способ исследования межполушарной слуховой асимметрии

Формула изобретения

Способ исследования межполушарной слуховой асимметрии, включающий дихотическое предъявление через головные телефоны серий звуковых щелчков, отличающийся тем, что предъявляют серии из пяти пар звуковых щелчков с периодом следования 1000 мс, при этом звуковые пары предъявляют одновременно, а в третьей паре подбирают минимальную интерауральную временную задержку, которая вызывает ощущение смещения звукового образа в правую, а затем в левую сторону, и по результатам сравнения право- и левосторонних величин полученных задержек определяют степень выраженности межполушарной слуховой асимметрии.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины, психологии, психофизики и может быть использовано для диагностики очаговых поражений головного мозга, и в частности отоневрологической сферы, для исследования функционального состояния мозга, а также для оценки степени умственного утомления.

Существует целый ряд способов исследования межполушарной сенсорной асимметрии (МСА), описанных в монографиях Н.Н.Доброхотовой и Т.А.Брагиной [3], И.Блауэрта [2] и др.

Среди них известны способы исследования МСА методом дихотической стимуляции [5, 6, 7]. Суть этого метода состоит в том, что одинаковые звуковые стимулы (чаще всего щелчки) подаются испытуемым одновременно на оба уха и воспринимаются ими в виде единого звукового образа (ЗО), не проецирующегося вовне, а располагающегося внутри головы в срединно-сагиттальной плоскости. При введении интерауральных временных различий (AT), т.е. при опережении стимуляции какого-либо уха, ЗО смещается (латерализуется) в сторону этого уха. Если AT изменять в автоматическом режиме с заданным шагом (10-100 мкс), то у слушателя формируется ощущение движения ЗО в пределах интерауральной дуги.

Приборы, с помощью которых осуществляется дихотическая стимуляция звуковыми щелчками, получили название латерометров [1, 4, 9, 10, 11]. В настоящее время они позволяют в широких пределах варьировать амплитудно-временные комбинации дихотических стимулов и формировать у слушателя самые разнообразные слуховые ощущения: слитный ЗО в разных точках интерауральной дуги, движение ЗО, «расщепление» ЗО на два билатерализованных образа звука и т.д. Кроме этого, при необходимости, латерометры позволяют чередовать по заданной программе дихотические сигналы с монауральными. Все это позволяет расширить контингент обследуемых как в возрастном плане, так и в плане их неврологического статуса.

В качестве прототипа предлагаемого изобретения предлагается использовать способ исследования функционального состояния мозга [8], так как по своей сути он позволяет определять функциональное состояние не только всего мозга в целом, но и каждого из его полушарий в отдельности, и при этом провести количественное определение степени межполушарной сенсорной асимметрии.

Исходя из вышесказанного, за прототип [8] предлагаемого изобретения выбран способ исследования функционального состояния мозга, включающий предъявление испытуемым через головные телефоны серий звуковых щелчков с периодами следования в диапазоне от 1 до 1000 мс, при этом первый, срединный и последний щелчки в серии предъявляют монаурально, а остальные - дихотически с интерауральной временной задержкой, равной нулю; определяют величину периода следования дихотических пар, при которой все три монаурально подаваемых щелчка ощущаются в наушнике предъявления монаурального сигнала. Таким образом, в прототипе о функциональном состоянии каждого полушария судят по величине периода, при котором все монауральные сигналы слышны в соответствующем наушнике (в правом или влевом) на фоне предъявляемой дихотической серии щелчков с интерауральной Т=0. По разнице периодов судят, во-первых, о функциональном состоянии каждого полушария, а во-вторых, делают заключение о наличии и степени выраженности межполушарной слуховой асимметрии.

Однако в процессе широкого практического использования указанного способа выявился целый ряд недостатков. Среди них, прежде всего, следует отметить трудоемкость способа-прототипа. На обследование одного испытуемого или больного затрачивается, в зависимости от возраста и типологических особенностей, от 20 до 40 минут. При этом наиболее ценным в диагностическом плане оказывается срединный монауральный звуковой щелчок. Однако и он позволяет выявлять лишь достаточно выраженную межполушарную асимметрию. Этот недостаток обусловлен следующими причинами: во-первых, тем, что в качестве тестового срединного сигнала используется монауральный звуковой щелчок, тогда как фоновые серийные щелчки являются дихотическими, во-вторых, тем, что монауральный щелчок-сигнал заметно слабее серийных дихотических щелчков, и, в-третьих, тем, что тестовый сигнал максимально удален по латеральной дуге от фоновых щелчков и выходит за пределы субъективного звукового поля головы слушателя в объективное пространство одного из наушников.

Задачей предлагаемого изобретения было устранение отмеченных выше недостатков прототипа, повышение скорости, точности и объективности исследования межполушарной сенсорной асимметрии.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе исследования межполушарной слуховой асимметрии, включающем предъявление испытуемым через головные телефоны серий звуковых щелчков, в соответствии с изобретением предъявляют серии из пяти пар звуковых щелчков с периодом следования 1000 мс, при этом звуковые пары предъявляют одновременно, а в третьей паре подбирают минимальную интерауральную временную задержку, которая вызывает ощущение смещения звукового образа в правую, а затем в левую сторону, и по результатам сравнения право- и левосторонних величин полученных задержек определяют степень выраженности межполушарной слуховой асимметрии.

Предлагаемый способ имеет явные преимущества перед прототипом хотя бы потому, что на тестирование одного испытуемого (или больного) затрачивается не более 10-15 минут. Кроме того, он позволяет выявить минимальную функциональную асимметрию не только статичную, обусловленную индивидуальными морфофункциональными особенностями или начинающейся органической патологией, но и асимметрию динамическую, вызванную преходящими воздействиями со стороны внешнего мира или интероцептивной сферы организма (физическое или умственное переутомление, временная конфликтная ситуация в семье, на работе, в школе и т.д.). Предлагаемый способ тестирования отличается простотой при исполнении и определенностью получаемых результатов, не требующих серьезной статической обработки, характерной при исследовании субъективной сферы.

В источниках научно-технической и патентной информации не выявлены сведения об исследовании функционального состояния мозга описанным выше способом. На основании этого авторы считают, что предлагаемое техническое решение соответствует критериям патентноспособности «новизна» и «изобретательский уровень».

Исследование проводят с помощью программно-аппаратного комплекса, который включает: ПЭВМ IBM Pentium с тактовой частотой от 200 МГц и оперативной памятью от 32 МБ; внешнюю звуковую карту Extigy (24 bit/96kHz/100dB SNR); стереофонические наушники AKG K 270 S; пакет программ, реализованных на языке C++ с помощью среды разработки Builder C++5.0, работающих в операционной системе Windows 9x, ME, 2000, NT. В качестве сигналов служат звуковые щелчки с минимальной длительностью 23 мкс. Пакет программ позволяет изменять параметры звуковой стимуляции, а именно: предъявлять серии звуковых щелчков или одиночные щелчки как монаурально, так и дихотически; изменять частоту следования дихотических пар в диапазоне от 1 до 100 Гц; подавать дихотические сигналы как одновременно ( t=0), так и вводя между ними временную задержку от 0 до 100 мс; вводить изменение интерауральной временной задержки в автоматическом режиме, с шагом от 23 мкс; изменять громкость звуковых щелчков по каждому каналу от 0 до 32000 условных единиц.

Испытуемому предлагается прослушать несколько предварительных серий из пяти пар дихотических звуковых щелчков, следующих с частотой 1 Гц. В первой серии все пять пар предъявляются с интерауральной временной задержкой, равной нулю. При таких параметрах дихотической стимуляции у слушателя формируется ощущение слитного звукового образа в области срединно-сагиттальной плоскости головы.

Bo-второй серии в третьей дихотической паре вводят заведомо значительную интерауральную временную задержку в 600-800 мкс, а остальные предъявляются одновременно. При прослушивании такой серии испытуемый ощущает два первых и два последних щелчка в срединно-сагиттальной плоскости головы, а срединный щелчок - смещенным в сторону опережающего стимула, к правому или левому уху.

Затем начинают тестирование, в процессе которого в третьей дихотической паре звуковых щелчков подбирается самая минимальная интерауральная временная задержка, способная вызвать у слушателя ощущение смещения срединного звукового щелчка в правую, а затем в левую сторону. По результатам сравнения право- и левосторонних показателей судят о наличии и степени выраженности межполушарной слуховой асимметрии.

Пример исследования на межполушарную сенсорную асимметрию.

У испытуемого X (20 лет) было определено, что он отчетливо ощущает смещение звукового образа третьей пары дихотических стимулов вправо при Т=92 мск, а влево - при Т=162 мкс. Характер отличий право- и левосторонних показателей у данного испытуемого позволяет говорить о наличии сенсорной межполушарной асимметрии: левое полушарие данного испытуемого трансформирует значительно меньшие интерауральные различия по времени стимуляции в пространственные параметры звукового образа.

Способ апробирован в ходе обследования более 40 испытуемых в возрасте от 18 до 25 лет.

Источники информации

1. Альтман Я.А. Локализация звука. Л.: Наука, 1972. С.214.

2. Блауэрт Й. Пространственный слух. М: Энергия, 1979. 224 с.

3. Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А. Функциональные асимметрии человека. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 1988. С.215-216.

4. Паренко М.К., Щербаков В.И., Кузнецова И.А., Алымов В.А., Егорова Ю.В. Динамика изменений в онтогенезе пространственных параметров слитного звукового образа при дихотической стимуляции. Научные труды I съезда физиологов СНГ. Сочи. 2005. С.132.

5. Патент РФ на изобретение №2131215. Способ исследования межполушарной сенсорной асимметрии. Паренко М.К., Маясова Т.В., Щербаков В.И., Алымов В.А. // Бюл. изобр. 1999. №16.

6. Патент РФ на изобретение №2198589. Способ исследования межполушарной сенсорной асимметрии. Щербаков В.И., Шеромова Н.Н., Полевая С.А., Паренко М.К. // Бюл. изобр. 2003. №5.

7. Патент РФ на изобретение №2207041. Способ исследования межполушарной сенсорной асимметрии. Щербаков В.И., Паренко М.К., Шеромова Н.Н., Полевая С.А. // Бюл. изобр. 2003. №18.

8. Патент РФ на изобретение №2255649. Способ исследования функционального состояния мозга. Щербаков В.И., Паренко М.К., Егоров А.А.. // Бюл. изобр. 2005. №19.

9. Щербаков В.И., Паренко М.К., Полевая С.А., Шеромова Н.Н. Влияние интенсивности дихотической стимуляции на формирование звукового образа и его локализацию в субъективном звуковогом поле // Сенсорные системы. 2003. Т.17. №2. С.166-173.

10. Щербаков В.И., Паренко М.К., Полевая С.А., Шеромова Н.Н. Возрастные особенности звукового восприятия при дихотической стимуляции // Сенсорные системы. 2001. Т.15. №4. С.316-323.

11. Щербаков В.И., Паренко М.К., Полевая С.А., Шеромова Н.Н. Возрастные особенности структуры субъективного звукового поля человека // Сенсорные системы. 2001. Т.15. №4. С.309-315.