符秋养 梁勇 王涛 戴红亚

言语交流的实现基于听觉系统对声音信息的准确感知。声音感知包括声音的感受和识别两方面，其中识别是听觉神经元在感受基础上更进一步的高级活动，需要听觉系统、神经中枢以及心理因素等多层次的连续加工。然而声音感受功能正常并不意味着识别功能也正常，有些学习障碍儿童(learning problem child, LPC)可表现为感受功能和识别功能的分离[1,2]。LPC的听力及智力正常，其言语识别能力在安静环境下可无异常，但在噪声及语速变化等不利因素的影响下却表现异常[3]。LPC的短声诱发听性脑干反应(click evoked auditory brainstem response，click-ABR)并无异常，表明其听觉神经通路的完整性并未受损[4]。然而采用言语类刺激声时，其诱发的脑干反应却不同于对照组[5]，原因可能是皮下初级中枢对言语信息传递失真[6]，从而出现了脑干对言语信息的编码异常[5]。

言语类刺激声主要采用辅-元音单音节结构，目前较为常用的言语刺激声是人工合成的单音节/da/[2]，其诱发的脑干反应称为言语诱发听性脑干反应(speech evoked auditory brainstem response，speech-ABR)。/da/含有基频及五个共振峰信息，基频在 103～121 Hz, 第一共振峰(F1)在220～720 Hz，第二共振峰(F2)在1 700～1 240 Hz ，第三共振峰(F3)在2 580～2 500 Hz，第四共振峰(F4)和第五共振峰(F5)在3 600～4 500 Hz，包含了人类自然语音/da/的基本声学特性。speech-ABR由一系列成分波组成，主要包括V、A、C、D、E、F和O波，这些主波的潜伏期依次延长，但均在相应刺激事件发生后的12 ms内，并且随刺激强度的降低而显著延迟，符合听性脑干反应的电生理特性[7,8]。

近年来，speech-ABR作为检测脑干言语编码功能的重要工具，被较广泛地应用于言语识别机制的基础及临床研究[2～9]。目前学者对speech-ABR的波形有一定共识，成人和儿童诱发出的主要成分高度相似[3,7,9]。然而关于speech-ABR主波极性、潜伏期和幅值及其年龄和性别因素的影响情况尚不明确。本研究分析64例正常成年人speech-ABR主波的电生理特性及其性别和年龄差异，报告如下。

1 资料与方法

1.1研究对象 64例正常成年人为研究对象，均选择右耳，男35耳，女29耳，年龄18～60岁，平均28.64±9.82岁。入选标准为受教育年限大于12年，能进行普通话交流，右利手，无听觉系统、神经系统疾病及精神障碍病史，纯音测听500～4 000 Hz平均听阈≤20 dB HL(因为speech-ABR主要检测言语声刺激引起的反应，要求受试者语频范围内听力正常即可，故未测8 000 Hz听阈)， click-ABR测试结果正常。

1.2测试仪器及方法 测试仪器为美国Intelligent Hearing Systems公司生产的Smart EP诱发电位仪，测试在声电屏蔽室内进行。测试前告知受试者闭目，保持安静，尽可能避免眨眼，忽视测试声。测试时受试者平卧，用75%酒精局部去污，并涂磨砂膏去除表皮角质层，以电极膏耦合盘状电极。参考电极置于右耳垂，记录电极置于前额正中发际处，接地电极置于眉心。极间电阻均≤3 kΩ。插入式耳机固定于双侧外耳道口深部0.5 cm处，右耳给刺激声，采用耳塞型耳机掩蔽法，随机交替刺激极性，同侧记录。采样率8 000 Hz，带通滤波100～3 000 Hz。刺激声为/da/[2]，刺激强度80 dB SPL，刺激率11.1次/秒。每个反应给声1 024次，选取波幅小于35 μV的反应数据叠加平均作为该次反应，要求参加平均的反应数据不少于1 000个。每个受试者记录3个反应，每个反应记录时间为64 ms。测试时每个反应间隔2分钟。

1.3波形标记及数据分析 speech-ABR分析的软件模块由研究者在Matlab平台上开发，其主要功能包括读取Smart EP记录的三组原始数据，平均处理得到一个平均波形，然后再对平均波形进行分析并计算输出数据。speech-ABR主波的判定采用下列准则[7,8]：潜伏期≤10 ms的幅值绝对值最大的两个波峰依次判为V波和A波；10 ms<潜伏期≤20 ms的幅值绝对值最大的波峰判为C波；20 ms<潜伏期≤30 ms的幅值绝对值最大波峰判为D波；30 ms<潜伏期≤40 ms的幅值绝对值最大波峰判为E波；40 ms<潜伏期≤50 ms的幅值绝对值最大波峰判为F波；50 ms<潜伏期≤55 ms的幅值绝对值最大波峰判为O波。当在潜伏期参考范围外出现更明显的波峰时，由speech-ABR的研究人员综合相关因素来调整判定。记录主波的极性、潜伏期和幅值。

1.4统计学方法 采用SPSS13.0软件包进行统计分析，采用偏相关分析检验speech-ABR主波潜伏期和幅值的极性、性别以及年龄差异是否具有统计学意义。

2 结果

2.1speech-ABR及其主波的极性情况 64例受试者均能较好引出speech-ABR，主要由V、A、C、D、E、F和O波组成，各主波的极性在不同受试者中有所差异(图1)。所有受试者V波均为正极性，A波均为负极性，D、F和O波以正极性居多，而C波和E波负极性略多(表1)。

表1 speech-ABR各主波的极性分布情况(例)

2.2speech-ABR各主波潜伏期以及幅值的极性、年龄以及性别的偏相关分析

2.2.1speech-ABR各主波极性的年龄以及性别相关性 speech-ABR各主波中，E波极性与性别显著相关(P<0.05)，其偏相关系数为0.33；其他主波极性与性别的相关性无统计学意义；这些主波极性与年龄的相关性均无统计学意义(表2)。

2.2.2V波和A波潜伏期、幅值的极性、年龄以及性别相关性 所有受试者V波均为正极性，A波均为负极性，因此仅分析其性别以及年龄差异。结果显示V波和A波的潜伏期与性别显著相关，女性较男性约缩小0.37 ms(V波男性：6.65±0.57 ms，女性6.28±0.39 ms；A波男性：7.59±0.66 ms，女性：7.24±0.56 ms)；V波幅值与性别亦显著相关，女性较男性增加约30%(女性：0.20±0.05 μV，男性：0.15±0.04 μV)；V波和A波的潜伏期和幅值与年龄的相关性无统计学意义(表3、4)。

图1 speech-ABR各主波的不同极性

主波极性性别 r P 年龄 r P PC0.100.440.200.11PD0.220.080.080.54PE0.330.010.170.20PF0.110.400.030.84PO0.210.100.160.22

注：P代表极性，其右下方小写字母代表相应主波；r代表偏相关系数

2.3C、D、E、F和O波潜伏期、幅值的极性、年龄以及性别相关性 除E波和O波的极性和潜伏期显著相关外，其他主波的潜伏期和极性无显著相关；这些主波潜伏期的年龄和性别差异无统计学意义，而其幅值的极性、年龄和性别差异均无统计学意义(表4)。

3 讨论

本实验中speech-ABR的主波成分与国内外学者的研究结果[7～9]类似，各主波在不同受试者中记录到了不同的极性。关于speech-ABR的主波极性学者意见尚未统一，国外学者将主波定义为负性波，而国内学者则认为主要是正性波。一般认为反应的极性与电位信号正输入和负输入的振幅有关，正极性是由于平均正输入的振幅大于负输入所致，负极性则反之，因此speech-ABR主波极性自身并无重要意义。然而由于潜伏期和幅值是听觉诱发电位的主要指标，探讨主波极性差异对其潜伏期和幅值的影响就具有了重要意义，有助于揭示speech-ABR更多的电生理特性，促进speech-ABR的基础及临床研究。本实验中speech-ABR的主波主要为正极性，除E波极性和性别显著相关外，其他主波极性的性别和年龄差异无统计学意义。而除E波和O波的潜伏期和极性显著相关外，其他主波的潜伏期和极性无显著相关。此外，speech-ABR所有主波幅值的极性差异均无统计学意义(表2、4)。这些结果表明speech-ABR主波的极性差异及其差异对研究结果的影响均较小。关于E波和O波受极性、性别因素影响的原因及其意义目前尚不明确，有待进一步研究。

表3 V、A波的平均潜伏期和幅值及其与年龄和性别的偏相关分析

表4 C、D、E、F和O波的平均潜伏期和幅值及其极性、年龄、性别的偏相关性分析

本研究中可见V波潜伏期及幅值的性别差异与click-ABR的V波类似[10]，支持speech-ABR的V波与click-ABR的V波具有同源性的观点[7]。然而V波的潜伏期和幅值与年龄均无显著相关，其潜伏期数值与儿童人群(8～12岁)中的研究结果一致[9]，提示脑干发育成熟时间较早，可能在婴幼时期已经发育完成[11]。有学者认为speech-ABR的A波跟SN10类似[7]，本研究中A波潜伏期也表现出了性别差异，女性比男性约短0.25 ms，然而其幅值并无性别差异；潜伏期和幅值的年龄差异亦无统计学意义。

研究表明V波和A波组成了speech-ABR的起始部分，可能编码了刺激声中的词义信息[2]。潜伏期的缩短或延长常作为大脑神经功能优劣的评价指标，本研究中可见V波和A波的潜伏期女性较男性显著缩短，提示脑干对/da/部分信息的编码功能可能女性较男性更为优越。目前关于大脑认知功能的性别差异尚不明确，有学者认为成人的大脑认知功能存在显著的性别差异[12]，可能与男、女大脑功能结构以及激素水平不同有关，大脑左侧顶叶、颞后叶神经活动[13]以及荷尔蒙激素均存在性别差异。荷尔蒙水平已被证实与言语能力有关，比较变性者荷尔蒙调整前后的言语差异，发现男变女者的言语流畅度优于荷尔蒙调整之前，而女变男者则差于调整之前[14]。

speech-ABR的C、D、E、F和O波是其特征波，不同于其他脑干反应，这些主波编码着独特的声学信息[15]。一般认为C波为嗓音开始的事件所诱发，可能编码了言语的过渡音征、音轨等信息；由D、E、F波组成的周期波为言语中相应的周期性事件所诱发，包含了基频及共振峰等信息；O波则为言语刺激的结束事件所诱发。潜伏期和幅值是这些主波重要的指标，本研究中C、D、E、F和O波的潜伏期和幅值与国内外研究结果类似[7,9]，其性别和年龄差异均无统计学意义，这可能因为反应采用的刺激声仅包含自然言语/da/基本的声学特性，故其主要检测言语识别的基础功能，较少涉及言语感知中高级的细微辨别，因此其结果受年龄和性别差异的影响较小，有利于减少临床言语疾患人群研究中的偏倚。

综上所述，本研究发现speech-ABR各主波的潜伏期和幅值受极性、性别和年龄差异的影响较小，具有较高的稳定性，是言语感知机制基础及临床研究的良好工具。

4 参考文献

1 Mody M, Studdert-Kennedy M, Brady S. Speech perception deficits in poor readers: auditory processing or phonological coding[J]? J Exp Child Psychol, 1997, 64: 199.

2 Krista LJ, Trent GN, Nina K. Brain stem response to speech: A biological marker of auditory processing[J]. Ear & Hearing, 2005, 26: 424.

3 Song JH, Banai K, Russo NM, et al. On the relationship between speech- and nonspeech-evoked auditory brainstem responses[J]. Audiol Neurotol, 2006, 11: 233.

4 Purdy S, Kelly A, Davies M. Auditory brainstem response, middle latency response, and late cortical evoked potentials in children with learning disabilities[J]. J Am Acad Audiol, 2002, 13: 367.

5 Banai K, Nicol T, Zecker SG, et al. Brainstem timing: implications for cortical processing and literacy[J]. J Neurosci, 2005, 25: 9 850.

6 Wible B, Nicol T, Kraus N. Correlation between brainstem and cortical auditory processes in normal and language-impaired children[J]. Brain, 2005, 128: 417.

7 符秋养，梁勇，苏园园，等. 健康青年人言语诱发听性脑干反应的成分及特性 [J].中华耳鼻咽喉头颈外科杂志,2009, 44: 900.

8 符秋养，梁勇，苏园园，等. 言语诱发听性脑干反应的潜伏期特性分析 [J].中国耳鼻咽喉头颈外科, 2010, 17: 380.

9 Nicole R, Trent N, Gabriella M, et al. Brainstem responses to speech syllables[J]. Clinical Neurophysiology, 2004, 115: 2 021.

10 Jerger J. Effects of age and sex on auditory brain stern response[J]. Arch Otolaryngol,1980,106:387.

11 Moore JK, Ponton CW, Eggermont JJ, et al. Perinatal maturation of the auditory brain stem response: changes in path length and conduction velocity[J]. Ear & Hearing,1996, 17: 411.

12 Hyde JS, Linn MC. Gender differences in verbal ability: A meta-analysis[J]. Psychological Bulletin, 1988, 104:53.

13 Roberts JE, Bell MA. Sex differences on a mental rotation task: Variations in EEG hemispheric activation between children and college students[J]. Developmental Neuropsychology, 2000, 17: 199.

14 Van Goozen SH, Cohen-Kettenis PT, Gooren LJ, et al. Activating effects of androgens on cognitive performance: causal evidence in a group of female-to-male transsexuals[J]. Neuropsychologia, 1994, 32: 1 153.

15 Nina K, Trent N. Brainstem origins for cortical what' and where' pathways in the auditory system[J]. Trends in Neurosciences, 2005, 28: 176.