Ereigniskorrelierte Potenziale und Mismatch Negativity zur Objektivierung vorbewusster Phonem- und Tonhöhendiskrimination bei unauffälligen Säuglingen

Abstract

Akustisch evozierte Potenziale (AEP) und eine Teilkomponente, die Mismatch Negativity (MMN), stellen objektive Verfahren zur Untersuchung auditiver Wahrnehmung und Diskrimination dar. Dieses Verfahren ist im Gegensatz zu psychometrischen Tests aufgrund seiner Objektivität insbesondere im Säuglingsalter ein vielversprechendes Instrumentarium. Zur elektrophysiologischen Darstellung von Sprachentwicklungsprozessen und möglichen Störungen könnte das Verfahren einen Ansatz für eine klinische Diagnostik bieten. Zuvor bedarf es allerdings größerer Untersuchungen von normalentwickelten Probanden, um die Variabilität der Potenzialantworten, sowie mögliche Einflussfaktoren besser beurteilen zu können. Die Fragestellung der vorliegenden Arbeit ist, die Variabilität der AEP, sowie Altersabhängigkeit, Vigilanz- und Geschlechtseinflüsse an einem größeren Kollektiv (n=57) normalentwickelter Säuglinge im Alter von 4 Wochen und 5 Monaten zu untersuchen. Dazu wurden AEP auf die Phonemreize /da/-/ga/, sowie die Sinustonreize /1000Hz/-/1200Hz/ abgeleitet. Des Weiteren erfolgte die Evaluierung der Reize an 19 erwachsenen Kontrollpersonen. Im Gegensatz zur negativen Hauptkomponente (N100) der adulten Population zeigten die Säuglinge eine Positivierung (P290) in der primären kortikalen Potenzialantwort. Diese trat ohne signifikante Stimulustypabhängigkeit, mit tendenziellem Vigilanzeinfluss und mit stärkerer Ausprägung bei den weiblichen Probanden auf. Insgesamt zeigte sich auf die Standardreize bei den Säuglingen eine große interindividuelle Variabilität. Die Verlaufsuntersuchung nach 4 Monaten zeigte hochsignifikante, vermutlich reifungsbedingte Amplitudenzunahmen und Latenzverkürzungen. Dies belegt die Notwendigkeit zur Erstellung altersbezogener Normwerte. Bei den Differenzkurven zeigte sich in der adulten Kontrollgruppe die klassische Mismatch Negativity (MMN). In der Säuglingsgruppe fand sich im Mittel hingegen eine Positivierung (MMP), so dass auch hier mögliche Reifungsprozesse zu berücksichtigen sind. Die Mismatch- Antworten zeigten bei den Säuglingen ebenfalls eine größere Variabilität als bei den Erwachsenen. Ein interessanter Befund ist, dass eine Gruppe von ca. 30% der 4 Wochen alten Kinder eine dem adulten Muster ähnliche frühe Negativierung um 150 ms aufwies. Dieser Befund war intraindividuell 4 Monate später nicht verlässlich reproduzierbar, sodass methodenkritisch Probleme des in dieser Klientel erreichbaren Signal-Rausch-Verhältnisses diskutiert werden. Im Alter von 5 Monaten zeigte sich neben der frühen Positivierung, als neue Komponente eine späte Negativierung um 500ms. Zusammenfassend kann mit dem Messverfahren eine Objektivierung der vorbewussten Verarbeitung und Diskrimination von Phonemen und Sinustönen bei unauffälligen Säuglingen durchgeführt werden. Zur Zeit erlauben allerdings allein Gruppenvergleiche statistisch abgesicherte Aussagen, sodass der Stellenwert der Untersuchung in der individuellen Diagnostik bei auffälligen Kindern erst nach systematischen Untersuchungen noch größerer Kollektive beurteilt werden kann.

Auditory Evoked Potentials (AEP) and one of their components the Mismatch Negativity (MMN) represent objective methods to investigate auditory perception and discrimination. Unlike psychometric tests these methods are an appealing tool especially in infancy because of their objectiveness. Displaying electro-physical representation of processes during speech development and its possible disorders this method might offer a basis as a new clinical diagnostic tool. However it is necessary to investigate larger populations of normally developed subjects in advance to better assess the variability of the evoked potentials, as well as possible factors that might influence the potential parameters. The main point of interest investigated into in this thesis evaluates the variability of the AEP, possible maturational changes, as well as possible vigilance and gender effects. These effects were studied on a larger group of normally developed infants (n=57) at the age of 4 weeks and 5 months. Therefore AEP elicited by phonemes /da/-/ga/ and sinusoidal tones /1000Hz/-/1200Hz/ were recorded. Stimuli were also analysed on 19 adult control subjects. In contrast to the main negative component (N100) of the adult subjects, primary cortical potentials in infants displayed an early positivity (P290). This positivity showed no significant effects of stimulus type, a tendency for vigilance effects and a greater amplitude in female infants. As a whole, responses to the standard stimuli did show a greater variability in infants than in adults. The following-up investigation after 4 months showed highly significant, probably maturational effects on amplitude and latency. This verifies the necessity for a standardization with respect to age-related normal values. The difference-wave showed typical Mismatch Negativity (MMN) responses in the adult group. In contrast the infants grand-average displayed a positivity (MMP), so that also maturational changes should be considered. The mismatch responses showed greater variability in infants than in adults, too. An interesting result is, that a group of 30% of infants at the age of 4 months showed an early negativity at a latency of 150ms, which might be similar to negativities elicited in adults. On an intraindividual basis this result was not reliably reproducible, so that crucial methodological problems of the signal-to-noise ratio achievable in this cliental are discussed. In addition to the early positivity a new component was found at the age of 5 months. This was a negativity peaking at around 550ms. Concluding, these methods represent a practicable tool for an objective investigation of precognitive processing and discrimination of phonemes and sinusoidal tones in normally developed infants. However at present only comparisons on a group level allow statistically reliable statements. The importance of the method as an individual diagnostic tool in clinical populations can only be judged after the systematical investigation of even larger groups.