Valutazione della formazione di sostituzione sensoriale audio-tattile in partecipanti con sordità profonda utilizzando la tecnica del potenziale correlato all'evento

La sordità profonda precoce è un deficit sensoriale che influisce fortemente sull’acquisizione del linguaggio orale e sulla percezione dei suoni ambientali che svolgono un ruolo essenziale nella navigazione nella vita quotidiana di coloro che hanno un udito normale. Un percorso sensoriale uditivo conservato e funzionale ci consente di sentire i passi quando qualcuno si avvicina fuori dalla portata visiva, reagire al traffico in arrivo, alle sirene delle ambulanze e agli allarmi di sicurezza e rispondere al nostro nome quando qualcuno ha bisogno della nostra attenzione. L’audizione è, quindi, un senso vitale per la parola, la comunicazione, lo sviluppo cognitivo e l’interazione tempestiva con l’ambiente, compresa la percezione di potenziali minacce nel proprio ambiente. Per decenni, la fattibilità della sostituzione audio-tattile come metodo alternativo di percezione del suono con il potenziale di integrare e facilitare lo sviluppo del linguaggio in individui con gravi problemi di udito è stata esplorata con risultati limitati ^1,2,3. La sostituzione sensoriale mira a fornire agli utenti informazioni ambientali attraverso un canale sensoriale umano diverso da quello normalmente utilizzato; È stato dimostrato che è possibile attraverso diversi sistemi sensoriali ^4,5. In particolare, la sostituzione sensoriale audio-tattile si ottiene quando i meccanorecettori cutanei possono trasdurre l’energia fisica delle onde sonore che compongono le informazioni uditive in modelli di eccitazione neuronale che possono essere percepiti e integrati con le vie somatosensoriali e le aree corticali somatosensoriali di ordine superiore⁶.

Diversi studi hanno dimostrato che gli individui profondamente sordi possono distinguere il timbro musicale solo attraverso la percezione vibrotattile⁷ e discriminare tra parlanti dello stesso sesso usando segnali spettrali di stimoli vibrotattili complessi⁸. Scoperte più recenti hanno dimostrato che gli individui sordi hanno beneficiato concretamente di un breve e ben strutturato programma di formazione alla percezione audio-tattile, in quanto hanno migliorato significativamente la loro capacità di discriminare tra diverse frequenze di tono puro⁹ e tra toni puri con diversa durata temporale¹⁰. Questi esperimenti hanno utilizzato potenziali correlati agli eventi (ERP), metodi di connettività grafica e misurazioni quantitative dell’elettroencefalogramma (EEG) per rappresentare e analizzare i meccanismi funzionali del cervello. Tuttavia, l’attività neurale associata alla discriminazione di suoni ambientali complessi non è stata esaminata prima di questo articolo.

Gli ERP si sono dimostrati utili per studiare processi bloccati nel tempo, con un’incredibile risoluzione temporale nell’ordine dei millisecondi, mentre eseguono compiti comportamentali che coinvolgono l’allocazione dell’attenzione, la memoria di lavoro e la selezione della risposta¹¹. Come descritto da Luck, Woodman e Vogel¹², gli ERP sono misure di elaborazione intrinsecamente multidimensionali e sono quindi adatti a misurare separatamente i sottocomponenti della cognizione. In un esperimento ERP, la forma d’onda ERP continua suscitata dalla presentazione di uno stimolo può essere utilizzata per osservare direttamente l’attività neurale che si interpone tra lo stimolo e la risposta comportamentale. Altri vantaggi della tecnica, come il suo rapporto costo-efficacia e la natura non invasiva, la rendono perfetta per studiare il preciso decorso temporale dei processi cognitivi nelle popolazioni cliniche. Inoltre, gli strumenti ERP applicati in un progetto a misure ripetute, in cui l’attività elettrica cerebrale dei pazienti viene registrata più di una volta per studiare i cambiamenti nell’attività elettrica dopo un programma di allenamento o un intervento, forniscono ulteriori informazioni sui cambiamenti neurali nel tempo.

La componente P3, essendo il potenziale cognitivo più ampiamente studiato¹³, è attualmente riconosciuto per rispondere a tutti i tipi di stimoli, più apparentemente a stimoli di bassa probabilità, o di alta intensità o significato, o quelli che richiedono una qualche risposta comportamentale o cognitiva¹⁴. Questo componente si è anche dimostrato estremamente utile nella valutazione dell’efficienza cognitiva generale nei modelli clinici^15,16. Un chiaro vantaggio di valutare i cambiamenti nella forma d’onda P3 è che è una risposta neurale facilmente osservabile a causa della sua maggiore ampiezza rispetto ad altri componenti più piccoli; Ha una caratteristica distribuzione topografica centroparietale ed è anche relativamente facile da ottenere utilizzando l’appropriato disegno sperimentale^17,18,19.

In questo contesto, lo scopo di questo studio è quello di esplorare i cambiamenti elettrofisiologici correlati all’apprendimento in pazienti con sordità profonda dopo l’allenamento per un breve periodo nella discriminazione del suono vibrottile. Inoltre, gli strumenti ERP vengono applicati per rappresentare la dinamica funzionale del cervello alla base dell’impegno temporaneo delle risorse cognitive richieste dal compito.