Minnesförmåga hos personer med hörselnedsättning

Transkript

1 Institutionen för neurovetenskap enheten för logopedi Minnesförmåga hos personer med hörselnedsättning Zeinab Shareef Hörselnedsättningar: Kognition, Kommunikation, Intervention 7.5 hp, VT 2016

2 SAMMANFATTNING Syftet med detta PM är att undersöka förhållandet mellan hörselnedsättning och kognition, med specifikt fokus på hur språkförståelse kommer till stånd under komplexa lyssningsförhållanden. De studier som beskrivs testar Ease of Language Understanding (ELU)-modellens prediktioner om att hörselnedsättning inte är korrelerad med nedsatt korttids- och arbetsminne men däremot med nedsatt episodiskt långtidsminne. Det sammantagna resultatet i studierna går i linje med ELU-modellen oavsett via vilken modalitet som minnestesten presenteras. Detta förklaras med att inkodning i det episodiska minnet hos äldre personer med hörselnedsättning påverkas negativt då det oftare sker en s.k. mismatch (dvs. att den inkommande signalen mer sällan får en direkt träff med lagrad information i långtidsminnet). Detta kräver i sin tur att korttids- och arbetsminnet används i större utsträckning. Studiernas validitet och slutsatser tas upp i diskussionen. 1. Bakgrund 1.1. Människans minnesförmåga I föreliggande avsnitt lyfts de minnesmodeller som Ease of language understanding (ELU)- modellen utgår från (se avsnitt 3.1. Minnets roll vid hörselnedsättning). Vidare beskrivs även minnesfunktionerna som studierna i detta PM undersöker. En av människans kognitiva förmågor är minnet, vilket är indelat i huvudgrupperna korttids-, arbets- och långtidsminne. Korttidsminnet lagrar begränsat med information över en kortare tidsperiod. I arbetsminnet upprätthålls och manipuleras informationen (Goldstein, 2011). Arbetsminnet delas i sin tur enligt Baddeley & Hitch (1974) och Baddeley (2000) in i fyra komponenter; centralexekutiven och tre slavsystem; visuospatiala ritblocket, den fonologiska loopen och den episodiska buffern (se figur 1). Centralexekutiven ansvarar för att kontrollera informationsflödet till och från slavsystemen. Det visuospatiala ritblocket memorerar visuell information om riktning och plats tillfälligt. I den fonologiska loopen processas språklig och auditiv information där fonologiska komponenter upprätthålls en kortare period. Den episodiska buffern integrerar och upprätthåller information från de andra två slavsystemen, samt omvärlden, innan eventuell lagring i långtidsminnet. 1

3 Figur 1. Arbetsminnets indelning enligt Baddeley & Hitch (1974) och Baddeley (2000). Långtidsminnet delas in i två underkategorier, icke-deklarativt och deklarativt minne. Det ickedeklarativa minnet lagrar automatiserade och implicita minnen, sådana som sitter i ryggmärgen (Squire & Zola-Morgan, 1988, i Squire, 2004). Det deklarativa minnet lagrar explicit information som vi kan redogöra för och delas in i episodiskt och semantiskt minne. Sådant som vi upplevt under en begränsad tid eller en specifik plats lagras i det episodiska minnet och information om begrepp och fakta lagras i det semantiska minnet (Goldstein, 2011). Episodiska och semantiska minnen aktiverar framför allt hippocampus och temporala områden, men även frontala områden i hjärnan (Kramer et al., 2005; Moscovitch, Nadel, Winocur, Gilboa & Rosenbaum, 2006). En del av det episodiska minnet utgörs av det prospektiva minnet, som används för att komma ihåg att utföra en viss handling i framtiden (Scullin, Bugg, McDaniel & Einstein, 2011) Hörselnedsättning Enligt American Speech-Language-Hearing Association (2015) beskrivs hörselnedsättning huvudsakligen utifrån aspekterna typ och grad. Typ av hörselnedsättning beskriver den patologiska orsaken och delas in i konduktiv, sensorineural och central. Konduktiv hörselnedsättning uppstår när ljudet inte fortplantas genom ytter- eller mellanörat, sensorineural orsakas av en skada i innerörat eller hörselnerven och central hörselnedsättning orsakas av nedsatt funktion i de centrala hörselbanorna. Sensorineural hörselnedsättning uppstår ofta som en del av det naturliga åldrandet (vanligast nedsättning av högre frekvenser, presbyakusis). Ungefär en tredjedel av alla personer över 65 år har presbyakusis. Grad av hörselnedsättning beskriver hur stor nedsättningen är och anges i decibel hearing level (db HL) för uppmätta hörtrösklar för rena toner via tonaudiometri. Vid lätt hörselnedsättning uppmäts hörtrösklar vid db HL, vid måttlig db HL, vid grav db HL och vid uttalad (dövhet) db HL. 2

4 Hörselnedsättningens karaktär varierar med avseende på vilka frekvenser som påverkats (förlust av låga eller höga frekvenser), om den påverkat båda öronen eller inte (bilateral eller unilateral) samt om nedsättningens karaktär och grad ser likadan ut i båda öronen (symmetrisk eller asymmetrisk) Sensorisk och kognitiv nedsättning vid åldrande Studier har undersökt sambandet mellan nedsättning i kognition och sensorik (syn/hörsel) hos äldre med syfte att bena isär om de kognitiva nedsättningarna beror på sensoriska nedsättningar, t.ex. hörselnedsättning, eller en allmän åldersrelaterad neural degenerering som påverkar samtliga förmågor. Rönnberg et al. (2011) menar att aktuell forskning visar motstridiga resultat vad gäller att förklara orsakssambandet mellan sensoriska och kognitiva nedsättningar i åldrande. Studier som undersöker huruvida kognitiv förmåga hos äldre förblir intakt (eller till och med förbättrad) vid hörapparatanvändning visar även de olika resultat. Då det är fortsatt oklart gällande orsakssambanden har studier börjat fokusera på om användning av hörapparat eller inte påverkar prestationen. I denna rapport beskrivs och diskuteras studierna i förhållande till teorier om språkbearbetning vid hörselnedsättning hos äldre med och utan hörapparat Syfte Föreliggande PM:s syfte är att undersöka hur kognition och audiologiska variabler samvarierar samt hur detta samspel påverkar den språkliga förmågan. 2. Metod Metoden är en litteratursammanfattning av artiklar som undersöker förhållandet mellan hörselnedsättning och korttidsminne respektive semantiskt och episodiskt långtidsminne. Studierna har presenterat minnestesten via olika sinnesmodaliteter. I Hearing loss is negatively related to episodic and semantic long-term memory but not to short-term memory. (Rönnberg et al., 2011) används auditivt språkliga minnestest och i The effect of functional hearing loss and age on long- and short-term visuospatial memory: evidence from the UK biobank resource. (Rönnberg, Hygge, Keidser & Rudner, 2014) används visuellt språkliga och visuospatiala minnestest. 3

5 3. Resultat 3.1. Minnets roll vid hörselnedsättning Artiklarna och forskningen som lyfts i föreliggande litteratursammanfattning prövar ELUmodellen, vilken syftar till att förklara hur arbetsminnet stöttar upp språkförståelsen i dåliga ljudförhållanden hos personer med hörselnedsättning som använder hörapparat (se Rönnberg et al., 2013). Hörapparatanvändning vid t.ex. åldersrelaterad hörselnedsättning gör inte att taluppfattningen återgår till det välfungerande ursprungsläget, detta gäller i synnerhet vid dåliga ljudförhållanden och brus då talsignalen blir otydlig. ELU-modellen beskriver hur processen antas se ut (figur 2). Inledningsvis processas den multimodala språksignalen (Multimodal input) snabbt och automatiskt samt binds till fonologisk information (Rapid, Automatic, and Multimodal Binding of PHOnological information, RAMBPHO). I det semantiska långtidsminnet finns information om ords betydelser lagrad, informationen representeras i sin tur av fonologiska och lexikala komponenter. RAMBPHO-signalen matchas undermedvetet med motsvarande fonologiska representationer i det semantiska minnet (Match) för lexikal åtkomst (Lexical access). När språksignalen är otydlig och inte kan matchas automatiskt för korrekt tolkning (Mismatch) sker istället ett medvetet processande i såväl semantiskt långtidsminne (Semantic LTM) som arbetsminne (WM). Arbetsminnet har då upprätthållit språksignalen från start, vilken sedan kompletteras med fonologisk och semantisk information från det semantiska minnet. Informationen hamnar då i början av loopen och RAMBPHO-buffern uppdateras. Lyssnaren kan få en uppfattning om det språkliga innehållet och på så sätt en referensram till fortsatt lyssnande alternativt förstå talets innebörd (Gist/understanding), vilket möjliggör lagring av minnen i det episodiska minnet (Episodic LTM) (Rönnberg et al., 2011; 2013). Figur 2. Förståelse av språksignal hos äldre personer med hörselnedsättning och hörapparat enligt ELUmodellen (Rönnberg et al., 2013). 4

6 3.2. Prediktion av minnesfunktioner vid hörselnedsättning Det finns olika teorier som syftar till att förklara hur minnesfunktionerna förväntas se ut och påverkas hos äldre personer med hörselnedsättning utöver ELU-modellen. Rönnberg et al. (2011) lyfter dessa: Episodiskt minne förutsägs vara nedsatt hos äldre personer med hörselnedsättning. Nedsättningen kan förklaras av olika bakomliggande orsaker, t.ex. försämrad överföring av information i det episodiska långtidsminnet, nedsatt uppmärksamhetsförmåga eller sämre informationsupptagning från omgivningen. Enligt ELU-modellen sker mismatch oftare hos lyssnare med hörselnedsättning. Detta gör att en stor del av bearbetningen läggs på upprätthållande av information i arbetsminnet snarare än inkodningen till det episodiska minnet. Semantiskt minne lagrar lexikal information som representeras av fonologiska (ljudmässiga) komponenter. Enligt Rönnberg et al. (2011) förlitar sig lexikal åtkomst på intakt fonologisk förmåga, vilken är nedsatt hos äldre personer med hörselnedsättning (Classon, Rudner & Rönnberg, 2013). De otydliga fonologiska representationerna ger därmed upphov till nedsättningar i det semantiska minnet och förmågan till lexikal åtkomst. ELU-modellen kan i detta fall inte förutsäga nedsättningar i det semantiska minnet, men den kan beskriva förhållandet mellan episodiskt och semantiskt långtidsminne då inkodning i det episodiska långtidsminnet förlitar sig på att det sker en match i det semantiska långtidsminnet. Korttids- och arbetsminne förutsägs enligt ELU-modellen vara intakt då arbetsminnet hos personer med hörselnedsättning används i större utsträckning för att stötta upp språkförståelse. Detta gäller särskilt i sociala sammanhang där ljudförhållandena är sämre, då det blir extra viktigt att språksignalen upprätthålls ( For STM, the ELU model predicts an intact STM because of the continuous use of WM in reconstruction and repair of messages and dialogical contents in conditions of mismatch", Rönnberg et al., 2011, s. 708). När termen korttidsminne/arbetsminne används framöver i detta PM syftar den till att återspegla detta samarbete. När den ena eller andra termen används beror på terminologin i artikeln i fråga Undersökning av minnesförmåga Studie med auditivt språkliga test Rönnberg et al. (2011) undersökte sambandet mellan hörselnedsättning och korttidsminne samt långtidsminne (semantiskt och episodiskt). Studien inkluderade 160 äldre personer (35-80 år) som använde hörapparat. Deltagarna hade presbyakusis och hade använt hörapparat i M=6,4 år (SD=11,3 år). Deltagarna fick utföra en rad testningar för att fastställa sensorisk förmåga (syn), 5

7 kognitiv förmåga och minne. För att undersöka minnesförmågorna användes språkliga test; för undersökning av semantiskt långtidsminne användes ordförrådstest (flervalstest med synonymer) och fonologiskt ordflöde (att under 1 minut rabbla upp så många ord man kommer på som börjar på en viss bokstav). Episodiskt minne undersöktes med fri återgivning av subject-performed tasks (SPTs) (att utföra en skriftligt beskriven handling motoriskt, t.ex. knacka på dörren ) samt meningar och ord. Korttidsminnet undersöktes med fri återgivning av fraserna i SPT-testet under inkodningsfasen. Resultaten visade att det fanns ett negativt samband mellan hörselnedsättning och långtidsminne, men inte mellan hörselnedsättning och korttidsminne. Vidare fanns det inget samband mellan synnedsättning och minnesprestation, vilket författarna tolkar som att åldersrelaterad kognitiv nedsättning (t.ex. minnesprestation) inte kan förklaras av generell sensorisk nedsättning (av syn och hörsel), utan snarare beror på hörselnedsättningen i fråga. Nedsättning i det episodiska minnet går i linje med ELU-modellens förutsägelser, men inte nedsatt semantiskt långtidsminne. I diskussionen lyfter författarna emellertid att semantiskt och episodiskt långtidsminne egentligen hör till samma minnessystem (det deklarativa minnet), vilket skulle kunna förklara nedsättningen i båda Studie med visuellt presenterade språkliga och visuo-spatiala test Att undersöka minnesförmåga vid hörselnedsättning med auditiva och språkliga test skulle i sig kunna påverka inkodningen då deltagarna har nedsatt hörsel. Rönnberg et al. (2014) valde att undersöka visuo-spatialt arbetsminne och visuo-spatialt episodiskt långtidsminne hos äldre personer med hörselnedsättning med och utan hörapparat. Detta testades genom att deltagarna fick spela memory (hitta matchande kort som är uppochnervända) för arbetsminnestestet samt att komma ihåg en instruktion (att när instruktionen peka på den blåa fyrkanten dyker upp istället peka på den orangea fyrkanten) vid ett senare tillfälle för det episodiska långtidsminnestestet. Resultatet i studien visar att båda de visuo-spatiala minnesförmågorna var nedsatta, men långtidsminnet var relativt mer nedsatt än korttidsminnet hos äldre personer med hörselnedsättning utan hörapparater. Resultatet visade även att personer med hörapparat hade bättre visuo-spatialt arbetsminne än de utan. Författarna menar att de med hörapparat får ökad möjlighet att höra tydligare och därmed kunna upprätthålla information i arbetsminnet. Detta antas ha en positiv påverkan på arbetsminnet överlag, oavsett vilken modalitet det gäller (visuellt/spatialt/auditivt). Resultat går i linje med ELU-modellens förutsägelser och de studier som utförts med auditiva minnestest. 6

8 4. Diskussion Denna rapport sammanfattar studier som undersöker förhållandet mellan hörselnedsättning och minnesförmåga. Det sammantagna resultatet går i linje med ELU-modellens prediktioner om att det episodiska långtidsminnet är nedsatt och korttidsminnet/arbetsminnet intakt. Nedan diskuteras olika faktorer som kan ha påverkat resultaten Ordförråd och ordflöde som mått på semantiskt minne I studien av Rönnberg et al. (2011) undersöktes minnesförmågan med auditivt presenterade språkliga minnestest. För att undersöka det semantiska minnet användes ordförrådstest samt fonologiskt ordflödestest. I diskussionen problematiseras inte hur väl auditivt språkliga test kan tänkas pröva semantiskt minne. Författarna lyfter att det faktum att personer med hörselnedsättning har nedsatt fonologisk förmåga (Classon et al., 2013; Rönnberg et al., 2011) leder till att den lexikala åtkomsten påverkas, vilket i sin tur ger nedsatt åtkomst till semantiskt minne. Notera dock att språkliga test överlag ställer krav på intakt fonologisk förmåga/representation. Att använda ordförrådstest för att pröva semantiskt långtidsminne kan ge upphov till felkällor då många faktorer kan vara s.k. confounders. Utöver ålder, socioekonomisk status, språklig förmåga och utbildning som påverkar ordförrådets storlek, kan även inlärningen av nya ord påverkas av hur länge man har haft hörselnedsättning eller hörapparat. Hur länge deltagarna använt hörapparat i Rönnberg et al. (2011) varierade stort (median=2 år, M=6,4 år, SD=11,3 år, maxvärde=58 år). För att kontrollera för ovidkommande variabler borde samtliga deltagare ha utfört ett test där inlärningen skedde under kontrollerade former, exempelvis komma ihåg fakta om ett påhittat område eller lära sig påhittade namn på påhittade objekt Visuo-spatialt minne och hippocampus I Rönnberg et al. (2014) studerades visuo-spatial minnesförmåga (med bl. a. visuellt presenterade språkliga test) i förhållande till hörselnedsättning. Resultatet visade att visuo-spatialt episodiskt långtidsminne var nedsatt (i linje med ELU-modellen). Detta förklaras med att äldre personer med hörselnedsättning som använder hörapparat har bättre taluppfattning och använder på så sätt arbetsminnet oftare när det sker mismatch. Konsekvenserna (intakt arbetsminne/nedsatt episodiskt minne) är inte bara begränsade till den auditiva modaliteten, utan gäller även för andra modaliteter. Studien ämnade undersöka visuo-spatialt långtidsminne, men författarna tydliggör att det gäller prospektivt långtidsminne då deltagarna ska komma ihåg att välja en orange kvadrat istället för en blå. Testuppgiften för det visuo-spatiala långtidsminnet är alltså inte renodlat visuo-spatial, 7

9 trots det jämför författarna den med visuo-spatialt korttidsminne/arbetsminne. Det prospektiva minnet processas i hippocampus (likt episodiskt minne) och det försämras med åldern (Scullin et al., 2011). Även om författarna tar hänsyn till åldern i analyserna så lyfts inte hur detta kan påverka resultatet i stort, särskilt gällande visuo-spatialt korttidsminne/arbetsminne. Det författarna lyfter som alternativ förklaring till nedsatt episodiskt minne är att det kan vara en generell atrofi i temporalloben som följd av hörselnedsättning ( it remains for future research to show e.g., hearing loss-related brain atrophy in the right temporal lobe is associated with general episodic memory deficits., Rönnberg et al., 2014, s. 12). Denna atrofi skulle därmed kunna vara en alternativ förklaring för nedsättningen i episodiskt långtidsminne, snarare än de förutsägelser som ELU-modellen gör Slutsats Syftet med detta PM är att undersöka vissa aspekter av förhållandet mellan hörselnedsättning och minnes- och språkförmåga. ELU-modellen ämnar beskriva en del av de förhållandena och två studier som testar modellens förutsägelser sammanfattas i detta PM. Resultatet i studierna går i linje med förutsägelserna och kan styrka att hörselnedsättning med eller utan hörapparat har en kognitiv påverkan. De studier som valts till litteratursammanfattningen är utförda av ELU-modellens upphovspersoner samt att studien av Rönnberg et al. (2011) är prospektiv. För ett objektivt resultat skulle lämpligen randomiserade studier utförda av opartiska författare valts. I detta PM görs en kortare diskussion av mätinstrumentens validitet i syfte att problematisera valet av språkliga minnestest för att undersöka minnesfunktion (i Rönnberg et al., 2011). Språklig förmåga involverar andra kognitiva funktioner än minnesförmåga. Framtida forskning på ELUmodellen skulle med fördel kunna använda minnestest som utesluter den språkliga modaliteten för att utesluta interferenser. 8

10 5. Referenser American Speech-Language-Hearing Association (ASHA). (2015). Type, degree, and configuration of hearing loss. Audiology information series. Nedladdat från Baddeley, A. D. (2000). The episodic buffer: a new component of working memory? Trends in cognitive sciences, 4, Baddeley, A. D., & Hitch, G.J. (1974) Working memory. In The Psychology of Learning and Motivation (Bower, G.A., ed.), pp , Academic Press. Classon, E., Rudner, M., & Rönnberg, J. (2013). Working memoy compensates for hearing related phonological processing deficit. Journal of communication disorders, 46, Goldstein, E, B. (2011). Cognitive Pshychology, third edition (s. 156). Wadsworth, Cengage Learning. Kramer, J. H., Rosen, H. J., Du, A-T., Schuff, N., Hollnagel, C., Weiner, M. W., & Miller, B. L. (2005). Dissociations in hippocampal and frontal contributions to episodic memory performande. Neuropsychology, 19, Moscovitch, M., Nadel, L., Winocur, G., Gilboa, A., & Rosenbaum, R. S. (2006). Current opinion in Neurobiology, 16, Rönnberg, J., Danielsson, H., Rudner, M., Arlinger, S., Sternäng, O., Wahlin, Å., & Nilsson, L- G. (2011). Hearing loss is negatively related to episodic and semantic long-term memory but not to short-term memory. Journal of Speech, Language and Hearing Research, 54, Rönnberg, J., Hygge, S., Keidser, G., & Rudner, M. (2014). The effect of functional hearing loss and age on long- and short-term visuospatial memory: evidence from the UK biobank resource. Frontiers in aging neuroscience, 6, Rönnberg, J., Lunner, T., Zekveld, A., Sörqvist, P., Danielsson, H., Lyxel, B., Rudner, M. (2013). The ease of language understanding (ELU) model: theoretical, empirical, and clinical advances. Frontiers in systems neuroscience, 7, Squire, L. R., & Zola-Morgan, S. (1988). Memory: Brain systems and behavior. Trends in Neurosciences, 11, Scullin, M. K., Bugg, J. M., McDaniel, M. A., & Einstein, G. O. (2011). Prospective memory and aging: preserved spontaneous retrieval, but impaired deactivation, in older adults. Memory & Cognition, 39,