Name: 2听证会，以4岁儿童的行为评估:两区间，观测为基础的应用程序基于条件性播放响应 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-01-23T12:30:00.000+00:00
Duration: 14 min 5 s
Description: 学习基于游戏反应的行为听力测试方法，用于评估2至4岁幼儿的听觉敏感度。该方法采用两区间强迫选择范式，通过观察儿童行为来估计听阈，为研究幼儿听觉发展提供可靠工具。

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本研究由美国国立卫生研究院国家耳聋及其他沟通障碍研究所资助，项目编号为 R01DC014460。视频的制作与编辑由北卡罗来纳大学教堂山分校健康科学图书馆的 Robert Ladd 和 Barbara Rochen Renner 完成，该工作获得了美国国立卫生研究院国家医学图书馆为 NIH 资助研究项目提供信息专家服务的行政补充基金支持，项目编号为 R01DC011038。参与研究的儿童通过北卡罗来纳大学教堂山分校智力与发育障碍研究中心（IDDRC）的研究参与者注册系统招募（美国国立卫生研究院儿童健康与人类发育研究所项目编号 U54HD079124）。我们感谢 Emily Buss 对本实验方法以及本文先前版本提出的宝贵意见。作者还特别感谢 Steve Lockhart 提供的编程支持，以及人类听觉发育实验室成员在测试过程中提供的协助：Jenna Browning、Lauren Charles、Nicole Corbin、Molly Drescher、Hannah Hodson McLean、Heather Porter 和 Dani Warmund。本文内容仅由作者负责，不代表美国国立卫生研究院的官方观点。

北卡罗来纳大学教堂山分校机构审查委员会批准了此项研究。
1. 人员与空间要求
<ol>
	<li>在隔音室内进行测试。如图1所示，在室内配置桌椅。</li>
</ol>
<img alt="图 2" src="/files/ftp_upload/54788/54788fig1.jpg" /> 
图 1：测试环境。助手和听者坐在隔音室内的桌子旁。孩子的家长可以选择坐在隔音室内或室外。观察者坐在隔音室外，位于窗前，以便清晰地观察助手和孩子。观察者可以操作控制运行时计算机的屏幕和键盘，从而能够启动试验并输入响应。<a href="http://cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/54788/54788fig1large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的更大版本。</a>
<ol start="2">
	<li>使用两名实验人员对幼儿和学龄前儿童进行测试； &#34;助理&#34; 谁与孩子一同坐在隔间内 &#34;观察者&#34; 位于相邻控制室的人员。 
	注意：助手在隔间内的职责是：(1) 训练儿童在听到目标信号时执行简单的基于游戏的运动反应（例如，堆叠积木）；(2) 必要时提供再次指导；(3) 在整个测试过程中与儿童进行社交互动；(4) 根据儿童的兴趣水平更换其正在进行的游戏；以及(5)&#160;在儿童完成目标运动反应的尝试后，提供社会性强化（例如鼓掌或欢呼）。 
	注意：观察员在隔音室外就座的作用是：(1) 通过观察窗注视隔音室内的儿童与助手；(2) 当儿童安静且处于 &#34;就绪&#34; 位置；(3) 指示儿童是否在 1st 或 2nd 在每次测试试验后的间隔期间，通过点击计算机软件用户界面上的相应响应按钮进行记录。该决策完全基于儿童的反应。 
	注：实验人员的经验水平会影响获得率及所获数据。本实验中，所有观察员与助理均具备至少两年在听力学诊所和/或研究实验室测试幼儿及学龄前儿童的经验。</li>
	<li>将计算机及硬件安置于控制室内。调整计算机显示器位置，使观察者能够同时观察显示器、隔音室内的儿童及助手。</li>
	<li>在测试空间内配备观察者与助手之间的双向通讯系统。 
	注意：本系统允许两名测试员协同工作，确保在儿童处于警觉状态且任务导向明确时启动试验。</li>
</ol>
2. 硬件与软件配置
<ol>
	<li>在本示例中，定制软件控制实时处理器，后者将声音信号路由至插入式耳机。或者，也可使用具备精确刺激时序控制的声卡系统。</li>
	<li>选择目标信号。在本示例中，该信号为一段500毫秒、1000赫兹的啭音。</li>
	<li>通过经过适当校准的耳机呈现刺激，以确保向听者呈现的声级准确且安全。</li>
	<li>编写自定义软件，以控制每次试验中两个观察间隔的时序。 
	注：在本示例中，每个观察间隔的持续时间为 1,065 毫秒，各间隔之间由 300 毫秒的刺激间隔分隔。因此，每次试验的总持续时间为 2,430 毫秒。</li>
	<li>收集预实验数据，以帮助确定信号、观察间隔和刺激间隔的适宜时长。最佳时长可能因刺激类型、受试儿童群体及/或年龄而异。</li>
	<li>对软件进行编程，使其提供音频和视觉提示以标记两个时间间隔。在本示例中，音频提示为一段女性说话者说出“开始”的录音。 &#34;一&#34; 以及 &#34;二。&#34; 观察员与助手均能听到音频提示。视觉提示以闪烁的黑色圆圈形式呈现在监视器屏幕上。仅观察员可见该视觉显示。 
	注意：观察者利用这些时间锁定的听觉与视觉间隔指示信号，并结合对听者行为的观察，来确定目标信号出现在哪个间隔中。</li>
	<li>将软件设置为仅在观察者输入响应后，指示哪个区间包含信号。</li>
	<li>对定制软件进行编程，以执行测试方案的三个阶段。各阶段的目的与主要特点如下：
	<ol>
		<li>在第一阶段，以固定且清晰可闻的强度呈现信号，始终在间隔2中进行。根据预实验数据选择训练强度水平。第一阶段完成三次试验后，编程软件提示观察者重复第一阶段或开始第二阶段。 
		注意：第一阶段，即操作性条件反射阶段，旨在教导受试者在听到信号后立即执行基于游戏的运动反应。</li>
		<li>在第二阶段，对软件进行编程，使信号以相等的先验概率出现在间隔1或间隔2中。以第一阶段使用的相同可听水平呈现信号。将第二阶段编程为持续进行，直至观察者在连续5次试验中，有4次正确判断出包含信号的观察间隔。 
		注意：第二阶段（验证阶段）的目的是确保观察者能够仅依据儿童的行为，可靠地判断出包含信号的区间。</li>
		<li>程序阶段 3 用于收集实验数据。在本示例中，该软件被编程为在阶段 3 运行自适应跟踪程序。信号以相等的先验概率出现在间隔 1 或间隔 2 中。 
		注意：本示例采用“2降1升”自适应追踪程序，以估算与71%正确检测率相关的信号水平。16该轨迹持续进行8次反转，阈值基于最后6次反转计算。</li>
		<li>在第三阶段编程软件，使其同样呈现探测试次。探测试次中的反应反映了整个测试过程中对超阈值信号反应的一致性。在探测试次中，以与两个训练阶段（第一阶段和第二阶段）相同的清晰可听水平呈现信号。每12个试次中随机呈现两次探测试次。如果平均探测命中率低于 &#60;80%.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>在全部三个阶段中，请将软件设置为要求观察者通过点击用户界面中的响应框来启动每次试验。</li>
	<li>对用户界面进行编程，使观察者能够点击方框以指示信号所在的区间。输入响应后，向观察者提供反馈，指明包含信号的区间。</li>
	<li>将软件编程设置为激活测试室内置于深色有机玻璃盒中的两个带灯机械玩具。
	<ol>
		<li>除在测试隔间内由助手提供社交强化外，还可使用机械玩具作为强化物。</li>
		<li>设计程序以确保信号与玩具激活之间的延迟保持一致，无论信号出现在间隔1还是间隔2。若信号出现在间隔1，机械玩具将在观察者作出反应后立即激活。若信号出现在间隔2，机械玩具的激活将延迟一个间隔时长加上刺激间间隔（本例中为1,365毫秒）。</li>
		<li>仅当观察者正确判断出包含信号的间隔时，方可激活机械玩具。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. 数据收集
<ol>
	<li>在儿童抵达实验室前，按图1所述准备环境。</li>
	<li>根据儿童的年龄、运动控制能力和兴趣，为测试环节选择4至6个游戏。示例包括将木钉插入板中、将积木放入桶中、完成拼图以及将毛毡片贴到板上以构成场景。</li>
	<li>完成实验刺激物和观察者-助手通讯系统的听力检查。</li>
	<li>儿童和家长一抵达实验室，即获取参与研究的知情同意书。</li>
	<li>指导儿童和家长进入隔音室。儿童通常希望家长坐在隔音室内他们旁边，在某些情况下，儿童会坐在家长腿上。</li>
	<li>使用儿童友好的语言，向儿童和家长概述任务。描述儿童将听到的声音，并示范目标运动反应。</li>
	<li>让实验员或助手为儿童佩戴插入式耳机或耳罩式耳机。
	<ol>
		<li>将儿童置于视线水平位置，并在佩戴前让儿童看到并触摸插入式耳机或耳罩式耳机。</li>
		<li>通过允许儿童选择在哪里夹持换能器，或让儿童协助实验员佩戴耳机，给予儿童一种控制感。</li>
		<li>如果儿童不愿意佩戴耳机，可将换能器戴在家长或玩偶身上以示范该过程。</li>
		<li>在极少数情况下，如果儿童不愿意佩戴换能器或变得痛苦不安，则终止测试环节。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>如果家长更愿意在测试期间待在控制室，请让观察员陪同家长前往控制室。允许家长在控制室听到和看到儿童。</li>
	<li>让助手确认隔音室门已关闭。</li>
	<li>让助手佩戴耳机，以便听到控制室观察员的声音，以及标记每个间隔的音频提示。</li>
	<li>让助手给儿童一个玩具（例如，一块积木），并指导儿童将物体贴在其躯干或脸颊上。玩具的这个放置位置称为“准备”位置；儿童在整个测试过程中使用此位置。</li>
	<li>仅当儿童处于准备位置时，才要求观察员启动一次试验。</li>
	<li>让观察员启动条件化阶段（阶段1）。阶段1的目标是训练儿童在听到目标信号时做出清晰、时间锁定的运动反应。</li>
	<li>为促进学习任务，让助手和儿童最初使用手把手技术“一起听”。
	<ol>
		<li>让助手将其手放在儿童的手上。让助手在其耳机中听到第二个间隔的听觉间隔标记时移动儿童的手，因为在阶段1期间信号始终出现在间隔2中。</li>
		<li>或者，让助手与儿童并行执行任务。</li>
		<li>让助手在后续试验中减少协助程度。</li>
		<li>如果儿童反应迟缓，鼓励儿童一听到目标信号就立即反应，或要求儿童与助手“比赛”。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>继续呈现阶段1的试验，直到观察员确信儿童的反应处于刺激控制之下。
	<ol>
		<li>让观察员基于以下两点做出此决定：(1) 儿童是否能够在没有协助的情况下执行运动任务，以及 (2) 儿童是否能够对观察员可以判断的信号做出快速、时间锁定的反应。</li>
		<li>此阶段至少需要进行3次试验。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>让观察员启动测试的阶段2。 
	注：在此阶段，观察员和助手都不知道哪个测试间隔包含信号。观察员必须准确判断连续5次试验中的4次，才能成功完成此阶段。 
	注：成功完成阶段1和2即视为儿童已受训。如果需要多个环节，则在此点暂停测试环节。建议在两周内恢复测试。在第二次访问时，在启动测试阶段3之前，呈现几次提醒试验（使用阶段1）。</li>
	<li>启动阶段3以收集实验数据。与阶段2一样，让观察员密切注视听者并判断哪个间隔包含信号。除了基于运动的游戏反应外，让观察员注意观察细微行为。</li>
	<li>注：儿童常对声音表现出细微行为，包括眼睛或头部运动、面部表情变化以及活动安静下来17,18。当信号水平接近儿童的听阈时，让观察员利用这些细微行为来判断哪个间隔包含信号。</li>
	<li>让助手每10-15次试验更换一次游戏，以最大限度地提高儿童的兴趣并降低习惯化的风险9。让助手频繁给予儿童社会性强化，以吸引儿童参与，并塑造和维持儿童的行为。</li>
	<li>如果儿童停止以一致的方式反应，儿童可能“忘记”了信号听起来是什么样子，或者可能已对基于游戏的任务产生习惯化。采用以下策略以增加儿童的参与度：
	<ol>
		<li>让助手重新指导儿童并为儿童示范反应。让助手引入一个新游戏。</li>
		<li>提供更多强化，可以通过增加助手的社会性强化，或激活由定制软件控制的机械玩具来实现。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>对于2岁和3岁的儿童，在完成阶段3后终止测试。对于4岁或以上的儿童，如果需要，可运行第二个自适应跟踪。在开始第二个跟踪之前，给儿童一个短暂的休息时间（5-10分钟）玩耍。</li>
	<li>测试结束时，完成一次筛查鼓室导抗图以评估中耳功能。在访问结束时进行此项筛查，因为一些儿童在测试环境中度过一段时间并熟悉测试人员后，对此程序接受度更高。</li>
	<li>补偿参与者，并根据需要安排后续访问。</li>
</ol>
4. 数据分析
<ol>
	<li>对自适应阶梯最后6次反转的信号水平取平均值，以计算检测阈值。</li>
	<li>计算最后6次反转水平的标准差。为使阈值被视为有效，该标准差必须低于基于预实验数据建立的准则。较高的标准差表明反转水平分布过散，可能源于观察者判断的不一致，或受试者因素如训练效应、疲劳或注意力不集中。</li>
	<li>通过计算测试第三阶段中观察者正确判断的探针信号试次比例，得出探针试次的命中率。为使阈值被视为有效，探针命中率必须满足最低标准0.80。未达到此标准是由于对阈上信号的反应不一致，这可能表明受试者和/或观察者存在疲劳、注意力不集中或训练不足的情况。</li>
</ol>

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</ol>

作者声明不存在任何竞争性经济利益。

本文描述了一种用于测量2至4岁儿童听力能力的双间隔强制选择行为测试方法。在此方法中，观察者仅根据受试者的反应行为来判断信号出现在第一间隔还是第二间隔。通过训练儿童对声音做出基于游戏的反应，使其行为与信号呈现时间精确同步。我们的初步结果表明，该方法在测试2至4岁儿童听力敏感度方面是可行且可靠的。
操作步骤的意义
该方法具有多个优势。第一个优势是可用于测试发育年龄低至2.0岁的儿童。在8名2岁儿童中，有5名成功测得了听觉阈值。文献报道，在使用声场条件化游戏测听法测量2岁儿童听力敏感性时，获得的成功率相似（约60–70%）9,21。与条件化游戏测听法7,8类似，除一名3岁儿童外，其余所有3岁和4岁儿童均成功测得阈值。该方法的第二个优势是可防止观察者反应偏差。观察者必须仅依据儿童的行为做出判断，因此其对儿童听力敏感性或行为的先验预期不会影响测试结果。第三个优势是，与对信号是否存在做出“是/否”判断相比，观察者可能更容易判断哪个时间间隔包含信号。在当前的双间隔任务中，观察者能够比较儿童在两个间隔内的行为，而不是像单间隔任务那样需要跨多个试验比较行为。因此，相较于单间隔任务，双间隔任务对观察者的记忆负荷可能更小。此外，关注与时间同步的行为变化可能使观察者能够适应测试过程中儿童行为的变化。
局限性
在应用此方法时，需考虑一些局限性。首先，需要通过预实验数据来确定适用于不同年龄组和刺激材料的适当参数，包括训练标准、起始水平、刺激间间隔值以及换能器。特别是，测试参数的调整可能会影响能够成功完成任务并提供可用实验数据的2岁儿童数量。通过扬声器声场或耳机而非插入式耳机呈现刺激，可能有助于提高2岁儿童的数据获取率。然而，在声场中进行测试时必须采取预防措施，以防止助手和家长听到信号（详见Leibold et al.22 的具体说明）。如果年幼儿童完成基于游戏的反应所需时间较长，则他们可能需要比年长儿童更长的刺激间间隔。此外，2岁儿童可能需要更多的训练，且比年长儿童更容易疲劳。为防止疲劳，建议频繁更换玩具9，并在测试过程中提供频繁的休息。需要注意的是，我们对其中三名年龄最小的儿童进行了两次而非一次测试。其次，目前尚不清楚观察者和助手需要多少经验才能使用该程序获得可靠的结果。在本示例中，所有观察者和助手均具有至少两年在听力学门诊使用游戏测听法测试幼儿和学龄前儿童的经验，以及至少额外一年在实验室中测试婴儿和/或学龄儿童的经验。建议制定新观察者的培训规程，并确保经过培训的观察者表现的一致性。未来还需进一步研究，以确定该方法在不同观察者和不同实验室之间的可靠性。
未来应用
可以对该方案进行调整，以测试无法完成常规运动反应的儿童。例如，可将条件反应设定为眼球运动、转头或活动水平的变化14。以往研究表明，经过训练的观察者可可靠地利用这些替代行为，通过单间隔、基于观察者的方法对低至1月龄的婴儿进行测试23。此外，单间隔、基于观察者的方法已被用于测量特殊人群的听觉敏感度，包括患有唐氏综合征的2至12月龄婴儿24以及植入人工耳蜗的26至36月龄幼儿25。这些先前研究的结果表明，使用双间隔范式对无法产生基于游戏的运动反应的儿童进行测试是可行的。
尽管本研究评估了安静环境下的检测阈值，但该方法也可用于评估掩蔽条件下的检测或辨别能力。在存在掩蔽噪声的情况下，以往针对婴儿采用单间隔、基于观察者判断方法的研究表明，掩蔽声应在整个自适应测试过程中持续播放，以避免受试者对掩蔽声的起始和/或终止产生反应26。类似地，为了评估辨别能力，标准声音会在除信号间隔以外的所有时间重复呈现，而在信号间隔中则呈现信号刺激27。在所有刺激条件下，均会训练听者在其察觉到刺激发生变化时作出反应，这种变化可能是声音的出现（检测）或声音本身的改变（辨别）。虽然本研究采用自适应程序来估计阈值，但相同的方法也可用于评估在固定信号和/或掩蔽声强度下正确反应的百分比。另一种可能的改进是通过其他换能器呈现刺激，包括声场刺激方式13,22。
总之，本文所述的基于游戏的双区间实验程序可提供关于幼儿和学龄前儿童听力能力的可靠行为学数据。利用该方法，研究人员将能够探究听觉系统在幼儿期和学龄前阶段的变化情况——这一时期我们对听觉行为的了解仍然十分有限。

对于幼儿和学龄前儿童，获得其行为听阈的可靠估计十分困难。在临床和实验室中用于测试婴儿的操作性技术通常不适用于这一年龄段的儿童，因为幼儿和学龄前儿童比婴儿更容易快速产生习惯化1,2。另一方面，幼儿和学龄前儿童往往缺乏完成标准的强制选择行为测试程序所需的认知成熟度，而这类程序常用于评估4岁及以上儿童的听力3,4。因此，我们对人类听觉从婴儿期到学龄早期之间的发展过程仍存在显著的认知空白。
一种称为条件化游戏测听5（CPA）的单间隔自适应方法在听力学门诊中常规用于评估发育年龄大约在2.5至5岁之间的儿童的听觉敏感度6。CPA依赖于基于游戏的运动活动（例如，叠积木），以建立对听觉信号的时间锁定条件化反应。测试助手为儿童提供积极的社会强化，进一步塑造其反应行为。多项研究结果表明，对于超过90%的正常发育3岁儿童，使用CPA可获得常规临床听力图7,8。对于年龄较小的儿童，成功率则显著较低。例如，Thompson等9报告指出，在2岁儿童中，使用CPA建立对声音的条件化反应的成功率为68%。
尽管行波测听法（CPA）在听力学诊所中被广泛使用，但它并不适用于大多数基于实验室的听觉行为研究。CPA是一种单间隔自适应程序，旨在提高效率并增强患者的接受度，但容易受到观察者和受试者反应偏倚的影响。在CPA程序中，信号呈现由观察者发起，因此可能受到诸如对儿童听力敏感性的先验预期或其反应倾向性等因素的影响10。有时会引入&#34;诱捕&#34;试验——即不呈现声音的试验——以量化并校正检查者的反应偏倚11。
本报告所述方法的总体目标是利用基于游戏的双区间强制选择行为测试程序，高效地评估幼儿和学龄前儿童的听力阈值。采用强制选择范式的理由在于，它可以防止某些形式的反应偏差10，从而能够通过高效的自适应程序，在不同年龄和/或刺激条件下进行更直接的比较。传统的双区间和三区间强制选择方法要求受试者做出特定的、规定性的反应（例如，按下多个按钮中的某一个），以指出哪个区间包含信号。4至5岁的儿童即可完成此类任务12，但该程序的操作要求使其不适用于更年幼的儿童以及许多存在发育迟缓的受试者。
本文所述方法基于 Browning et al.13 的研究，该研究评估了采用基于观察者的心理物理学方法的双区间强制选择改编方案来估计婴儿行为阈值的可行性与效率14。在此方法中，信号在两个观察区间之一呈现。每个区间的开始会通过视觉和听觉方式实时提示观察者，但观察者并不知晓哪个区间包含信号。而婴儿除了信号呈现外，不会获得任何关于观察区间开始的提示。每次试验结束后，观察者根据婴儿的行为选择被认为包含信号的区间。Browning et al.13 报道的结果表明，该方法在7至9月龄婴儿中的应用是可行且高效的。对幼儿和学龄前儿童的测试方法与婴儿测试流程基本一致，但需注意的是，儿童对声音的反应需采用与条件化程序化反应（CPA）中常用的方法进行引导。
本研究设计了一项简单的实验，用于测量儿童在安静环境下的音调探测能力。信号为通过插入式耳机呈现的持续500毫秒、频率1,000 Hz的颤抖音。需要注意的是，我们已成功应用该方案评估更复杂听觉任务中的表现，例如在噪声掩蔽背景下探测言语15。在下文所述的实验流程中，儿童被训练在听到信号时执行基于游戏的条件化运动反应。然而，任何行为反应均可使用，前提是该反应与刺激呈现时间同步，且可被可靠判断。如本研究所示，该任务适用于测试年龄低至2岁的正常发育儿童。

<table><tbody><tr><td>RZ6 听觉处理器</td><td>Tucker-Davis Technologies (TDT)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ER1 插入式耳机</td><td>Etymotic Research</td><td></td><td></td></tr><tr><td>IntelligentVRA 机械玩具及控制箱</td><td>Intelligent Hearing Systems</td><td></td><td>系统经公司改装，可与 TDT 系统连接</td></tr></tbody></table>

2至4岁儿童听力的行为评估：一种基于观察者的双区间条件化游戏反应法

Behavioral Assessment of Hearing in 2 to 4 Year-old Children: A Two-interval, Observer-based Procedure Using Conditioned Play-based Responses

从幼儿和学龄前儿童中收集可靠的行為數據具有挑戰性。因此，我們對這些年齡群體聽覺發展的理解存在顯著空白。本文描述了一種基於觀察者的測量聽力敏感度的方法，採用雙間隔、雙選擇強迫選擇範式。通過訓練，年幼的兒童在聽到目標信號時執行基於遊戲的運動反應（例如，將積木放入桶中）。實驗者觀察兒童的行為，並判斷信號出現在第一還是第二個觀察間隔；由於實驗者對真實的信號間隔設盲，因此該判斷完全基於兒童的行為表現。這些程序被用於測試33名年齡在2至4歲之間、無已知聽力問題的兒童。信號為安靜環境中呈現的1,000 Hz顫動音，信號強度被調整以估計對應於71%正確檢測率的聽閾。82%的兒童獲得了有效的聽閾值。結果表明，雙間隔程序在幼兒和學齡前兒童中的應用是可行且可靠的。本文所述的雙間隔、基於觀察者的方法是一種強大的評估年幼兒童聽力的工具，因為它能防止實驗者在反應判斷中產生偏差。

根据家长报告，从正常发育儿童数据库中招募了33名儿童。纳入标准包括无已知听力损失病史、中耳炎发作次数不超过3次，且测试前一个月内无中耳炎发作。其中，8名为2岁儿童，18名为3岁儿童，7名为4岁儿童，均符合上述纳入标准。在招募的儿童中，有3名无法耐受插入式耳机，未进行测试。
在其余30名儿童中，除一名2岁儿童外，其余均成功完成了两个训练阶段（第一阶段和第二阶段）。平均而言，儿童在第一阶段需要4.8次试验（标准差 = 2.4；最大值 = 12），在第二阶段需要4.1次试验（标准差 = 0.3；最大值 = 5）。两名2岁儿童和一名3岁儿童仅能在首次访问期间完成训练；其中两名儿童返回进行了第二次访问，并成功完成了第三阶段。其余所有儿童均在单次实验会话中完成了全部流程。平均而言，儿童完成第三阶段需要40.0次试验（标准差 = 7.9；最小值 = 27；最大值 = 57）。所有完成测试第三阶段的28名儿童均达到了探测试验正确率≥0.80的标准；在75%的测试会话中，所有探测试验信号均被正确识别。仅有一名儿童的数据因变异度过大而被排除；该情况下，反转值的标准差超过了4.4 dB的判定标准。
图2展示了各儿童听阈随年龄变化的情况。开放圆圈表示基于测试当天鼓室图检测结果为中耳功能正常的全部儿童的听阈。另有六名儿童（21%）鼓室图异常，提示可能存在中耳功能障碍（例如，中耳积液）。实心符号表示根据鼓室图检测结果为中耳功能异常：顺应性降低（B型；方形）或负压过大（C型；三角形）。另有一名儿童无法耐受鼓室图筛查测试程序，因此其中耳状态未知（菱形）。对于中耳功能异常儿童所得的听阈值应谨慎解读，因为中耳状态异常与听阈升高相关19。从儿童获得的听阈结果总体上与此前关于该年龄组的研究数据一致。例如，Schneider et al.20 对学龄前儿童检测1,000 Hz八度宽带噪声的心理测量函数进行了估计。将听阈定义为正确率为65%时对应的声音强度，3岁儿童的平均听阈约为21 dB SPL，4岁儿童约为14 dB SPL。
<img alt="年龄与阈值的散点图；中耳类型 A-C，无法测试（CNT）；听力测定数据分析。" src="/files/ftp_upload/54788/54788fig2.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="图 2"> 
图 2：颤音检测阈值。 检测阈值按儿童年龄绘制。仅显示每位受试者的首次测得阈值。符号形状反映受试者的中耳状态：A型（圆形）、B型（方形）、C型（三角形）或无法测试（CNT；菱形）。其中，A型表示中耳导纳正常，B型（平坦型）和C型（负压型）通常与因积液、充血或耳部感染导致的中耳功能下降相关。<a href="https://cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/54788/54788fig2large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
此外，还对一组听力敏感性和中耳状态正常的年轻成年人（n = 8；20–25 岁）在测试当天测定了听阈。由于两组受试者的实验程序存在调整，在比较儿童与成人数据时需谨慎。两组之间主要的程序差异在于，成人测试时隔音室内无助手在场。与儿童在测试过程中通过与助手的社会互动获得强化不同，成人仅通过机械玩具的逐次激活获得试次反馈。成人在单次测试会话中完成了两条连续的自适应追踪序列，但本研究仅考虑第一条自适应追踪序列所得的听阈。成人群体对颤音刺激的平均听阈为 2.4 dB SPL（标准差 = 1.7 dB）。在本研究中，中耳功能正常的成人与3岁儿童之间的群体听阈差异为7.2 dB。该观察到的儿童-成人差异小于某些研究中报道的结果20。然而，儿童与成人之间差异的大小可能受到整体实验流程以及儿童与成人之间所实施的程序性调整的共同影响。未来仍需进一步研究，以更深入理解本论文所述的双间隔、观察者主导实验流程的修改如何影响儿童与成人对刺激的感知敏感性。

本文介绍了一种用于测量2至4岁儿童听力敏感度的方法。通过训练儿童在听到目标信号时做出基于游戏的反应，随后采用双间隔、双选择的强制选择范式，根据对儿童行为的观察来估计其听阈。

收集幼儿和学龄前儿童的可靠行为数据具有挑战性。因此，我们对人类……的理解存在显著空白。

本实验的总体目标是测量两到四岁儿童的听力敏感度。通过训练，使儿童在听到目标信号时做出基于游戏的反应。随后，根据对儿童行为的观察，采用双间隔、双选择强制选择范式来估计其听阈。从幼儿和学龄前儿童中获得可靠的行为听力阈值估计十分困难。因此，我们对人类听觉在婴儿期到学龄早期之间的发展过程仍存在显著的认知空白。本文所述方法采用基于游戏的双间隔强制选择行为测试程序，可高效地估计幼儿和学龄前儿童的听力阈值。采用强迫选择范式的主要优势在于，它可以防止某些形式的反应偏差，从而通过高效的自适应程序实现不同年龄阶段和/或刺激条件下的直接比较。该方法可用于回答关于听觉系统在幼儿期和学龄前阶段如何变化的关键问题，而这一时期我们对听觉行为的了解尚十分有限。测试在隔声测试室内进行。房间内设有一张桌子和若干椅子。家长坐在这里，孩子坐在这里。对幼儿和学龄前儿童进行测试需要两名实验人员：一名助手坐在隔音间内与孩子在一起，另一名观察员则位于相邻的控制室内。测试区域配备了观察者与助手之间的双向通信系统。位于隔间内的助手会训练儿童在听到目标声音时做出基于游戏的运动反应。在测试过程中，如有需要，会随时重新给予指导。助手通过社交互动与儿童建立联系，并可根据儿童的兴趣程度选择更换其正在玩的游戏。在儿童完成目标运动反应的试验后，助手会给予社交强化。观察者位于隔间外，通过窗户观察隔间内的儿童和助手。观察者启动测试试验，并仅根据儿童的反应来判断其在第一次还是第二次听音间隔中听到了声音。在此示例中，定制软件控制一个实时处理器，将声音信号传输至换能器。该信号为持续时间为500毫秒、频率为1,000赫兹的颤音，通过经过适当校准的插入式耳机呈现。刺激声音如下所示。软件控制每次试验的时间，每次试验包含两个观察间隔，两个间隔之间由一个刺激间间隔分隔。在此示例中，每个观察间隔的持续时间为1065毫秒。各间隔之间以300毫秒的刺激间间隔分隔。因此，每次试验的总持续时间为2,430毫秒。从观察者的角度来看，一次测试试验如下所示。一、二。观察者和助手均会听到提示音，用以指示两个时间间隔。观察者还可看到视觉显示，用以指示这两个时间间隔。助手和观察者均不会获知哪个时间间隔包含信号。观察者需结合时间锁定间隔指示器以及对听者行为的观察，来判断哪个间隔包含了目标声音。每次试验结束时，系统会提示观察者选择哪个间隔包含了信号。每次试验后都会向观察者提供反馈。测试协议包括三个阶段。第一阶段，即操作性条件反射阶段，旨在教会听者在听到信号后立即执行基于游戏的运动反应。在此阶段，信号始终以清晰可闻的强度呈现，且始终位于第二个时间间隔内。完成第一阶段的三次试验后，观察者将被提示选择重复第一阶段或进入第二阶段。第二阶段即验证阶段，其目的是确保观察者能够仅依据儿童的行为可靠地判断出包含信号的时间间隔。信号出现在第一个或第二个时间间隔内的先验概率相等。第二阶段持续进行，直到观察者在连续五次试验中的四次正确判断出包含信号的观察时间间隔。第三阶段则用于收集实验数据。在第三阶段，信号以相等的先验概率出现在区间一或区间二中。本示例采用“两降一升”的自适应追踪法，以估计与71%正确检出率相关的信号强度。在第三阶段中也会呈现探测试验。探测试验是指以训练期间使用的相同清晰可听水平呈现的信号。每12次试验中随机插入2次探测试验。探测试验中的反应反映了受试者在整个测试过程中对高于阈值信号反应的一致性。对于幼儿和学龄前儿童，助手会提供社会性强化，以帮助保持儿童的动机并使其专注于任务。在测试过程中的任何时刻，若需要额外的强化，软件还可控制两个带有灯光的机械玩具，这些玩具位于测试室内不透光的亚克力盒中。在上一节中，我们介绍了用于控制实验的定制软件的关键特性。在本部分中，我们将讨论在实验过程中如何对儿童进行测试，并进一步说明助手和观察者的职责。在儿童到达实验室之前，需要完成环境准备工作，包括为测试环节选择四到六个游戏，并进行清单核对。一旦儿童及其家长到达，即获取其参与研究的知情同意书。儿童和家长进入测试隔间。通常情况下，儿童更希望家长坐在隔间内自己身旁，有时儿童会坐在家长的腿上。使用适合儿童的语言向其简要介绍任务内容，然后放置换能器。在呈现第一个试验之前，助手会给予儿童一个玩具。训练儿童将物体放在其躯干或脸颊处，这被称为准备位置。在整个测试过程中，位于测试隔间外的观察者只有在儿童处于准备姿势时才会启动一次试验。观察者启动条件化阶段，即第一阶段。该阶段的目标是使儿童在听到信号时形成一种明确且与时间锁定的运动反应。为了帮助儿童学习该任务，助手和儿童最初会一起聆听。助手通过手把手的技术引导儿童作出反应。请注意，在测试的这一阶段，信号始终在第二个时间间隔内呈现，因此助手可以利用听觉时间间隔提示来恰当地把握反应时机。随着儿童逐步掌握任务，所提供的辅助逐渐减少。第一阶段需持续进行，直至观察者确定：一、儿童能够在无辅助的情况下完成运动任务；二、儿童能够对信号做出快速且时间锁定的反应，且该反应可由观察者准确判断。至少需要进行三次试验，但第一阶段应持续到观察者确信儿童的反应已处于刺激控制之下为止。测试的第二阶段由观察者启动。在此阶段，观察者和助手均不知道哪个时间间隔包含信号。观察者必须在五次试验中准确判断出四次，才能成功完成此阶段。当儿童成功完成第一阶段和第二阶段时，即视为训练完成。如有需要，此时可暂停测试会话。在第三阶段，收集实验数据。与第二阶段相同，观察者需继续密切注视受试儿童，并判断哪个时间间隔内包含了信号。除了进行基于运动的播放活动外，儿童在听到声音时还常表现出一些细微行为，包括眼球或头部运动、面部表情变化以及活动的静止。当信号强度接近儿童的听觉阈值时，观察者可利用这些细微行为来判断哪个时间间隔内包含了信号。助手每隔10至15次试验更换一次游戏，以最大程度地保持儿童的兴趣，并降低习惯化的风险。在整个测试过程中，助手会频繁给予儿童社会性强化，以吸引儿童参与，并塑造和维持其行为。测试结束时，需完成一次鼓室图检查，以确认中耳功能正常。参与者将获得补偿，并根据需要安排随访。这是一个四岁十一个月大儿童的适应性轨迹示例。黑色圆圈代表探测试验。蓝色和黄色圆圈为信号试验，其中黄色圆圈表示反转。本研究考察轨迹的三个特征。首先，计算检测阈值。阈值是适应轨迹最后六次反转点信号水平的平均值。其次，还需计算最后六次反转点水平的标准差。为了使阈值被视为有效，该标准差必须低于根据预实验数据设定的标准。第三，通过计算在测试第三阶段中观察者正确判断的探针信号试验所占的比例，得出探针试验的命中率。为了使阈值被视为有效，受试者必须能够检测到80%的探针试验。共招募了33名儿童。排除标准包括已知的听力损失病史、既往中耳炎发作超过三次，或在测试前一个月内有过中耳炎发作。该组包括8名两岁儿童、18名三岁儿童和7名四岁儿童。如图中蓝色所示，两岁儿童中有63%测得听阈，三岁儿童中为94%，四岁儿童中为100%。有四名儿童未获得听阈值。其中一名儿童未能顺利完成训练，另外三名儿童无法耐受插入式耳机。该图显示了在安静环境下，各儿童对颤音刺激声的听阈值随年龄变化的个体情况。所有以空心圆圈表示的受试者的中耳功能均正常，此结论基于测试当天的鼓室图结果。以实心符号表示的受试者中耳状态异常或未知，其结果应谨慎解读。从中耳功能正常的儿童获得的听阈值，与此前关于该年龄组及此类刺激的研究数据基本一致。本文所述的基于游戏的双区间程序可提供关于幼儿和学龄前儿童听力能力的可靠行为学数据。该方法具有多个优势。其一，该方法可用于测试发育年龄低至两岁的儿童。该方法的第二个优点是能够避免某些形式的反应偏差。观察者必须仅依据儿童的行为做出判断，因此不会受到其对儿童敏感性或行为预先预期的影响。该方法的第三个优点是，与通常在其他范式中要求的关于信号是否存在的是/否判断相比，观察者可能更容易判断哪个时间间隔包含了信号。该程序可进行调整，以在复杂的听觉条件下测试儿童，例如在噪声中检测言语。此外，该方法也可修改用于测试无法完成常规运动反应的儿童。因此，该方法为研究人员提供了一种有价值的工具，可用于研究听觉系统在幼儿期和学龄前阶段的变化过程。

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