23. Januar 2017
Dieses Papier beschreibt ein Verfahren zur Hörempfinden bis 4 Jahre alten Kinder in 2 zu messen. Kinder sind darauf trainiert, spielbasierte Reaktionen durchzuführen, wenn sie ein Zielsignal zu hören. Schwellenwerte werden dann in einem zwei Intervall, zwei alternative Forced-Choice-Paradigma geschätzt, basierend auf Beobachtungen des Kindes Verhaltensweisen.
Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, die Hörempfindlichkeit bei zwei- bis vierjährigen Kindern zu messen. Kinder werden darauf trainiert, spielbasierte Reaktionen auszuführen, wenn sie ein Zielsignal hören. Die Schwellenwerte werden dann in einem Paradigma mit zwei Intervallen und zwei alternativen erzwungenen Entscheidungen geschätzt, das auf Beobachtungen des Verhaltens des Kindes basiert.
Es ist schwierig, zuverlässige Schätzungen der Verhaltenshörschwellen von Kleinkindern und Vorschulkindern zu erhalten. Folglich gibt es erhebliche Lücken in unserem Verständnis der menschlichen Hörentwicklung zwischen dem Säuglingsalter und dem frühen Schulalter. Die hier beschriebene Methode schätzt effizient die Hörschwellen bei Kleinkindern und Vorschulkindern unter Verwendung eines spielbasierten, zweistufigen, erzwungenen Verhaltenstestverfahrens.
Der Hauptvorteil der Verwendung eines Forced-Choice-Paradigmas besteht darin, dass es vor einigen Formen des Response-Bias schützt und so direkte Vergleiche über verschiedene Altersgruppen und/oder Reize hinweg mit einem effizienten adaptiven Verfahren ermöglicht. Diese Methode kann verwendet werden, um Schlüsselfragen darüber zu beantworten, wie sich das auditorische System während des Kleinkind- und Vorschulalters verändert, einer Zeitspanne, in der wir wenig über auditives Verhalten wissen. Die Prüfung erfolgt in einem schallisolierenden Prüfraum.
Der Raum ist mit einem Tisch und Stühlen ausgestattet. Das übergeordnete Element sitzt hier, und das untergeordnete Element sitzt hier. Für die Untersuchung von Kleinkindern und Vorschulkindern sind zwei Experimentatoren erforderlich, ein Assistent, der mit dem Kind in der Kabine sitzt, und ein Beobachter, der sich im angrenzenden Kontrollraum befindet.
Der Prüfraum ist mit einem Zwei-Wege-Kommunikationssystem zwischen dem Beobachter und dem Assistenten ausgestattet. Der Assistent in der Kabine trainiert das Kind, eine spielbasierte motorische Reaktion auszuführen, wenn das Zielgeräusch zu hören ist. Während des Tests wird bei Bedarf eine erneute Unterweisung angeboten.
Der Assistent engagiert das Kind sozial und kann sich dafür entscheiden, das Spiel, das das Kind spielt, je nach Interesse des Kindes zu ändern. Der Assistent bietet soziale Verstärkung nach Versuchen, in denen das Kind die gezielte motorische Reaktion ausführt. Der Betrachter außerhalb der Kabine beobachtet das Kind und den Helfer im Inneren der Kabine durch ein Fenster.
Der Beobachter initiiert Testversuche und gibt an, ob das Kind den Ton im ersten oder zweiten Hörintervall gehört hat, und zwar ausschließlich auf der Grundlage der Reaktionen des Kindes. In diesem Beispiel steuert eine benutzerdefinierte Software einen Echtzeitprozessor, der den Klang an einen Wandler weiterleitet. Das Signal ist ein 1.000 Hertz trällernder Ton mit einer Dauer von 500 Millisekunden, der über einen entsprechend kalibrierten Einsteckkopfhörer wiedergegeben wird.
Der Stimulus hört sich so an. Die Software steuert das Timing jedes Versuchs, der zwei Beobachtungsintervalle enthält, die durch ein Inter-Stimulus-Intervall getrennt sind. In diesem Beispiel beträgt jedes Beobachtungsintervall eine Dauer von 1065 Millisekunden.
Die Intervalle werden durch ein Intervall von 300 Millisekunden zwischen den Reizen getrennt. Somit beträgt die Gesamtdauer jedes Versuchs 2.430 Millisekunden. Aus der Perspektive des Beobachters sieht ein Versuch so aus.
Eins, zwei. Sowohl der Beobachter als auch der Assistent hören eine Audioansage, die die beiden Intervalle angibt. Dem Betrachter wird auch eine visuelle Anzeige angezeigt, die die beiden Intervalle anzeigt.
Weder der Assistent noch der Beobachter erhalten einen Hinweis darauf, in welchem Intervall sich das Signal befindet. Der Beobachter verwendet diese Zeitsperr-Intervallindikatoren in Verbindung mit Beobachtungen des Verhaltens des Hörers, um zu bestimmen, welches Intervall den Zielton enthielt. Am Ende jedes Versuchs wird der Beobachter aufgefordert, auszuwählen, welches Intervall das Signal enthielt.
Nach jedem Versuch erhält der Beobachter eine Rückmeldung. Das Testprotokoll besteht aus drei Stufen. Der Zweck der ersten Phase, der operanten Konditionierungsstufe, besteht darin, dem Zuhörer beizubringen, eine spielbasierte motorische Reaktion auszuführen, sobald er oder sie das Signal hört.
In dieser Phase wird das Signal immer auf einem deutlich hörbaren Pegel und immer im zweiten Intervall dargestellt. Nach drei Versuchen in Stufe eins wird der Beobachter aufgefordert, entweder Stufe eins zu wiederholen oder Stufe zwei einzuleiten. Der Zweck der zweiten Phase, der Verifizierungsphase, besteht darin, sicherzustellen, dass der Beobachter das Intervall, das das Signal enthält, allein auf der Grundlage des Verhaltens des Kindes zuverlässig beurteilen kann.
Das Signal tritt entweder im ersten oder im zweiten Intervall auf, mit gleicher a priori Wahrscheinlichkeit. Stufe zwei wird so lange fortgesetzt, bis der Beobachter das Beobachtungsintervall, das das Signal enthält, bei vier von fünf aufeinanderfolgenden Versuchen richtig einschätzt. In Stufe drei werden experimentelle Daten gesammelt.
In Stufe drei tritt das Signal entweder im ersten oder im zweiten Intervall auf, mit gleicher A-priori-Wahrscheinlichkeit. Im vorliegenden Beispiel wird ein adaptives Tracking-Verfahren mit zwei Abwärts- und einem Aufwärts-Tracking verwendet, um den Signalpegel zu schätzen, der mit einer korrekten Erkennung von 71 % verbunden ist. In der dritten Stufe werden auch Sondenversuche vorgestellt.
Ein Sondenversuch ist ein Signal, das auf dem gleichen deutlich hörbaren Pegel präsentiert wird, der während des Trainings verwendet wird. Sondenversuche werden bei zwei von 12 Versuchen nach dem Zufallsprinzip vorgestellt. Die Reaktionen auf Sondenversuche spiegeln die Konsistenz der Reaktionen auf Signale über dem Schwellenwert während der gesamten Testsitzung wider.
Für Kleinkinder und Vorschulkinder bietet der Assistent soziale Verstärkung, um das Kind motiviert und konzentriert auf die Aufgabe zu halten. Ist während der Prüfung zu irgendeinem Zeitpunkt eine zusätzliche Verstärkung gewünscht, steuert die Software auch zwei mechanische Spielzeuge mit Leuchten, die sich in dunklen Plexiglaskästen im Prüfraum befinden. Im vorherigen Abschnitt haben wir die wichtigsten Funktionen der benutzerdefinierten Software beschrieben, die zur Steuerung des Experiments verwendet wird.
In diesem Abschnitt werden wir besprechen, wie Kinder während einer Sitzung getestet werden, und weitere Details über die Rolle des Assistenten und des Beobachters geben. Vor der Ankunft des Kindes im Labor wird die Umgebung vorbereitet, einschließlich der Auswahl von vier bis sechs Spielen für die Testsitzung und einer Überprüfung der Auflistung. Sobald das Kind und der Elternteil eintreffen, wird die Einverständniserklärung für die Teilnahme an der Studie eingeholt.
Das Kind und der Elternteil betreten die Kabine. Kinder bevorzugen es in der Regel, wenn ein Elternteil neben ihnen in der Kabine sitzt, und in einigen Fällen sitzt das Kind auf dem Schoß der Eltern. In kindgerechter Sprache wird dem Kind ein Überblick über die Aufgabe gegeben und der Schallkopf platziert.
Bevor der erste Versuch vorgestellt wird, gibt die Assistentin dem Kind ein Spielzeug. Das Kind wird darauf trainiert, den Gegenstand an seinen Oberkörper oder seine Wange zu legen. Dies wird als Bereitschaftsposition bezeichnet.
Während des gesamten Tests beginnt der Beobachter, der außerhalb der Kabine sitzt, nur dann einen Versuch, wenn sich das Kind in der Bereitschaftsposition befindet. Der Betrachter leitet die Konditionierungsstufe ein, die erste Stufe. Das Ziel dieser Phase ist es, das Kind darauf zu konditionieren, eine klare, zeitlich festgelegte motorische Reaktion zu geben, wenn es das Signal hört.
Um das Erlernen der Aufgabe zu erleichtern, hören Assistent und Kind zunächst gemeinsam zu. Der Assistent leitet die Reaktionen des Kindes mit einer Hand-über-Hand-Technik. Denken Sie daran, dass das Signal in dieser Testphase immer im zweiten Intervall präsentiert wird, sodass der Assistent die Marker für das auditive Intervall verwenden kann, um diese Reaktion angemessen zu timen.
Die Unterstützung nimmt allmählich ab, wenn das Kind zeigt, dass es die Aufgabe meistert. Stufe eins wird fortgesetzt, bis der Beobachter feststellt, dass erstens das Kind in der Lage ist, die motorische Aufgabe ohne Hilfe auszuführen, und zweitens das Kind in der Lage ist, eine schnelle, zeitlich festgelegte Reaktion auf das Signal zu geben, das der Beobachter beurteilen kann. Mindestens drei Versuche sind erforderlich, aber Stufe eins wird fortgesetzt, bis der Beobachter sicher ist, dass die Reaktionen des Kindes unter Reizkontrolle stehen.
Die zweite Stufe des Tests wird vom Beobachter eingeleitet. In dieser Phase wissen weder der Beobachter noch der Assistent, in welchem Intervall sich das Signal befindet. Der Beobachter muss vier von fünf Versuchen genau beurteilen, um diese Phase erfolgreich abzuschließen.
Das Kind gilt mit dem erfolgreichen Abschluss der ersten und zweiten Stufe als ausgebildet. Bei Bedarf kann die Testsitzung an dieser Stelle unterbrochen werden. In Stufe drei werden experimentelle Daten gesammelt.
Wie in Stufe zwei beobachtet der Beobachter den Zuhörer weiterhin genau und beurteilt, in welchem Intervall sich das Signal befand. Zusätzlich zu den motorischen Spielaktivitäten zeigen Kinder oft subtile Verhaltensweisen gegenüber Geräuschen, einschließlich Augen- oder Kopfbewegungen, Veränderungen des Gesichtsausdrucks und Stille der Aktivität. Der Beobachter kann diese subtilen Verhaltensweisen verwenden, um zu beurteilen, welches Intervall das Signal enthielt, wenn der Signalpegel in der Nähe der Schwelle eines Kindes liegt.
Der Assistent wechselt das Spiel alle 10 bis 15 Versuche, um das Interesse des Kindes zu maximieren und das Risiko einer Gewöhnung zu verringern. Der Assistent bietet dem Kind während des gesamten Tests häufige soziale Verstärkung, um das Kind zu beschäftigen und das Verhalten des Kindes zu formen und aufrechtzuerhalten. Am Ende des Tests wird ein Tympanogramm erstellt, um die normale Mittelohrfunktion zu überprüfen.
Der Teilnehmer wird entschädigt und bei Bedarf wird ein Folgebesuch geplant. Dies ist ein Beispiel für einen angepassten Track von einem Kind, das vier Jahre und 11 Monate alt ist. Schwarze Kreise sind Sondenversuche.
Blaue und gelbe Kreise sind Signalversuche, wobei gelbe Kreise Umkehrungen anzeigen. Drei Merkmale der Strecke werden untersucht. Zunächst wird die Nachweisschwelle berechnet.
Threshold ist der Durchschnitt des Signalpegels bei den letzten sechs Umkehrungen der angepassten Spur. Zweitens wird auch die Standardabweichung der letzten sechs Umkehrstufen berechnet. Damit ein Schwellenwert als gültig angesehen werden kann, muss die Standardabweichung unter einem Kriterium liegen, das auf der Grundlage von Pilotdaten festgelegt wurde.
Drittens wird die Trefferquote für Sondenversuche berechnet, indem der Anteil der Sondensignalversuche bestimmt wird, die vom Beobachter in der dritten Testphase korrekt beurteilt wurden. Damit ein Schwellenwert als gültig angesehen werden kann, müssen die Zuhörer 80 % der Sondenversuche erkennen. 33 Kinder wurden rekrutiert.
Zu den Ausschlusskriterien gehörten ein bekannter Hörverlust in der Vorgeschichte, mehr als drei Episoden einer Mittelohrentzündung oder eine Episode einer Mittelohrentzündung im Monat vor dem Test. Zu dieser Gruppe gehörten acht Zweijährige, 18 Dreijährige und sieben Vierjährige. Die in der Abbildung blau dargestellte Schwelle wurde für 63 % der Zweijährigen, 94 % der Dreijährigen und 100 % der Vierjährigen gemessen.
Für vier Kinder wurden keine Schwellenwerte erreicht. Ein Kind schloss die Ausbildung nicht erfolgreich ab und drei andere vertrugen den Einsteckkopfhörer nicht. Diese Abbildung zeigt die Altersschwellen der einzelnen Kinder für den trällernen Tonreiz in der Stille.
Alle Zuhörer, die in den offenen Kreisen dargestellt sind, hatten am Tag des Tests eine normale Mittelohrfunktion basierend auf der Tympanometrie. Hörer, die durch gefüllte Symbole angezeigt wurden, hatten einen abnormalen oder unbekannten Mittelohrstatus, und ihre Ergebnisse sollten mit Vorsicht interpretiert werden. Die Schwellenwerte, die von Kindern mit normalem Mittelohrstatus erhalten wurden, stimmen weitgehend mit früheren Daten zu dieser Altersgruppe und für diesen Stimulus überein.
Das hier beschriebene spielbasierte Zwei-Intervall-Verfahren liefert verlässliche Verhaltensdaten über die Hörfähigkeit von Kleinkindern und Vorschulkindern. Mit dieser Methode sind mehrere Vorteile verbunden. Der erste Vorteil ist, dass es verwendet werden kann, um Kinder zu testen, die bereits im Alter von zwei Jahren entwicklungsbedingt sind.
Der zweite Vorteil dieser Methode besteht darin, dass sie vor einigen Formen der Antwortverzerrung schützt. Der Beobachter muss seine Urteile ausschließlich auf das Verhalten des Kindes stützen, so dass vorherige Erwartungen an die Sensibilität oder das Verhalten des Kindes die Ergebnisse nicht beeinflussen. Der dritte Vorteil dieser Methode besteht darin, dass es für den Beobachter einfacher sein kann, zu beurteilen, welches Intervall das Signal enthält, als eine Ja/Nein-Entscheidung über das Vorhandensein oder Fehlen des Signals zu treffen, wie es typischerweise in anderen Paradigmen erforderlich ist.
Dieses Verfahren kann modifiziert werden, um Kinder unter komplexen Hörbedingungen zu testen, z. B. bei der Erkennung von Sprache und Geräuschen. Es ist auch möglich, dieses Verfahren zu modifizieren, um Kinder zu testen, die nicht in der Lage sind, konventionelle motorische Reaktionen auszuführen. Somit bietet diese Methode ein wertvolles Werkzeug, um zu untersuchen, wie sich das auditorische System im Kleinkind- und Vorschulalter verändert.
Dieser Artikel beschreibt ein Verfahren zur Messung der Hörempfindlichkeit bei zwei- bis vierjährigen Kindern mithilfe einer spielerischen Reaktionsmethode. Die Studie zielt darauf ab, Lücken im Verständnis der auditorischen Entwicklung im frühen Kindesalter zu schließen.
Die Beurteilung der sensorischen Funktion im frühen Kindesalter stellt für die translationale Forschung Herausforderungen dar, insbesondere bei der Evaluierung neurodevelopmentaler oder pharmakologischer Interventionen, die die auditorische Verarbeitung beeinflussen könnten. Dieses beobachterbasierte, spielerische Verfahren ermöglicht eine zuverlässige Verhaltensmessung der Hörempfindlichkeit bei Kleinkindern und Vorschulkindern und schließt damit eine entscheidende Lücke in der Entwicklung präklinischer und früher klinischer Biomarker. Durch die Minimierung von Experimentatorbias mittels eines verblindeten Two-Interval-Forced-Choice-Designs unterstützt die Methode eine reproduzierbare, quantitative Phänotypisierung, die für die Risikominderung bei Zielstrukturen in therapeutischen Bereichen mit Bezug zum Hören unerlässlich ist.
Die Methode passt in Arbeitsabläufe der Entdeckungsbiologie, die eine funktionelle Validierung von Sinnessystemen erfordern, insbesondere bei der Bewertung der Zielmolekülbindung oder der Modulation von Signalwegen bei therapeutischen Maßnahmen in frühen Lebensphasen.