Analisi di auditory brainstem response a stimoli vocali complessi: approccio following-frequency response e metodi non lineari valutati su un dataset acquisito con un nuovo dispositivo a uso clinico

Lo speech-evoked auditory brainstem response (s-ABR) è una risposta del tronco encefalico evocata da suoni complessi come sillabe o musica. Rappresenta una misura oggettiva e non invasiva per analizzare la codifica neurale di suoni più articolati e valutare deficit legati all’udito e disturbi del linguaggio, condizioni per le quali i tradizionali click-evoked auditory brainstem response (click-ABR) sono tipicamente normali. La forma d’onda della risposta s-ABR preserva le caratteristiche temporali e spettrali dello stimolo vocale che l’ha generata, per questo motivo viene anche definita frequency-following response (FFR). In letteratura è stata suggerita una vasta gamma di metodi per la registrazione e l’analisi degli FFR allo scopo di dimostrarne l’effettiva applicabilità clinica, che potrebbe non essere sempre evidente. Allo scopo di migliorare l’intelligibilità degli FFR e valutare il loro impiego nella pratica medica, in questa tesi sono state analizzate le componenti spettro-temporali delle risposte suscitate dal fonema /da/ di durata 40 millisecondi, a polarità alternata. Gli stimoli sono stati presentati a 8 soggetti normoacusici adulti e i potenziali evocati sono stati registrati mediante il dispositivo Socrates, prodotto da Hedera Biomedics Srl, presso il centro diagnostico veneto di Caldogno (Vicenza) e il World Hearing Center in Kajetany (Polonia). Per analizzare i segnali, in questa tesi, sono stati implementati in ambiente Matlab: autocorrelazione, analisi spettrale, analisi tempo-frequenza, consistenza di fase e correlazione risposta- risposta. I risultati evidenziano la ripetibilità dei segnali acquisiti, caratterizzati da componenti in frequenza che riproducono quelle presenti nello stimolo sonoro, confermando il fenomeno del “frequency-following”. Per testare la robustezza dei metodi sopraccitati l’analisi è stata ripetuta anche per le risposte di due soggetti fisiologici suscitate dallo stimolo complesso /ape/, constatando un esito conforme a quello ottenuto con gli FFR a /da/. Infine, è stato preso in esame anche un nuovo approccio di analisi non lineare, basato sulle misure entropiche, appoximate entropy e sample entropy, e sugli indici frattali, Hurst exponent e Higuchi fractal dimension, identificando una significativa riduzione di complessità nelle risposte post-stimolo. Nel complesso, le analisi condotte mostrano il potenziale di Socrates nel rilevare l’FFR evocato dalla parola, e non solo l’ABR evocato dai tradizionali stimoli non verbali, come i click. Con ulteriori ricerche e l’introduzione di soggetti patologici nel dataset, l’impatto clinico del presente studio potrebbe diventare ancora più tangibile.