人工耳蜗植入者的声源定位能力与脑功能的相关性研究△

王诚进 韩朝 高娜

[1.河西学院附属张掖人民医院耳鼻喉科 张掖 734000；2.复旦大学附属眼耳鼻喉科医院耳鼻喉科 上海听觉医学中心 国家卫生健康委员会听觉医学重点实验室(复旦大学) 上海 200031]

全球有数千万双耳重度感音神经性聋患者，植入人工耳蜗是患者目前重获听力的唯一手段。重度感音神经性聋患者接受了人工耳蜗植入，康复训练后重新回到有声世界，他们之中大部分成人甚至可以通过电话与人交流，而大部分患儿可以与正常儿童一同接受正规教育，改善了生活质量。

但是，双侧耳聋患者植入单侧耳蜗，只有一侧听力，只能带来亚理想状态的听觉重建，耳聋侧难以言语交流，声源定位困难，噪声环境中言语困难。虽然在安静环境下的言语识别能力与听觉正常人无明显差异，但平均25.5%的单侧聋儿童，出现至少留级1次；平均31.5%的儿童，至少需要1年的额外学习辅导[1]。双耳聆听时，通过头影效应，即由于头部的遮挡，一侧的声音在到达对侧耳时会减弱。同时，通过声源定位，即听觉中枢依赖耳间时间差(interaural timing differences, ITD)及强度差(interaural level differences, ILD)来编码水平方位角，定位声源，使双耳听力时具有方向性[2-4]。既往临床中，对耳蜗植入患者的康复评估主要集中在安静环境下的言语测试，理论也比较成熟，但是对声源定位的研究却很少。

1996年，德国维尔茨堡耳鼻喉科首次为成人双侧植入人工耳蜗达到重建双侧听觉的目的。1998年，维尔茨堡耳鼻喉科基于同样目的，给儿童植入双侧耳蜗[5]。2002年Schön等[6]通过间隔30°的7个扬声器，测试11例双侧人工耳蜗植入患者的水平面的声源定位，表明双耳植入患者能完成包含ITD和ILD的声源定位测试，其中ILD更敏感。听觉系统通过两侧听觉通道进行水平位的声源定位。2004年奥地利Schon测试11例双侧MED-EL耳蜗植入的患者。通过相互间隔22.5°的9个扬声器，测试-90°～90°之间的声源定位能力，测试选用声源定位测试[7]。表明大部分双侧人工耳蜗植入患者能提高声源定位能力，但极少数耳聋时间久的患者无法获益[8]。2011年Piotr等[9]通过可视化虚拟环境，测试双耳人工耳蜗植入的360°水平和垂直角度的声源定位。既往研究[10]表明，将ITD和ILD转化应用到电刺激信号，有助于提高声源定位的能力。2015年Zheng等[11]研究双耳植入患者的声源定位的编码策略。现有的声源定位测试视野局限，常规测试不切实际。2015年Bizley等[12]提出一种言语测试和噪声环境下声源定位测试相结合的测试方法，通过前方180°的扬声器测试，希望用于评估双侧人工耳蜗植入的效果。

同时，双耳听觉传导系统在脑干以下没有交集，因此听觉系统对同一个声音到达双耳的ITD与ILD的分析发生在脑干水平以上。既往研究表明，两耳听觉传导通路发生交集的最低中枢是上橄榄核，且上橄榄核的许多细胞对声音到达两耳的ITD和ILD很敏感。ITD的编码在上橄榄内侧核，ILD的编码在上橄榄外侧核，而波谱特征的编码在耳蜗背核[13-14]。脑干多个神经核团信息输入下丘脑。下丘脑的某些神经元只对某一方向传输的声音有反映，而对其他方向而来的声音无反映。因此，声源方位的辨别可能是由中枢内细胞活动的特殊空间和时间模式决定的，也可能是更高级的中枢分析加工的结果。研究[15]表明声源定位的编码在皮质下区，但颞叶皮质作为高级听觉中枢，也参与了声源定位过程。2005年Leclerc等[16]研究表明，定位声源能力与脑电图(electroencephalography, EEG)的听觉事件相关电位(N1，P3)振幅相关。

研究表明听觉干预后的大脑皮质可能与声源定位能力有关。2016年Undurraga等[17]报道了EEG信号中ITD对低频音的耳间期敏感性的客观测量。2017年Easwar通过[18]EEG，对比了耳蜗植入患儿与正常儿童的ILDs的大脑皮质功能。结果表明耳蜗植入者大脑皮质对ILDs的敏感度较正常人差。同时对比了ITD，精确使用空间定位的ITD需要双侧听觉。2016年Ozmeral等[19]研究表明神经通道对左右听觉半球的过渡段进行宽调谐，通道之间的相对活动决定了声音的感知偏侧化，随着年龄增加对ITD的感知逐渐减弱。同时双侧耳蜗植入提供了双侧听觉方式，但是并没有提供正常的ITD敏感度。因此，虽然双侧听觉交互作用在听觉脑干通过双侧耳蜗植入建立，但处理ITD能力的潜在缺陷仍然存在[20]。

目前，国内外对声源定位的测试方法尚未统一，且对耳聋患者进行听觉干预后声源定位能力评估的基础研究和临床应用较少，国外研究主要集中在前方水平面的安静环境下的声源定位[13]。但在后方及360°全方位的声源定位，国内外尚无报道。虽然双侧人工耳蜗植入提供了双侧听觉，可以处理声音ITD与ILD，但与正常人相比，听觉皮质活动相对减弱[18]。听觉干预后声源定位能力与减弱的皮质活动程度相关性尚不清楚；不同助听模式(双侧人工耳蜗植入；一侧耳蜗植入，一侧助听器干预)的声源定位能力的改善规律与听觉皮质相关性，以及听觉中枢整合双耳间信号特性来定位的机制尚不明确，都明显影响了对听障患者使用听辅设备的预期和评估。

综上所述，探寻耳蜗植入后声源定位能力的听觉皮质特性，不仅有利于对听障患者助听技术干预后聆听效果的提高，为临床人工耳蜗植入及助听辅具应用最佳时间的选择提供参考，也有利于对听觉功能更深层次的认识。评估不同助听模式下的声源定位效果，能为临床上耳聋患者最佳听觉干预方案提供更多的指导。