mensen die de auditieve videogame speelden, konden 25 procent meer woorden en zinnen begrijpen in achtergrondgeluid, wat ongeveer drie keer voordeliger was dan alleen met hun hoortoestellen. Dit was vooral verrassend omdat de groep videogames verbeteringen in spraakverstaan vertoonde, hoewel hun training alleen non-verbale geluiden inhield.
Snelle feedback
In gesprekken en interviews geeft Polley toe dat hij niet precies weet waarom de game werkt, maar hij vermoedt dat de structuur van de game de sleutel is: de hersenen kunnen voorspellen hoe het geluid van de videogame met elke vingerbeweging zal veranderen, en krijgt dan onmiddellijk feedback over wat er daadwerkelijk is gebeurd.
Dit is hetzelfde soort feedback dat mensen ontvangen tijdens activiteiten zoals sporten en het spelen van een muziekinstrument. Een violist anticipeert bijvoorbeeld op de volgende noot van een stuk, plaatst haar vinger op de juiste plek langs de hals van de viool en luistert vervolgens naar het geluid van de resulterende noot en hoe deze past bij de andere instrumenten van het orkest. Als er aanpassingen in de toonhoogte nodig zijn, verschuift haar vinger bijna onmiddellijk naar de juiste plek. En ze moet dit allemaal doen terwijl ze vreemde geluiden negeert, zoals de andere melodie in de houtblazerssectie of de pauken drumrol.
Er zijn aanwijzingen dat periodes van intense muzikale training, vooral in de kindertijd, kunnen leiden tot voordelen die leiden tot algemene communicatie. In mijn vorige werk werd bijvoorbeeld het idee onderzocht dat muzikanten vaak beter presteren dan niet-muzikanten bij tests van spraakverstaan in achtergrondgeluid, en dat de hersenen van muzikanten spraakgeluiden nauwkeuriger kunnen verwerken dan de hersenen van niet-muzikanten.
Maar net als muzikale training lijkt oefening nodig om het vermogen om spraak te verstaan in lawaaierige achtergronden te behouden. Twee maanden nadat de videogametraining was beëindigd, testten de onderzoekers de spraakverstaanbaarheid van de deelnemers opnieuw en ontdekten ze dat de voordelen van de videogame waren verdwenen.
Een toekomst met beter gehoor
Ondanks de resterende mysteries over hoe dit op geluid gebaseerde videospel de spraakperceptie kan verbeteren, biedt dit voorlopige resultaat opwindende mogelijkheden voor toekomstige klinische therapieën. Het geeft wetenschappers zoals ik ook meer inzicht in hoe het brein nieuwe perceptuele vaardigheden leert, door aan te tonen dat zelfs kortetermijntraining een dramatisch effect kan hebben op het vermogen om spraak te onderscheiden van achtergrondgeluid.
Maar het valt nog te bezien welke hersenveranderingen ten grondslag liggen aan deze gedragsverbeteringen. In mijn eigen onderzoek probeer ik die vraag te beantwoorden door de hersenen van mensen die verschillende soorten training hebben ondergaan te onderzoeken, te observeren hoe hun hersenen geluid verwerken en deze te vergelijken met mensen die geen training hebben ondergaan. De hoop is dat we meer kunnen leren over hoe de hersenen veranderen als reactie op training, en hoe dat verband houdt met de perceptuele vaardigheden van mensen.
Dus hoewel mensen voorzichtig moeten zijn met claims over het trainen van onze hersenen om onze algemene intelligentie te verbeteren, zijn de resultaten van deze studie van gerichte perceptuele training bemoedigend. Op een dag kan er een iPhone-app zijn die je schoonmoeder kan helpen het gesprek te volgen in een druk restaurant of een student met een leerstoornis die zich richt op de stem van de leraar. Wetenschappers moeten gewoon uitzoeken hoe ze het brein het beste kunnen trainen om te luisteren.
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation.
Dana Boebinger, Ph.D. student Speech and Hearing Bioscience and Technology, Harvard University
