Valutazione funzionale della maturazione delle aree corticali in soggetti ipoacusici nei primi mesi di vita utilizzando la NIRS

Background. The sense of hearing is one of the most important perceptual modalities for human beings. In children, it is essential for the proper linguistic, cognitive, emotional and social development. Through hearing, the child meets the external world, learns language and communicates with others. Hearing loss in newborns can compromise the physiological process of brain maturation and negatively affect communication, language and school performance. For this reason, an early diagnosis and an appropriate intervention to prevent or limit the consequences of hearing loss is essential. It is also necessary to be able to evaluate the effectiveness of the intervention, in order to maximize the hearing improvement. Aim of the study. This study aims to compare, using functional near-infrared spectroscopy (fNIRS), the cortical activation of auditory and speech perception areas in normal-hearing and hearing-impaired children with various degrees of mono and bilateral hearing loss following speech stimuli. Materials and methods. A total of 67 infants aged between 0 and 10 months were tested. Of these, 32 was included in the statistical analysis. The group consists in 15 normal-hearing subjects and 17 hearing-impaired subjects. The cortical areas typically involved in auditory and speech perception (temporal and frontal cortex) of the subjects were tested using fNIRS, which measured their activation during the exposure to a sequence of linguistic stimuli in Italian as their native language and English as an unfamiliar language, played forward (normal speech) and backward as a control. This data was pre-processed, filtered, and then analyzed. We analyzed the average hemodynamic response of the clusters of channels that proved to be statistically significant in comparison to the baseline in a cluster-based permutation test for each of the four conditions. The data was analyzed conducting an ANOVA and an ANCOVA. Results. The two-factor ANOVA (language and direction) conducted on the whole group demonstrated a significant difference in the response to the language, meanwhile the two-factor ANCOVA with the auditory threshold as a covariate was not statistically significant. For the normal-hearing group the two-factor ANOVA showed a statistically significant difference in the response to the language. For the hearing impaired group the two-factor ANOVA showed a significance in the response to the language and to the paired factors language x direction, meanwhile the ANCOVA was not statistically significant. Conclusions. In this study we demonstrated that individuals with congenital hearing impairment are still able develop linguistic abilities, albeit limited compared to their normal-hearing peers. We observed that they can recognize their native language, for which they show a preference, similar to normal-hearing individuals, especially in its natural form, played forward. Therefore, during auditory rehabilitation these individuals do not start from a condition of complete absence of linguistic maturation, but they can build upon the foundations provided by their accumulated experience to develop linguistic skills comparable to that of normal-hearing individuals, if properly treated.

Introduzione. Il senso dell’udito è una delle modalità percettive più importanti per gli esseri umani. Nel bambino è indispensabile per un normale sviluppo linguistico, cognitivo, emotivo e sociale. Attraverso l’udito, il bambino entra in contatto con il mondo esterno, apprende il linguaggio e comunica con gli altri. L’ipoacusia nel neonato può compromettere il normale processo di maturazione cerebrale e influire negativamente sulle abilità comunicative, linguistiche e scolastiche. Per questo motivo, è indispensabile effettuare precocemente una diagnosi e un intervento adeguato a prevenire o limitare le conseguenze dell’ipoacusia. È necessario inoltre riuscire a valutare l’efficacia dell’intervento, in modo da poter massimizzare le possibilità di recupero. Scopo dello studio. L’obiettivo è quello di confrontare, tramite l’utilizzo della spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso (fNIRS), l’attivazione a livello corticale delle aree uditive e linguistiche in bambini normoacusici e ipoacusici mono e bilaterali di vario grado in seguito a stimoli linguistici. Materiali e metodi. Sono stati testati un totale di 67 soggetti di età compresa tra gli 0 e i 10 mesi. Di questi, 32 sono stati inclusi nell’analisi statistica. I soggetti sono suddivisi in 15 normoacusici e 17 ipoacusici. Le aree corticali uditive e linguistiche (corteccia temporale e frontale) dei soggetti sono state testate tramite la fNIRS, che ne ha misurato l’attivazione durante l’esposizione ad una sequenza di stimoli linguistici in lingua italiana come lingua madre e inglese come lingua sconosciuta riprodotti in avanti (parlato normale) e all’indietro come controllo. I dati sono stati pre-processati, filtrati e in seguito analizzati. L’analisi è stata svolta sulla risposta media cluster di canali che hanno dimostrato un’attivazione significativa rispetto alla baseline nelle quattro condizioni. Per identificare tali cluster è stato eseguito un test di permutazione. In seguito, è stata svolta l’analisi statistica tramite ANOVA e ANCOVA. Risultati. Analizzando tutto il gruppo insieme tramite ANCOVA a due fattori (lingua e direzione) è risultata significativa la differenza nella risposta alla lingua, mentre non ci sono stati risultati significativi nell’ANCOVA a due fattori con la soglia uditiva dei soggetti come covariata. Per il gruppo con solo i soggetti normoudenti nell’ANOVA è risultata significativa la lingua. Per il gruppo degli ipoacusici nell’ANOVA è risultata significativa la lingua e la condizione appaiata lingua x direzione, mentre per l’ANCOVA con la soglia uditiva come covariata non ci sono stati risultati significativi. Conclusioni. In questo lavoro di tesi abbiamo dimostrato che i soggetti con ipoacusia congenita riescono comunque a sviluppare delle capacità percettivo-linguistiche, anche se limitate rispetto ai coetanei normoudenti. Abbiamo osservato che sono in grado di riconoscere la lingua materna, per la quale dimostrano una preferenza, come accade anche nei soggetti normoudenti, in particolare nella sua forma naturale, riprodotta in avanti. Questi soggetti, dunque, durante la riabilitazione uditiva non partono da una condizione di totale assenza di maturazione linguistica, ma possono sfruttare le fondamenta date dall’esperienza accumulata per costruire le abilità linguistiche e, se adeguatamente trattati, raggiungere un livello paragonabile a quello degli individui normoudenti.