Auditory processing in the two hemispheres in developing brain : MEG study

Abstract

Lapsien kuuloaivokuoren kehitystä ei ymmärretä vielä hyvin. Tämän tutkielman tarkoitus on selvittää kehityksellisiä muutoksia myöhäisissä magneettisissa kuuloherätevasteissa koko pään kattavalla neuromagnetometrillä. Tutkimukseen osallistui 6–13,5 vuotiaita tyypillisesti kehittyneitä lapsia (N = 36), jotka jaettiin kolmeen ikäryhmään, sekä aikuisia (N = 11). Osallistujilta mitattiin kuulovasteet yksinkertaisille siniäänille, jonka jälkeen lasten vasteita verrattiin aikuisten vasteisiin. Ärsykkeet esitettiin vuorotellen vasempaan ja oikeaan korvaan ja ärsykkeiden välinen aika satunnaistettiin 0,8 ja 1,2 ms:n välillä. Tutkimustuloksemme osoittaa, että lasten kuulovasterakenne eroaa huomattavasti aikuisten rakenteesta. Lapsilla vaste muodostui heikosta aktivaatiosta noin 100 ms:ssa sekä huomattavasta pitkäkestoisesta vasteesta noin 250 ms:ssa. Aikuisilla voimakkain aktivaatio oli noin 100 ms:ssa. Kontralateraaliseen korvaan esitetty ärsyke aiheutti voimakkaamman vasteen kuin ipsilateraaliseen korvaan esitetty ärsyke sekä vasemmalla että oikealla aivopuoliskolla kaikissa ikäryhmissä. Lapsilla kontralateraalinen dominanssi näkyi sekä 100 ms:ssa että 250 ms:ssa. Lisäksi havaitsimme tutkimuksessamme, että yksilöillä oli epäsymmetrisyyttä vasemman ja oikean aivopuoliskon vasteissa aikaisemmassa aikaikkunassa. Tämä viittaa siihen, että aikuisenkaltainen N100m-vaste ilmestyy aikaisemmin oikealle aivopuoliskolle, kun taas vasemmalla aivopuoliskolla suurimmalla osalla lapsista on vielä epäkypsä P50m-vaste. Meidän tuloksemme osoittavat, että kuuloaivokuoren toiminta on selvästi epäkypsää vielä 13- vuoden iässä. Lisäksi aikuisilla havaittu kontralateraalisen korvan preferenssi on havaittavissa ainakin kuuden vuoden iässä. Kypsän kuulovasteen ilmestyminen ensin oikealle aivopuoliskolle antaa aihetta olettaa, että lapsilla oikea kuuloaivokuori kehittyy vasenta nopeammin. Tämä saattaa olla seurausta siitä, että vasenta kuuloaivokuorta kuormittaa puheäänten käsittely.

The development of the cortical auditory system is poorly understood in children. This paper examines the maturational changes in the late auditory evoked field studied with whole-head magnetoencephalography (MEG). Neural responses to pure tones were recorded from three groups of typically developing children between 6 and 13.5 years of age (N = 36) and compared with neural responses in adults (N = 11). The stimuli were presented alternately to both ears and the inter-stimulus interval was randomized between 0.8 and 1.2 ms. Our results indicate that the time course of neural auditory activation differed evidently between children and adults. In children, we detected small activation at around 100 and more prominent long-lasting activation at about 250 ms. In adults, the strongest activation was detected at around 100 ms. The contralateral ear stimulation evoked stronger responses than ipsilateral in the left and right hemisphere in all age groups, and in children this dominance was visible in 100 ms and 250 ms. Further, we detected interindividual asymmetry between hemispheres in children at the earlier time-window suggesting that the adult-like N100m response emerges first in the right hemisphere while in the left hemisphere most of the children had more immature P50m response. Our results show that the cortical auditory activation is obviously immature still at the age of thirteen. Further, the preference to contralateral ear stimulation detected in adults can be also found in children of at least six years. Finally, the rightward emergence of the mature response type implies that the right auditory cortex matures faster compared to its counterpart in children. This might be due to the demands imposed on the left hemisphere by language processing.