Kuulotiedon käsittelyn kehitys : inhibitorisen prosessoinnin erot aivojen rytmisessä toiminnassa lapsilla ja aikuisilla

Abstract

Kuuloaivokuoren kehityksellä on merkittävä rooli kognitiivisten kykyjen kehityksessä, mutta kuuloaivokuoren kehityksen tarkempaa neuraalista perustaa ei täysin tunneta. Kyky inhibitioon, eli epäolennaisten ärsykkeiden huomiotta jättämiseen, on yksi kognitiivisista kyvyistämme ja olennainen osa ihmisten sopeutumiskykyä. Tutkimuksemme tavoitteena oli ymmärtää paremmin inhibitorisen prosessoinnin eroja aikuisilla ja lapsilla aivojen rytmistä toimintaa tarkastelemalla, ja näin saada tärkeää tietoa aivojen kehityksen markkereista. Tutkimuksemme MEG-aineistossa koehenkilöitä oli 74, joista 58 oli lapsia (iät 6–14) ja 16 aikuisia. Tarkastelimme, missä aikaikkunassa kuulotiedon inhibitorinen prosessointi näkyy lapsilla ja aikuisilla aivojen rytmisessä toiminnassa, sekä näkyykö aivojen rytmisessä toiminnassa eroa lapsilla ja aikuisilla, kun suoritetaan kaksi erilaista kuuntelutehtävää: passiivisen kuuntelun tehtävä, sekä Go/NoGo -tehtävä. Tutkimme myös, näkyykö rytmisessä toiminnassa eroa aivopuoliskojen välillä.

Tulokset osoittivat, että lasten rytmisessä toiminnassa ei 400–1200 millisekunnin aikaikkunassa 5–29.5 Hz taajuudella passiivisen kuuntelun ja aktiivista inhibitiota vaativan tehtävän välillä ollut merkitsevää eroa, eikä eroa löytynyt myöskään lasten aivopuoliskojen väliltä. Aikuisilla puolestaan oli tässä aikaikkunassa voimakkaampi rytmisen toiminnan aktivaatio Go/NoGo -tehtävässä sekä aikuisten passiiviseen tehtävään verrattuna että lasten Go/NoGo -tehtävän aktivaation voimakkuuteen verrattuna. Aikuisten aivopuoliskot myös erosivat tilastollisesti merkitsevästi rytmisen toiminnan inhibitorisessa prosessoinnissa.

Tutkimuksemme ehdottaa, että aikaikkunassa 400–1200 ms näkynyt voimakkaampi rytminen toiminta aikuisilla inhibitiota vaativassa tehtävässä voi viitata kehittyneen inhibition markkeriin aivojen rytmisessä toiminnassa. Jatkossa olisi tärkeää tutkia tarkemmin tätä mahdollista markkeria: mistä taajuudesta on kysymys ja missä iässä aktivaation voimakkuus alkaa merkitsevästi erottua inhibitiota vaativassa tehtävässä.

The auditory cortex plays an important role in the development of cognitive skills, but the neural development of the said cortex is not well-understood. Inhibition is one of the cognitive functions and it has an essential role in our ability to adjust our behavior. The aim of our thesis was to study the differences between adults’ and children’s inhibitory processes and through that obtain possible important developmental markers. Our analysis included 74 participants, out of which 58 were children (ages 6–14) and 16 adults. We studied time frames in which inhibitory auditory processing is visible in both adults’ and children’s induced responses. Additionally, we wanted to see if there is a difference between adults’ and children’s induced responses when they perform two auditory tasks: a passive listening task and an auditory Go/NoGo task. We also wanted to know if there’s a difference in brain activity and induced responses between the hemispheres of the brain.

The results were that there was no difference in the children’s induced responses between the passive listening task and the Go/NoGo task at the 400–1200 ms time frame and at 5–29 Hz frequency. A statistically significant difference was found in the adults’ induced responses between the same tasks using the same time frame and frequency. The adults had stronger brain activity in the Go/NoGo task compared to both the adults’ passive listening task and the children’s Go/NoGo task. Also, there was a significant difference in the adults’ brain activity between the right and left hemisphere, but this difference was not found in the children’s results.

Our research suggests that the stronger induced responses that were found in adults’ brain activity are a possible marker of advanced inhibition. Future research could focus on specifying this possible marker as well as mapping out the age period in which brain responses begin to develop and mature for tasks that require auditory inhibitory processing.