Effects of Sensorineural Hearing Loss on Robust Speech Coding

感音神经性听力损失对鲁棒语音编码的影响

基本信息

  • 批准号:
    10745210
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 63.99万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2009-07-18 至 2028-06-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Project Summary Despite recent technological advances, people still suffer from communication difficulties that impact their professional, social, and family lives, as well as their mental health. People with sensorineural hearing loss (SNHL) struggle with understanding speech, particularly in noisy situations. In fact, people with similar degrees of clinically defined hearing loss can have a wide range of speech-recognition abilities, likely due to differences in underlying suprathreshold deficits that are hidden from current audiological assessment. Although a listener’s sensitivity to simultaneously spectrally and temporally modulated (STM) sounds is known to be predictive of speech-in-noise performance in individual listeners, the underlying mechanisms of this predictive power remain a topic of active debate. Physiological evidence from our lab and others demonstrate that several forms of SNHL (e.g., OHC and/or IHC dysfunction) affect within and across-channel modulation coding of signals in different ways. For example, distorted tonotopy due to OHC dysfunction can affect the perceptually relevant within- channel signal-to-noise ratio in the modulation domain, as well as across-channel temporal coherence of modulations that are useful for source segregation. Despite these clear and varied implications for modulation coding of signals, these effects are surprisingly understudied with respect to signal-in-noise coding, which is the focus of the proposed work. We use a cross-species experimental design to collect anatomical, single-unit AN-fiber, evoked-response, and diagnostic data from several pre-clinical chinchilla models of SNHL, as well as evoked-response, diagnostic, psychophysical, and speech-in-noise data from human listeners spanning a range of age and hearing status. Aim 1 is to characterize SNHL effects on within-channel modulation masking, where the data collected will test the hypothesis that OHC and IHC dysfunction each degrade the perceptually relevant neural modulation signal-to-noise ratio, but in distinct ways. Aim 2 is to characterize SNHL effects on across-channel temporal coherence cues, where the data collected will test the hypothesis that distorted tonotopy is prevalent in both animals and human listeners and has a perceptually relevant effect on peripheral across-channel temporal coherence. Aim 3 is to characterize SNHL effects on STM sensitivity, where our cross- species data will test the hypothesis that the predictive power of STM stimuli for speech-in-noise perception arises largely from distorted tonotopy and the effects of SNHL on temporal modulation coding, rather than from broadened tonotopic tuning or degraded temporal precision. Data will be harmonized in an open-source data- science framework to facilitate future causal modeling by us and others. Our unique ability to quantitatively synergize cross-species data within a rigorous perceptually relevant framework will allow us to test our general hypothesis that SNHL has several distinct peripheral effects on modulation cues for signals in noise, which contribute to individual differences in speech perception in noise. Long-term, this work will help to personalize audiology by providing knowledge to stratify the clinical SNHL category in a framework of real-world significance.
项目概要 尽管最近的技术进步,人们仍然遭受影响他们的沟通困难的困扰 感音神经性听力损失患者的职业、社交和家庭生活以及心理健康。 (SNHL)在理解言语方面存在困难,尤其是在嘈杂的情况下。事实上,具有相似程度的人。 临床定义的听力损失可能具有广泛的语音识别能力,这可能是由于差异 尽管听众的听力评估中隐藏着潜在的超阈值缺陷。 众所周知,对同时频谱和时间调制 (STM) 声音的敏感性可以预测 个别听众的噪声中语音表现,这种预测能力的潜在机制仍然存在 我们实验室和其他实验室的生理学证据表明,SNHL 有多种形式。 (例如,OHC 和/或 IHC 功能障碍)影响不同通道内和跨通道的信号调制编码 例如,由于 OHC 功能障碍导致的音调扭曲会影响感知相关的内部。 调制域中的信道信噪比,以及跨信道时间相干性 尽管对调制有这些明确且多样的影响,但对源隔离有用的调制。 令人惊讶的是,在信号编码中,这些效应在噪声中的信号编码方面却得到了充分的研究,这是 我们使用跨物种实验设计来收集解剖学上的单一单元。 来自几个 SNHL 临床前龙猫模型的 AN 纤维、诱发反应和诊断数据,以及 来自不同范围内的人类听众的诱发反应、诊断、心理物理和噪声中的语音数据 目标 1 是表征 SNHL 对通道内调制掩蔽的影响, 收集的数据将检验以下假设:OHC 和 IHC 功能障碍都会降低感知能力 相关的神经调制信噪比,但目标 2 是表征 SNHL 对信噪比的影响。 跨通道时间一致性线索,收集的数据将测试扭曲的假设 音调在动物和人类听众中都很普遍,并且对周围神经有感知相关的影响 目标 3 是表征 SNHL 对 STM 灵敏度的影响,其中我们的跨通道时间相干性。 物种数据将检验 STM 刺激对噪声中语音感知的预测能力这一假设 主要是由于失真的音调和 SNHL 对时间调制编码的影响,而不是由于 扩大的音调调整或降低的时间精度将在开源数据中进行协调。 科学框架,以促进我们和其他人进行未来因果建模我们独特的定量能力。 在严格的感知相关框架内协同跨物种数据将使我们能够测试我们的一般性 假设 SNHL 对噪声中信号的调制线索有明显的几种外围影响,其中 从长远来看,这项工作将有助于个性化噪声中的语音感知。 通过提供知识在具有现实世界意义的框架中对临床 SNHL 类别进行分层来进行听力学研究。

项目成果

期刊论文数量(32)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Auditory brainstem responses predict auditory nerve fiber thresholds and frequency selectivity in hearing impaired chinchillas.
  • DOI:
    10.1016/j.heares.2011.06.002
  • 发表时间:
    2011-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Henry, Kenneth S.;Kale, Sushrut;Scheidt, Ryan E.;Heinz, Michael G.
  • 通讯作者:
    Heinz, Michael G.
Underlying neural mechanisms of degraded speech intelligibility following noise-induced hearing loss: The importance of distorted tonotopy.
噪声引起的听力损失后语音清晰度下降的潜在神经机制:失真音调的重要性。
  • DOI:
    10.1016/j.heares.2022.108586
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Parida,Satyabrata;Heinz,MichaelG
  • 通讯作者:
    Heinz,MichaelG
Psychophysiological analyses demonstrate the importance of neural envelope coding for speech perception in noise.
Effects of noise exposure on young adults with normal audiograms I: Electrophysiology.
  • DOI:
    10.1016/j.heares.2016.10.028
  • 发表时间:
    2017-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Prendergast G;Guest H;Munro KJ;Kluk K;Léger A;Hall DA;Heinz MG;Plack CJ
  • 通讯作者:
    Plack CJ
Revisiting Models of Concurrent Vowel Identification: The Critical Case of No Pitch Differences.
重新审视并发元音识别模型:无音高差异的关键案例。
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