Введение
Устная речь — важный источник информации в процессе школьного обучения, особенно для младших школьников. Одной из причин трудностей обучения у ребенка могут быть проблемы с восприятием речи на слух, связанные с центральными слуховыми расстройствами (ЦСР, еng. Auditory processing disorder, APD). ЦСР/APD — это нарушения слухового восприятия вызванные нарушениями обработки звукового сигнала в центральных отделах слухового анализатора. По данным литературы, ЦСР встречаются у 2–12 % детей школьного возраста (Chermak and Museik 1997; Geffner and Ross-Swain, 2018), могут наблюдаться при нормальном уровне слуха, и не являются прямым следствием когнитивных нарушений (AAA, 2010; CISG, 2022; Ismen and Emanuel, 2023). В то же время, ЦСР часто сопутствуют другим нарушениям развития, таким как расстройства аутистического спектра (РАС), синдром дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ), специфические расстройства речи (de Wit et al., 2018). В повседневной жизни ЦСР наиболее выражены в затруднённых условиях прослушивания, таких как быстрая или невнятная речь, повышенный уровень шума. Находясь в шумном классе, ребёнок с ЦСР попадает в неблагоприятные условия по сравнению со сверстниками, что может сказаться на его успеваемости и социализации.
Выявить такой дефицит непросто, поскольку стандартные аудиометрические тесты в этом случае часто показывают норму. Скрининговые анкеты для родителей (анкета Фишера и CHAPS), недавно переведенные на русский язык (Гарбарук и др., 2018), помогают определить принадлежность ребенка к группе риска по ЦСР, однако не позволяют дифференцировать специфические трудности восприятия, связанные с нарушением центральной слуховой обработки, от более общих когнитивных проблем. Например, положительный ответ на вопрос анкеты Фишера «Имеет трудности с выполнением устной инструкции» может быть следствием как нарушения речевого слуха, так и проблем с рабочей памятью или вниманием, которые также сопровождают ЦСР и ведут к трудностям слухоречевого восприятия (Moore, 2018).
Согласно рекомендациям Американской академии аудиологии (ААА), постановка диагноза ЦСР/APD требует проведения специальных батарей аудиометрических тестов, включающих как речевой, так и неречевой стимульный материал (AAA, 2010). Диагностика ЦСР, однако, является проблематичной. Во-первых, не существует четких диагностических критериев (Musiek and Chermak, 2014): тесты, применяемые для диагностики этого расстройства за рубежом различаются между клиниками (Emanuel et al., 2011), а в России их распространение крайне ограничено (Гарбарук и др., 2018). Во-вторых, многие тесты, используемые для постановки диагноза достаточно сложны даже для взрослых (например, задача на обнаружение паузы, «gap detection task») и не применимы к детям младшего школьного возраста, в особенности к детям с сопутствующими расстройствами. В то же время, раннее обнаружение проблемы чрезвычайно важно, поскольку может помочь оптимизировать обучающую среду (Ефимова, 2015) и, возможно, имплементировать ассистивные технологии, хорошо зарекомендовавшие себя для детей с трудностями слухоречевого восприятия (Shiels et al., 2023; Keith and Purdy, 2014; Shafer et al., 2020).
Поскольку одной из основных причин обращения родителей с подозрением на ЦСР/APD к специалистам являются трудности восприятия речи в затрудненных условиях прослушивания (Moore et al., 2018), важно иметь возможность объективно оценить тяжесть такого дефицита. Помочь в этом могут тесты, направленные на оценку разборчивости речи в условиях помехи (Бобошко и Риехакайнен, 2019). В отечественной литературе описано два таких теста. Однако, оба имеют свои недостатки. «Русский речевой аудиометрический экспресс-тест», разработанный Лопотко А.И. и соавт. (2002) дает быструю оценку, но не имеет достаточной нормативной базы, не компьютеризирован и широко не используется. Русский матриксный фразовый тест (RUMatrix) в шуме, разработанный Бобошко М.Ю. с соавторами (Warzybok et al., 2015; Бобошко и др., 2016), является более точным инструментом оценки восприятия русской речи на фоне помехи, но труден для младших школьников. Поскольку тест требует повторения фраз, состоящих из пяти слов, на его выполнение влияет не только качество речевого слуха, но и рабочая память, объём которой, особенно у детей с трудностями обучения, может оказаться недостаточным для удержания в памяти фраз. Кроме того, нормативные данные для этого теста были получены только на взрослых.
Заполнить пробел может создание теста на разборчивость речи в шуме для детей младшего школьного возраста, обладающего несколькими важными свойствами.
Во-первых, такой тест должен быть максимально простым и относительно независимым от уровня интеллектуального развития ребенка при условии, что ребенок обладает функциональной речью и способен следовать инструкции. В недавнем исследовании слухоречевого восприятия на фоне шума у детей с РАС (MPI IQ согласно батареe тестов Кауфманов: среднее = 83,5, стандартное отклонение (СО) = 16,3) мы использовали двусложные существительные, характеризующиеся ранним возрастом приобретения (до 6 лет) (Фадеев и др., 2023). Несмотря на то, что тест 'Слова в Шуме' показал высоко достоверное снижение способности различать слова на фоне шума у детей с РАС, мы не обнаружили связи их оценок по данному тесту с уровнем интеллекта. Таким образом, использованный нами тест оказался чувствителен в первую очередь к нарушениям речевого слуха, а не к сопутствующим интеллектуальным нарушениям.
Во-вторых, важно продемонстрировать связь результатов теста с функциональными нарушениями на уровне центральных отделов слухового анализатора. Используя метод магнитоэнцефалографии мы показали, что ухудшение разборчивости речи, выявленное с помощью теста «Слова в Шуме» у детей с РАС (Фадеев и др., 2023) коррелировало у них с нарушением фонетической обработки гласных звуков во вторичных зонах слуховой коры левого полушария (Fadeev et al., 2024). Показательно, что связь наблюдалась для разборчивости речи на фоне модулированного по амплитуде, но не стационарного шума. Последнее указывает на то, что способность к категориальному восприятию фонем особенно важна для различения речи на фоне естественных шумов флуктуирующей интенсивности.
В-третьих, тест должен обладать внутренней валидностью. Иными словами, получаемые оценки разборчивости речи должны зависеть именно от речевого слуха ребенка, а не от посторонних факторов, таких как эффект практики, усталости или от сложности предъявляемого речевого материала. Повторное использование идентичного речевого материала может привести к искажению результатов вследствие эффектов имплицитного обучения или запоминания. В то же время различный речевой материал, предъявляемый при изменении уровня или типа шума, должен быть эквивалентен по уровню перцептивной сложности, чтобы обеспечить сопоставимость условий эксперимента.
Настоящее исследование посвящено разработке теста на разборчивость речи в шуме, обладающего перечисленными качествами. Мы включили в исследование типично развивающихся детей и детей с РАС, которые часто испытывают трудности слухоречевого восприятия на фоне шума (Ruiz Callejo and Boets, 2023). В качестве маскировочных использовались стационарный (СТ) и амплитудной-модулированный (АМ) шумы. Согласно результатам предыдущего исследования (Fadeev et al., 2024), способность различать слова, используя короткие паузы в АМ шуме, особенно информативна касательно дефицита обработки фонем на уровне слуховой коры, тогда как сравнение с условием СТ позволяет оценить степень облегчения восприятия при наличии в шуме пауз. Слова предъявлялись на двух уровнях соотношения сигнал-шум (ССШ): −3 и −6 дБ, поскольку ранее было показано, что различия между детьми с РАС и ТР детьми максимальны при этих ССШ (Фадеев и др., 2023).
Относительная независимость результатов теста «Слова в Шуме» от уровня интеллекта у детей с РАС и его нейробиологическая валидность были продемонстрированы в наших предыдущих работах. С целью усовершенствования этого теста и определения его характеристик в данной работе мы поставили следующие задачи. Во-первых, ранжировать речевой материал по сложности восприятия в шуме согласно ответам обследованных ранее детей (Фадеев и др., 2023). Сложность распознавания слов на фоне шума может значительно варьировать из-за особенностей фонетического состава и/или различий в лёгкости лексического доступа. Ранжирование позволило уравновесить перцептивную сложность предъявляемых слов между условиями различающимися по интенсивности и типу шума (стационарный, амплитидно-модулированный). Во-вторых, оценить внутреннюю валидность теста в контрольной и клинической группах. Повторяя условия с одинаковыми типом шума и ССШ (−3дБ / −6дБ / −3дБ / −6дБ) и уравненной сложностью речевого материала, мы оценили эффекты тренировки, усталости, кратковременную (внутри сессии) стабильность результатов и сравнили их между группами. И, наконец, нашей третьей задачей было воспроизвести ранее полученные результаты, указывающие на нарушение у детей с РАС разборчивости речи на фоне шума и на снижение у них эффекта облегчения восприятия при наличии коротких пауз в шуме.
Материалы и методы
Участники исследования
Изначально к исследованию были приглашены 35 типично развивающихся (ТР) ребёнка и 61 ребенок с РАС в возрасте 6,4–12,9 лет, обладающих функциональной речью. Выполнили задание (см. ниже) и были включены в исследование все ТР дети (12 девочек) и 52 ребенка с РАС (6 девочек). Группы значимо не различались по возрасту (Среднеетр = 9,8 лет, СОтр = 1,78; СреднееРАС = 9,64 лет, СОРАС = 1,51; t = 0,40, p = 0,68). Все ТР дети посещали общеобразовательные школы. Дети с РАС были рекрутированы из числа учащихся Федерального ресурсного центра ФГБОУ ВО МГППУ, либо через объявления в СМИ. Все дети с РАС были диагностированы ПМПК в соответствии с критериями, установленными МКБ-10 (F84.0, F84.1, F84.5) (Всемирная организация здравоохранения, 1994), либо независимым психиатром в соответствии с критериями, установленными DSM-V (American Psychiatric Association, 2013).
Тестирование тонального слуха
Условием проведения теста «Слова в Шуме» является отсутствие нарушения слуха по результатам тональной пороговой аудиометрии. Наличие нормального тонального слуха гарантирует, что выявленные при тестировании трудности восприятия не являются следствием тугоухости. Аудиометрия проводилась непосредственно перед проведением теста «Слова в Шуме» специалистом соответствующей квалификации на оборудовании «Аудиометр АА-02» (Биомедилен). Слуховые пороги регистрировали на частотах 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 6000 и 8000 Гц и выражали в децибелах относительно уровня слышимости (дБ УС). Среднее пороговое значение было рассчитано с использованием порогов на наиболее важных для восприятия речи частотах 500, 1000, 2000 и 4000 Гц в каждом ухе. Все участники, включенные в настоящее исследование, имели нормальный слух (пороги уровня слуха ≤ 25 дБ для этих частот).
Стимульный материал и процедура тестирования
В качестве целевых стимулов использовались 144 двусложных лемматизированных существительных русского языка без омонимии и редких морфемных вариантов. Формирование набора слов осуществлялось на основе трёх ключевых принципов: (1) высокой частотности употребления, (2) релевантности для оценки базовых речевых навыков и (3) возраста освоения (Age of Acquisition, AoA).
Контроль лексической частотности реализовывался путём отбора слов высокой и средней частотных по данным крупных русскоязычных корпусов: «Частотный словарь живой устной речи» и «Частотный список имён существительных» (Ляшевская и Шаров, 2009). Для отбора слов используемых ребенком на практике часть стимульного материала была взята из раздела «Навыки наименования (Labeling)» системы ABLLS-R (Partington, 2006). Данный раздел содержит лексемы, наиболее важные для осуществления базовой коммуникации. Во всех случаях приоритет отдавался словам с низким АоА, т.е. тем, значения которых усваиваются детьми на самых ранних этапах речевого развития. Для операционализации AoA мы ориентировались на оценки освоения значений существительных в английском языке, сопоставимые с данными о времени лексического решения и согласующиеся со взрослым рейтингом AoA (Brysbaert & Biemiller, 2017). При наличии оценок AoA, полученных на детях, они имели приоритет над рейтинговыми оценками взрослых. В итоговый список включались преимущественно существительные с близкими и низкими значениями AoA (<6 лет), что минимизирует влияние возраста освоения на успешность распознавания слов в шуме и повышает сопоставимость результатов между участниками.
Слова были произнесены женщиной 35 лет с нейтральной интонацией и записаны на оборудовании звукозаписывающей студии. Средняя продолжительность звучания слова составила 694 мс (СО = 77 мс). Слова были уравнены по уровню звукового давления с помощью уравнивания среднего квадратического значения, рассчитанного по всей длине стимула, и предъявлялись на фоне маскирующего шума и предъявлялись на уровне звукового давления (УЗД) 45 дБ.
В качестве маскировки использовался розовый шум. Спектральная плотность такого шума снижается пропорциональна частоте, 3 дБ на октаву. Шум был двух типов: непрерывный (стационарный, СТ) и амплитудно-модулированный с частотой 10 Гц (АМ). УЗД шума рассчитывался на основе среднего квадратичного значения на всём интервале звучания, и проверялся на выходе из наушников с помощью шумомера CEM DT-815. УЗД шума превышал УЗД речевого сигнала на 3 или 6 дБ и составлял соответственно 48 и 51 дБ (что далее обозначено как ССШ −3дБ и −6дБ соответственно). Маскирующий шум начинался за 75 мс до начала речевого стимула, так что в случае АМ шума начало первой фонемы всегда попадало в интервал сниженной интенсивности шума. Длительность шумовой маскировки составляла 1 секунду. Таким образом, шум перекрывался со словом и длился несколько дольше, чем слово.
Для предъявления стимулов использовали ноутбук ASUS VivoBook серии D509D с аудиокартой Realtek ALC256. Стимулы предъявлялись бинаурально через наушники Sony WH-XB900N с выключенной функцией шумоподавления. Наушники были откалиброваны с помощью шумомера CEM DT-815. В качестве референтного значения был взят стационарный шум 45 дБ.
Тестированию предшествовали два этапа тренировки. На первом этапе ребенку предъявлялись слова без шума. Это было необходимо, чтобы ребенок усвоил инструкцию повторять слово сразу после его воспроизведения в наушниках. При возникновении трудностей с пониманием инструкции «услышал — повтори» применялись различные техники подкрепления. После того как ребенок правильно повторял 6 слов подряд, эксперимент переходил на второй этап тренировки. На втором этапе ребенку предъявлялись слова на фоне шума, который был значительно тише, чем в основной части тестирования (соотношение сигнал/шум 3 дБ). После 6 правильно распознанных слов подряд тренировка считалась завершенной. Слова, используемые для тренировки (16 слов), не входили в список из 144 слов, которые использовались в основном тестировании. Если выполнение какого-либо из этапов тренировки занимало более 10 минут, эксперимент прекращался.
Таблица 1. Порядок предъявления речевого материала. СТ — стационарный (постоянный) шум, АМ — амплитудно-модулированный шум.
|
Серия 1, ССШ = −3дБ |
Серия 2, ССШ = −6дБ |
Серия 3, ССШ = −3дБ |
Серия 4, ССШ = −6дБ |
Повторение слов без шума |
|
Число слов: 18 СТ +18 АМ |
Число слов: 18 СТ +18 АМ |
Число слов: 18 СТ +18 АМ |
Число слов: 18 СТ +18 АМ |
Все не опознанные слова |
Тестирование занимало около 20 минут и состояло из четырёх последовательных серий. Слова предъявлялись в псевдослучайном порядке (см. ниже), причём каждое слово звучало только один раз. Порядок предъявления стимулов представлен в Таблице 1. Экспериментатор воспроизводил каждое слово нажатием клавиши на клавиатуре. Перед предъявлением следующего слова он удостоверялся, что ребёнок готов к восприятию и сосредоточен на задании. После предъявления ребёнка просили повторить услышанное, а его ответ (верный/неверный) фиксировали нажатием соответствующей клавиши. Время на ответ не ограничивали. Подсказки или наводящие вопросы не допускались. Ответ считался верным, если ребёнок точно воспроизводил слово. Однако если у ребёнка наблюдались трудности с произношением, ставившие под сомнение точность воспроизведения (например, он не выговаривал звук «р»), экспериментатор мог задать уточняющие вопросы, чтобы понять, было ли слово правильно распознано. Например, в случае со словом «рыба» экспериментатор спрашивал: «Где это бывает?» или «Кошка это ест?». В процессе тестирования допускались перерывы в зависимости от состояния ребёнка или по просьбе ребёнка/его представителя.
В основной части теста, для поддержания внимания и вовлечённости ребёнка в выполнение задания могла быть использована обратная связь. Экспериментатор мог реагировать на ответы нейтральными или положительными репликами («Хорошо», «Спасибо», «Отлично!»), не делая акцента на том, был ли ответ правильным или неправильным. Допускались лёгкие поощрения (улыбка, кивок, доброжелательная интонация), которые помогали сохранить интерес ребёнка и его мотивацию продолжать задание. В тренировочных сериях мог использовать более явное одобрение правильных ответов и мягкое подбадривание при ошибках, чтобы ребёнок понял суть задания.
Для того чтобы удостовериться, что пропуски или ошибочные ответы ребенка связаны с трудностями слухоречевого восприятия, а не с его неспособностью следовать инструкции, ребенка просили повторить все не расслышанные на фоне шума слова при их предъявлении без шума. Из 61 ребенка с РАС, изначально приглашенных в исследование, были исключены дети, не повторившие более 4% неопознанных в шуме слов при их предъявлении без шума (3 ребенка) и дети неспособные стабильно следовать инструкции (6 детей).
Статистический анализ
Для статистического анализа мы использовали ПО R и Statistica. Эффекты считались значимыми при пороговом уровне вероятности p < 0,05. Критерии значимости были двусторонними. Интраклассовые корреляции (ICC(3,1)) оценивались в R с помощью статистического пакета 'irr'. Использовалась двухфакторная модель со смешанными эффектами для оценки согласованности (Koo & Li, 2016) . Для оценки фактора повторных измерений и его различий в группах проводился дисперсионный анализ (ANOVA, type III) с факторами Группа (ТР, РАС), Повтор (1й, 2й), Уровень шума (−3дБ, −6дБ) и Тип шума (СТ, АМ). Для оценки различий между условиями использовался парный t-тест. Влияние возраста оценивалось на основе ранговых корреляций Спирмена.
Для оценки эффекта облегчения (разборчивости) при изменении типа шумовой маскировки (с СТ на АМ), был проведен анализ ковариации (ANCOVA). В качестве зависимой переменной использовалась разница между процентом слов, распознанных в условиях АМ и СТ шума (суммарно по двум ССШ), в качестве основного независимого фактора выступала переменная Группа (ТР, РАС), а в качестве ковариат были включены возраст и процент распознанных слов в условии СТ. Анализ ковариации (ANCOVA) позволяет оценить истинную взаимосвязь между абсолютным изменением параметра (в нашем случае, разницей %АМ − %СТ) и его исходным уровнем (%СТ). Этот метод рекомендуется в качестве универсального способа коррекции на исходный уровень при сравнении групп, в которых исходные показатели различаются (Curran-Everett and Williams, 2015).
Результаты
Оценка трудности распознавания слов на фоне шума и модификация теста «Слова в Шуме» на основе полученных оценок
Для того, чтобы оценить трудность распознавания каждого из предъявляемых слов, мы проанализировали данные, полученные в предыдущем исследовании (Фадеев и др., 2023), где слова (160 слов, включая 144 использованных в настоящем исследовании) предъявлялись случайным образом в одном из 8 условий (−0дБ-СТ и −0дБ-АМ / −3дБ-СТ и −3дБ-АМ / −6дБ-СТ и −6дБ-АМ / −9дБ-АМ и −9дБ-СТ). Для каждого слова, отдельно для каждого условия и для ТР детей (N = 38) и детей с РАС (N = 42), была рассчитана пропорция участников, распознавших данное слово. На основе этих пропорций мы рассчитали z-оценки (z-scores), характеризующие сложность распознавания данного слова в данном условии в сравнении с другими словами. Полученные таким образом оценки были затем усреднены между условиями, отдельно для СТ и АМ типов шума, а также для ТР детей и детей с РАС. В результате, для каждого слова мы получили интегральную оценку сложности его распознавания в шуме. Поскольку сходство полученных таким образом оценок как между условиями СТ и АМ в группах ТР и РАС, так и между группами ТР и РАС отдельно по условиям оказалось достаточно высоким (все коэффициенты внутриклассовой корреляции (Koo and Li, 2016), ICC(3,1) ≥ 0,78), полученные z-оценки были усреднены между группами (ТР, РАС) и типами шумовой маскировки (СТ, АМ).
При модификации теста мы исключили из списка 16 наиболее трудных слов, распознанных минимальным числом испытуемых даже в самом лёгком условии, а оставшиеся 144 слова разделили на 18 групп по сложности (по 8 слов в группе). В модифицированном тесте, слова из этих групп равномерно распределялись по условиям: из каждой группы случайным образом выбиралось по одному слову для предъявления в одном из восьми условий ( 3дБ-СТ, −3дБ-АМ, −6дБ-СТ, −6дБ-АМ; 3дБ-СТ, −3дБ-АМ, −6дБ-СТ, −6дБ-АМ). Таким образом, сложность речевого материала, уравнивалась между условиями.
Сравнение оценок сложности слов в группах ТР детей и детей с РАС
Для уточнения оценок сложности распознавания с учетом новых данных полученных в настоящем эксперименте для 144 слов, мы пересчитали внутриклассовые корреляции между оценками сложности слов (z-scores) у ТР детей и детей с РАС на основе объединённых данных предыдущего и настоящего экспериментов (NТР = 73, NРАС = 94). Внутриклассовые корреляции (двухфакторная модель со смешанными эффектами для оценки согласованности, ICC(3,1) (Koo and Li, 2016)) между группами ТР и РАС составили 0,92 и 0,91 соответственно для СТ и АМ шума, что, согласно Koo & Li (2016), соответствует превосходной надёжности. Это означает, что для используемых в тесте слов рейтинг сложности их распознавания в шуме достаточно надежен и не зависит от экспериментальной группы (ТР или РАС). Внутри групп внутриклассовые корреляции между оценками сложности слов в СТ и АМ шуме были несколько ниже: 0,79 для РАС и 0,76 для ТР. Уточнённые оценки сложности, полученные на основе объединённого материала настоящего и предыдущего исследований (167 участников) будут использованы в последующих версиях теста.
Оценка кратковременной надежности результатов тестирования в группах ТР и РАС
Для оценки стабильности результатов тестирования, отдельно для ТР детей и детей с РАС, а также для условий СТ и АМ, мы рассчитали коэффициенты внутриклассовой корреляции (ICC) используя двухфакторную модель со смешанными эффектами для оценки согласованности измерений (ICC(3,k); Koo and Li, 2016). В качестве повторных измерений выступал процент слов, распознанных в четырёх повторяющихся условиях (−3дБ / −6 дБ / −3дБ / −6дБ). В данном случае, ICC показывает, насколько стабильно ранговое место испытуемого межу этими четырьмя условиями. Полученные коэффициенты представлены в таблице 2.
Таблица 2. Коэффициенты внутриклассовой корреляции (ICC(3,k), Коо and Li, 2016) характеризующие надёжность получаемых результатов.
|
|
СТ шум |
АМ шум |
|
ТР (N = 35) |
0,50 [0,15–0,72] |
0,72 [0,53–0,85] |
|
РАС (N = 52) |
0,64 [0,45–0,78] |
0,76 [0,63–0,85] |
|
ТР + РАС (N = 87) |
0,76 [0,66–0,83] |
0,83 [0,76–0,88] |
[] — 95% доверительные интервалы
Результаты говорят о хорошей стабильности теста между условиями в общей выборке, а также о приемлемой и схожей стабильности в группах ТР детей и детей с РАС (Koo and Li, 2016). Следует отметить, что оценка надежности (ICC) для четырёх условий (1ССШ = −3, 2ССШ = −3, 1ССШ = −6, 2ССШ = −6) проводилась только на основании 18 слов на условие. Оценки, полученные для полного набора слов (по 72 слова на тип шума — CT и AM), вероятно, обладают более высокой надежностью.
Динамика успешности выполнения в ходе теста ('time-on-task' effect)
Успешность распознавания слов на фоне шума может меняться в процессе выполнения теста (например, в результате эффекта новизны, практики или усталости). Чтоб оценить эти изменения и их возможные групповые различия мы провели дисперсионный анализ (ANOVA) с факторами Группа (ТР, РАС), Повтор (1й, 2й), Уровень шума (−3дБ, −6дБ) и Тип шума (СТ, АМ). В данном случае нас интересовал эффект Повтора и его взаимодействие с другими факторами. Эффект Повтора оказался значимым (F(1, 85 = 9,94, p = 0,002): выполнение теста улучалось в процессе тренировки. Анализ не выявил значимого взаимодействия между факторами Повтор и Группа (F(1, 85) = 0,51, p = 0,48) или Повтор и Условие (F(1, 85) = 0,17 p = 0,68). Значимое взаимодействие Повтор х Уровень шума (F(1, 85) = 6,01, p = 0,016) показало, что улучшение выполнения более выражено для низкого уровня шума, что, вероятно, связано с тем, что условие с низким уровнем шума предъявлялось первым в последовательности. Для дальнейшего анализа мы усреднили данные в каждой из четырёх серий и сравнили усреднённые значения.
В таблице 3А показаны различия в успешности выполнения между 1й и 3й серией (условие −3дБ, АМ + СТ). В обеих группах выполнение улучается от 1й к 3й серии, что указывает на наличие эффекта практики (и/или новизны). В то же время, изменение успешности выполнения от 2й к 4й серии (условие −6дБ) не было значимо (Таб. 3Б). Последнее свидетельствует о том, что утомление не оказывало существенного влияния на выполнение теста ни в одной из групп.
Таблица 3 (А) Сравнение процента правильно распознанных слов в 1й и 3й сериях (ССШ −3 дБ): эффект практики/новизны.
|
|
Серия 1 |
Серия 3 |
Парный Т-тест |
|
ТР (N = 35) |
63,7% (10,7) |
68,6% (8,4) |
T(1,31) = 2,33, p = 0,026 |
|
РАС (N = 52) |
47,4% (13,0) |
52,6% (12,2) |
T(1,50) = 3,09, p = 0,003 |
Таблица 3 (Б) Сравнение процента правильно распознанных слов во 2й и 4й сериях (ССШ −6 дБ): эффект утомления.
|
|
Серия 2 |
Серия 4 |
Парный Т-тест |
|
ТР (N = 35) |
42,9% (9,5) |
45,6% (8,8) |
T(1,31) = 1,8, p = 0,09 |
|
РАС (N = 52) |
31,7% (10,9) |
31,4% (9,8) |
T(1,50) = 0,23 p = 0,82 |
Эффект возраста
Процент распознанных на фоне шума слов у детей увеличивался с возрастом (Рис. 1). Соответствующие значения коэффициентов корреляции Спирмена для разных типов и уровней шума приведены в таблице 4. Хотя корреляции с возрастом численно ниже у детей с РАС, групповые различия этих коэффициентов оказались незначимы.
Таблица 4. Изменения способности распознавать слова на фоне шума с возрастом: коэффициенты корреляции Спирмена.
|
|
СТ −6 |
АМ −6 |
СТ −3 |
АМ −3 |
СТ −3 & −6† |
АМ −3 & −6† |
|
ТР (N = 35) |
0,17 |
0,41* |
0,57*** |
0,50** |
0,33 |
0,51** |
|
РАС (N = 52) |
0,30* |
0,27 |
0,27 |
0,32* |
0,34* |
0,29* |
†Для z-оценок, усредненных по двум ССШ
* p < 0,05, ** p < 0,01, *** p < 0,001.
Эффект облегчения в условиях АМ шума по сравнению с СТ шумом
Ранее было показано что наличие интервалов в шуме облегчает восприятие слов как у ТР детей, так и у детей с РАС, но что эффект облегчения снижен у детей с РАС (Alcántara et al., 2004; Groen et al., 2009; Фадеев и др., 2023). В настоящем исследовании эффект облегчения наблюдался в обеих группах и для обоих ССШ (Таб. 5)
Таблица 5. Сравнение процента слов, распознанных при стационарном (СТ) и амплитудно-модулированном (АМ) шуме: эффект облегчения
|
|
ССШ −3 |
ССШ −6 |
||||
|
|
%СТ |
%АМ |
t-test*, p-level |
%СТ |
%АМ |
t-test, p-level |
|
ТР |
57,7 ± 9,0 |
74,6 ± 9,0 |
t = 9,75 p < 0,0001 |
30,0 ± 9,3 |
58,6 ± 11,4 |
t = 12,6 p < 0,0001 |
|
РАС |
39,9 ± 12,6 |
60,1± 12,4 |
t = 10,9 p < 0,0001 |
18,9 ± 7,5 |
44,3 ± 13,2 |
t = 14,53 p < 0,0001 |
*Результаты сравнения парным t-тестом.
Как и в нашем предыдущем исследовании (Фадеев и др., 2023) степень улучшения распознавания в АМ шуме, выраженная как %АМ − %СТ, зависела от %СТ («начального значения»): чем лучше ребенок распознает слова в условии СТ, тем меньшее улучшение (%АМ − %СТ) он демонстрировал. На рисунке 2 показано, что этот эффект одинаково выражен у ТР детей и детей с РАС.
Чтобы сравнить эффект облегчения (разборчивости) в двух группах, был проведен дисперсионный анализ. В качестве зависимой переменной использовалась разница между процентом слов, распознанных в условиях АМ шума и СТ шума, усреднённая по обоим уровням ССШ. В качестве ковариат были включены возраст и процент распознавания в условии СТ. Анализ ковариации (ANCOVA) позволяет оценить истинную взаимосвязь между абсолютным изменением параметра (в нашем случае, разницей %АМ − %СТ) и его исходным уровнем (%СТ). Этот метод рекомендуется в качестве универсального способа коррекции на исходный уровень при сравнении групп, в которых исходные показатели различаются (Curran-Everett and Williams, 2015). В качестве основного независимого фактора выступала переменная Группа (ТР, РАС).
Анализ показал значимый эффект фактора Группа: облегчение распознавания слов в АМ шуме по сравнению с СТ шумом было снижено у детей с РАС (F(1,83) = 7,03, p = 0,01; Рис. 3).
Нарушение восприятия речи на фоне маскирующего шума и детей с РАС: критерии отклонения от нормы
На рисунке 4 представлен усреднённый (по ССШ −3 дБ и −6 дБ) и поправленный на возраст (приведённый к среднему по группе, 9,7лет) процент слов распознанных детьми с РАС и ТР детьми. Несмотря на то, что дети с РАС в целом хуже справлялись с задачей распознавания слов на фоне шума, между группами наблюдалось значительное пересечение. Это означает, что проблемы с «шумоустойчивостью» слухоречевого восприятия характерны не для всех детей с РАС. С другой стороны, ряд детей показали аномально низкие результаты. В таблице 6 указано число детей с РАС, у которых результаты оказались на два или даже три стандартных отклонений ниже среднего значения в нормативной группе.
Таблица 6. Число детей с РАС, у которых результаты выполнения теста оказались ниже нормативных значений более чем на 2СО и 3СО.
|
Степень отклонения от нормы* |
Условие СТ |
Условие АМ |
В обоих условиях (СТ и АМ) |
|
2СО |
20 (38%) |
21 (40%) |
11 (20%) |
|
3СО |
9 (17%) |
10 (19%) |
5 (10%) |
* Расчёт производился следующим образом. Для каждого условия рассчитывали z-оценку (z-score). Затем z-оценки усредняли между условиями с разным ССШ, отдельно для типов шума (СТ, АМ). Среди детей с РАС подсчитывали число (%) оценок, оказавшихся на 2 и 3 стандартных отклонения ниже среднего нормативной группы.
Таким образом, как минимум 20 % детей с РАС испытывают существенно сниженную по сравнению с ТР сверстниками способность различать слова в условиях зашумления (их результаты выходят за пределы нормы более чем на 2 СО при обоих типах шума), а у 10% детей эти трудности выражены чрезвычайно ярко (ниже 3 СО в обоих условиях).
Обсуждение результатов
Настоящее исследование посвящено созданию компьютерного теста для объективной количественной оценки разборчивости речи на фоне маскирующего шума у детей младшего и среднего школьного возраста. Мы усовершенствовали тест «Слова в Шуме», использовавшийся в нашей предыдущей работе и воспроизвели предыдущие результаты, подтвердив, что дети с РАС хуже распознают слова на фоне маскирующего шума, чем типично развивающиеся сверстники и что эффект облегчения разборчивости при амплитудной модуляции шума снижен у детей с РАС. Ниже мы обсудим характеристики теста, полученные с его помощью результаты, а также дальнейшие шаги направленные на усовершенствование методики.
Характеристики теста
Соответствие речевого материала цели исследования. Речевой материал для теста «Слова в Шуме» (двусложные слова с высокой частотностью, возраст приобретения которых ниже 6 лет) был выбран таким образом, чтоб оказывать минимальную нагрузку на рабочую память. В результате, после небольшой тренировки все ТР дети и большинство участников с РАС приглашенных в исследование (52 из 61) смогли выполнить тест. Наше предыдущее исследование показало, что уровень интеллекта существенно не влиял на выполнение теста, при условии, что дети обладают функциональной речью и следуют инструкции (Фадеев и др., 2023). Таким образом, можно предположить, что при выполнении данных условий влияние когнитивных факторов на результаты теста «Слова в Шуме» незначительно.
Хотя предъявляемые слова были уравнены по суммарному звуковому давлению, одни из них легче распознавались на фоне шума, чем другие из-за фонетических особенностей и/или лёгкости лексического доступа. Рассчитав оценки «сложности распознавания» для каждого слова на основе объединенных результатов участников настоящего и предыдущего исследований, использовавших один и тот же стимульный материал, мы обнаружили, что эти оценки высоко коррелируют между детьми с РАС и ТР детьми (интраклассовые корреляции, ICC > 0,9): слова, трудные для распознавания в шуме для ТР детей оказались таковыми и для детей с РАС. И наоборот, «легкие» слова были легкими для испытуемых обеих групп. Этот результат позволяет предполагать, что выбор речевого материала для теста адекватен и что худшие результаты теста у детей с РАС по сравнению с ТР детьми отражают в первую очередь проблемы речевого слуха, а не ограниченный словарный запас, неустойчивое внимание или повышенную утомляемость.
Стабильность оценок слухоречевого восприятия.
Для равномерного распределения слов по условиям теста были использованы данные о сложности их восприятия в шуме, полученные по результатам нашего предыдущего исследования (Фадеев и др., 2023). Оценки распознавания слов (% от общего числа предъявленных слов) продемонстрировали приемлемую стабильность: ранговое положение испытуемых в целом сохранялось в четырёх сериях, причём стабильность была сопоставимой в группах ТР детей и детей с РАС (Табл. 2). Кроме того, выяснилось, что эффект практики был одинаково выражен в обеих группах: результаты выполнения теста улучшались от первой к третьей серии независимо от групповой принадлежности ребёнка (см. Табл. 3А). В то же время, эффекта утомления (снижения показателей от второй к четвёртой серии) не наблюдалось ни в одной из групп (Табл. 3Б). Таким образом, модифицированный тест демонстрирует достаточную стабильность результатов и может быть рекомендован для оценки разборчивости речи в шуме у ТР детей, детей с РАС, а также, вероятно, у детей с другими особенностями развития.
Зависимость успешности распознавания слов на фоне шума от возраста.
Ранее было показано, что, при типичном развитии, способность распознавать речь на фоне шума улучается между 4 и 12 годами (Koopmans et al., 2018; Magimairaj et al., 2021). Наши результаты соответствуют этим данными (Рис. 1, Табл. 4) и подчёркивают важность учёта возрастных особенностей при проведении тестирования. В рамках данной работы мы аппроксимировали возрастную динамику с помощью линейной регрессии. Однако небольшой размер нормативной выборки не позволяет сделать однозначные выводы о точном характере этой зависимости. Для уточнения границ возрастной нормы в будущем необходимо создание обширной нормативной базы референтных значений.
Критерии отклонения от нормы: Сравнение ТР детей и детей с РАС. Дети с расстройством аутистического спектра (РАС) продемонстрировали статистически значимо более низкую способность распознавать слова на фоне шума по сравнению с типично развивающимися (ТР) сверстниками того же возраста, что согласуется с данными нашего предыдущего исследования. Согласно рекомендациям Американской академии аудиологии (AAA, 2010), диагноз «центральное слуховое расстройство» (ЦСР, англ. Auditory Processing Disorder, APD) устанавливается в случае, если показатели пациента оказываются ниже среднего значения нормы на два стандартных отклонения (2 СО) в двух и более специализированных тестах. Хотя в данном исследовании не применялась полная диагностическая батарея тестов на ЦСР, тот факт, что результаты 20% детей с РАС оказались ниже 2 СО от возрастной нормы как в условиях стационарного, так и амплитудно-модулированного шума, позволяет предположить высокую распространённость нарушений слуховой обработки в этой группе. Полученные данные согласуются с современными представлениями о широкой распространённости ЦСР среди детей с нарушениями развития (de Wit et al., 2018; Ferenczy et al., 2022).
Дети с РАС не только в целом распознали меньше слов на фоне шума по сравнению с ТР сверстниками, но и показали менее выраженный эффект облегчения восприятия при наличии в шуме коротких пауз (~50 мс) (АМ шум). Этот дефицит стал заметен после поправки на исходный уровень выполнения теста в условии СТ-шума. Полученные результаты полностью согласуются с данными нашего предыдущего исследования, где использовалась более ранняя версия теста «Слова в шуме» (Фадеев и др., 2023), а также с выводами других авторов (Alcántara et al., 2004; Groen et al., 2009). Как показало магнитоэнцефалографическое исследование, снижение способности к распознаванию слов на фоне АМ-шума у детей с РАС связано с нарушением фонематической обработки во вторичной слуховой коре левого, «речевого» полушария (Fadeev et al., 2024). Это позволяет утверждать, что одной из причин ухудшения восприятия речи в условиях АМ-шума у детей с РАС является дефицит быстрой и эффективной обработки фонем в специализированных зонах коры головного мозга.
Методические рекомендации по применению теста «Слова в шуме» и интерпретации результатов
Предварительным условием проведения теста «Слова в шуме» является подтверждённое нормальное состояние периферического слуха по результатам обследования у сурдолога. Нормальные пороги тональной аудиометрии гарантируют, что выявляемые при тестировании трудности восприятия речи в шуме не связаны с кондуктивной или сенсоневральной тугоухостью, а с высокой вероятностью отражают дефицит обработки слуховой информации на центральном уровне.
В случае фиксации значительного снижения результатов (на 2 СО ниже нормы в условиях СТ и АМ или на 3 СО ниже нормы в одном из этих условий) методически обосновано проведение повторного тестирования. Повторное обследование необходимо проводить с интервалом не менее 1–2 недель для минимизации влияния фактора запоминания слов. При воспроизведении результатов правомерно предположить, что выявленные трудности восприятия носят устойчивый характер и связаны с дефицитом фонематической обработки в слуховой коре (при нарушениях преимущественно в АМ-шуме) и/или с общим снижением помехоустойчивости слухоречевого восприятия (при нарушениях в СТ-шуме).
В международной практике для преодоления нарушений слуховой обработки у детей с дефицитом слухоречевого восприятия (включая ЦСР/APD) применяется широкий спектр подходов. Среди таких методов — слуховая реабилитация, преимущественно в форме тренировок на основе компьютерных игр (например, Fast ForWord; (Tallal, 2013)), «метакогнитивный тренинг» (Chermak and Musiek, 1997; Geffner and Ross-Swain, 2018), адаптация акустических условий в классе (DeBonis, 2015), а также специализированные упражнения, включая дихотическое прослушивание, тренировку различения звуков и языка (Fey et al., 2011; Lotfi et al., 2016; Moncrieff et al., 2017; Sharma et al., 2012; Weihing et al., 2015). Однако, как отмечает David R. Moore, уровень доказательности эффективности данных методов в целом остаётся невысоким, поскольку рандомизированные контролируемые исследования в этой области практически отсутствуют (Moore et al., 2025; см. также Fey et al., 2011; Strong et al., 2011).
В отечественной практике для коррекции нарушений речи, включая трудности слухоречевого восприятия, также часто используется методика Fast ForWord (Tallal, 2013). При этом систематические обзоры исследований, оценивающих эффективность данной программы непосредственно для коррекции нарушений слуховой обработки, не позволяют сделать однозначного вывода о её результативности (Fey et al., 2011; Loo et al., 2010; Strong et al., 2011; Tarvainen et al., 2021).
Существенно большую доказательную базу имеют беспроводные слуховые аппараты с удаленным микрофоном (Remote microphone technology, RMT, в частности FM-системы), решающие проблему «в обход дефицита» (см в (Moore et al., 2025)). В данном случае микрофон, который носит говорящий — учитель, родитель, собеседник, передает его голос напрямую на слуховой аппарат открытого типа (т.е. в уши ребенка) через беспроводную связь. Голос говорящего становится громким и четким, в то время как фоновые шумы (гул в классе, разговоры, уличный шум) остаются на своем естественном уровне. Эта технология резко улучшается разборчивость речи в шумной обстановке, что снижает когнитивную нагрузку и позволяет ребенку сосредоточиться на понимании смысла, а не на том, чтобы просто «разобрать» слова. RMT особенно полезны, когда источник целевой речи удален от слушателя (например, в большой аудитория) и в помещениях с плохой акустикой, поскольку уменьшают влияние реверберации звука. Их эффективность показана как для детей со слухоречевыми нарушениями без РАС (Johnston et al., 2009; Lemos et al., 2009; Shiels et al., 2023) так и для детей с РАС (Feldman et al., 2022; Schafer et al., 2019; van der Kruk et al., 2017).
Помимо использования ассистивных технологий и/или тренировок родителям необходимо проинформировать педагогов о наличии у ребёнка трудностей восприятия речи в шуме. Во всех случаях следует предоставить рекомендации по оптимизации образовательной среды (см. (Ефимова, 2015)). Основные рекомендации следующие:
- По возможности, посадить ребёнка за переднюю парту, ближе к учителю. Это улучшает отношение сигнал/шум и позволяет использовать зрительную поддержку (считывание артикуляции), что способствует лучшему пониманию речи.
- Создать благоприятную акустическую среду, уменьшающую реверберацию звука: использовать шторы, пробковые доски, книжные шкафы и другие звукопоглощающие поверхности.
- Снизить уровень фонового шума как в классе, так и дома. Во время домашних занятий следует выключать телевизор и избегать посторонних звуков.
- Говорить с ребёнком чётко, в умеренном темпе, делая паузы между фразами — это облегчает понимание и усвоение речи.
Заключение
В данной работе мы представили модификацию ранее предложенного нами теста «Слова в шуме» и описали результаты, полученные с помощью этого теста на независимой выборке ТР детей и детей с РАС. Тест позволяет количественно оценить степень нарушения восприятия речи в условиях шумовой маскировки — дефицита, являющегося одним из основных признаков центрального слухового расстройства. Хотя границы нормативных значений для нашего теста будут уточняться на основе результатов тестирования большего числа ТР детей разных возрастных групп, уже в текущем варианте тест может применяться для обнаружения трудностей речевого слуха у младших школьников, включая детей с лёгкой степенью умственной отсталости. Результаты тестирования помогут родителям и педагогам создать для ребёнка комфортную образовательную среду и адаптировать коммуникативные стратегии для преодоления его трудностей, связанных с восприятием речи. Эти результаты могут быть также использованы для индивидуального подбора поведенческой терапии и/или ассистивных технологий.