Eine Studie zeigt, dass die Augenbewegungen abnehmen, während man sich anstrengend auf das Zuhören von Sprache konzentriert.

4. September 2023 Merkmal

Dieser Artikel wurde gemäß dem Redaktionsprozess und den Richtlinien von Science X überprüft. Herausgeber haben folgende Merkmale hervorgehoben, während sie die Glaubwürdigkeit des Inhalts sicherstellen:

• faktengeprüft
• peer-reviewte Veröffentlichung
• vertrauenswürdige Quelle
• korrekturgelesen

von Ingrid Fadelli, Medical Xpress

Nach einem bestimmten Alter haben etwa 40% der Menschen einen gewissen Grad an Hörverlust. Während altersbedingter Hörverlust am häufigsten bei Erwachsenen über 65 Jahren auftritt, kann er bereits viel früher auftreten, wenn Menschen in ihren 40ern oder 50ern sind.

Trotz ihrer weit verbreiteten Anwendung können bestehende diagnostische Techniken möglicherweise frühere Anzeichen von Hörverlust nicht erkennen, wie z.B. den Verlust der Fähigkeit, Sprache in überfüllten oder lauten Umgebungen zu hören. Einige Forscher haben daher versucht, geeignete Techniken zur Erkennung subtilerer Formen von Hörverlust zu entwickeln, damit sie frühzeitig erkannt werden können, bevor sie nicht mehr reparabel sind.

Zu diesem Zweck haben zwei Neurologen am Rotman Research Institute in Kanada kürzlich den Zusammenhang zwischen anstrengendem Zuhören und Augenbewegungen untersucht. Ihre aktuellste Veröffentlichung im Journal of Neuroscience legt nahe, dass die Augenbewegungen bei jungen Erwachsenen abnehmen, wenn sie sich stärker bemühen, Sprache zu verstehen.

"Hörverlust wird in der Regel mit der Ton-Audiometrie diagnostiziert, bei der eine Person Töne mit unterschiedlichen Lautstärken hört, um die Lautstärke zu bestimmen, bei der die Person den Ton gerade noch hören kann, bevor er zu leise wird; diesen Punkt nennen wir die Hörschwelle", sagte Björn Herrmann, Mitautor der Veröffentlichung, zu Medical Xpress.

"Wenn die Hörschwelle zu hoch ist, d.h. der Ton relativ intensiv sein muss, um gehört zu werden, würden wir möglicherweise Hörgeräte empfehlen. Altersbedingter Hörverlust entwickelt sich jedoch im Laufe der Zeit allmählich, oft schon in den 40er oder 50er Jahren."

In ihren 40er oder 50er Jahren fangen viele Menschen an, Schwierigkeiten zu haben, Sprache in lauten Umgebungen wie vollen Restaurants, Einkaufszentren und anderen öffentlichen Orten zu verstehen. Diese Hörschwierigkeiten sind oft Vorboten eines stärkeren Hörverlusts, der später im Leben auftritt.

"Ton-Audiometriewerte sind in den frühen Stadien des Hörverlusts nicht sehr aussagekräftig für solche Herausforderungen bei der Sprachwahrnehmung in lauten Umgebungen", erklärte Herrmann. "Daher stellen wir in der Regel Hörverlust (mit Hilfe der Ton-Audiometrie) erst ein oder zwei Jahrzehnte nach den ersten Anzeichen von Schwierigkeiten bei der Sprachwahrnehmung fest."

Um Hörprobleme frühzeitig zu erkennen, versuchen Forscher zusätzliche diagnostische Werkzeuge zu entwickeln, die die subtileren Aspekte des Hörvermögens eines Patienten besser erfassen können. Dazu gehören physiologische Anzeichen, die darauf hinweisen, dass eine Person sich mehr anstrengt, während sie versucht, Sprache in lauten Umgebungen zu verstehen, da dies darauf hindeuten könnte, dass sie einen frühen Hörverlust erleben. Wenn diese messbaren physiologischen Anzeichen erfolgreich identifiziert werden, könnten sie Ärzten helfen, Hörverlust sowohl bei neuen Patienten als auch bei Patienten, die Hörverlustbehandlungen erhalten haben (zur Bewertung des Behandlungserfolgs), besser zu beurteilen.

"Forscher und Kliniker möchten den Hör-Aufwand objektiv messen, was in der Regel bedeutet, physiologische Reaktionen zu verwenden. Denn wenn man eine Person danach fragt, wie anstrengend sie das Zuhören empfindet, kann dies durch ihre spezifische Bedeutung des Wortes "Anstrengung" beeinflusst werden", sagte Herrmann. "Menschen können es auch schwer finden, zu trennen, wie viel Aufwand sie betrieben haben und wie gut sie Sprache verstehen konnten. Während es sicherlich wichtig ist, die subjektiven Erfahrungen einer Person zu verstehen, werden objektive Maßnahmen in klinischen und Forschungskontexten als vorteilhaft angesehen."

Frühere Studien haben verschiedene physiologische Reaktionen hervorgehoben, die auftreten, während man anstrengend zuhört. Eine, die in der vorhandenen Literatur häufig erwähnt wird, ist eine Veränderung der Pupillengröße, die mit Hilfe der Pupillometrie gemessen werden kann, einer Technik, die eine Kamera verwendet, um die Augen aufzuzeichnen und den Durchmesser der Pupillen zu berechnen.

"Wir wissen seit langem, dass die Pupillengröße zunimmt, wenn eine Person kognitiv investiert, zum Beispiel wenn sie sich viele Zahlen merken muss", sagte Herrmann. "Auch in den letzten zehn Jahren zeigt eine Menge Forschung, dass die Pupillengröße zunimmt, wenn das Zuhören von Sprache anstrengend ist, z.B. wenn Sprache von Hintergrundgeräuschen überdeckt wird.

'Das Problem bei der Messung der Pupillengröße liegt darin, dass sie sehr empfindlich auf Lichtveränderungen reagiert (das heißt, unsere Pupille wird kleiner, wenn unsere Umgebung heller wird und umgekehrt). Die Messung der Pupille wird auch vom Winkel der Pupille relativ zur Kamera, die sie misst, beeinflusst, sodass die Größe der Pupille scheinbar ohne tatsächliche Veränderung erscheint, wenn eine Person nach links oder rechts schaut. Aus diesem Grund fixieren die Teilnehmer in der Regel einen Fixationspunkt in der Mitte eines Bildschirms, während sie einer Rede zuhören."

Letztendlich scheint die Messung der Pupillengröße während eines Hörtests bei einem Patienten nicht ideal zu sein, da mehrere Faktoren die Ergebnisse des Tests beeinflussen könnten. Daher haben Herrmann und sein Kollege M. Eric Cui versucht, eine alternative Strategie zur Erkennung von anstrengendem Zuhören zu finden.

'In nicht hörbezogenen Forschungsbereichen gibt es einige Arbeiten, die zeigen, dass Augenbewegungen anzeigen können, wann eine Person kognitiv beansprucht wird, zum Beispiel beim Behalten vieler Zahlen im Gedächtnis', sagte Herrmann. 'Die Augenbewegungen von Menschen nehmen unter solchen kognitiven Herausforderungen ab. Deshalb haben wir uns gefragt, ob Augenbewegungen auch auf kognitive Herausforderungen während des Zuhörens, also auf Zuhöranstrengung, hinweisen können.

'Darüber hinaus wurde in der Forschung zum auditorischen Kortex bei Tieren – also der Gehirnregion, die auf Geräusche reagiert – festgestellt, dass sich der auditorische Kortex empfindlicher auf Geräusche einstellen kann, wenn Tiere ihre Bewegungen reduzieren. Daher dachten wir, dass reduzierte Augenbewegungen auch mit einer höheren auditiven Empfindlichkeit für Sprache verbunden sein könnten.'

Um ihre Hypothese zu testen, führten Herrmann und Cui eine Reihe von Experimenten mit 26 jungen Erwachsenen im Alter von 18 bis 35 durch. Ihr Ziel war es festzustellen, ob die Augenbewegungen dieser Teilnehmer abnahmen, während sie sich stärker beim Zuhören anstrengten.

'Die Teilnehmer, die zu unserem Labor kamen, saßen in einem bequemen Stuhl in einer Schallkabine', sagte Herrmann. 'Sie legten ihren Kopf auf eine Kinnstütze, die hilft, den Kopf der Person zu stabilisieren, und blickten auf einen Computermonitor. Sie trugen auch Kopfhörer, über die wir gesprochene Sprache abspielten. Wir verwendeten einen Eye Tracker, ein auf Kameratechnik basierendes Gerät, das die Augen einer Person verfolgen kann, um festzustellen, wohin Teilnehmer auf einem Computerbildschirm schauten.'

Das Experiment der Forscher erstreckte sich über verschiedene Versuche. Während dieser Versuche hörten die Teilnehmer Sätze und gesprochene Geschichten über einen Kopfhörer, jedoch sahen sie bei jedem Versuch etwas anderes auf dem Bildschirm vor sich, wie zum Beispiel einen stationären Punkt, einen bewegten Punkt, mehrere bewegte Punkte oder einen leeren Bildschirm. Indem sie ihr Blickobjekt änderten, hoffte das Team, festzustellen, ob Veränderungen der Augenbewegungen der Teilnehmer unabhängig davon auftraten, worauf sie schauten.

'Den Teilnehmern wurde gesagt, dass sie auf dem Computerbildschirm überall hinschauen könnten', sagte Herrmann. 'Die entscheidende Manipulation war der Grad der Sprachklarheit. Sätze und Geschichten wurden entweder mit sehr geringem Hintergrundrauschen abgespielt, das wenig Anstrengung erforderte, um zu verstehen, was gesagt wurde, oder mit starkem Hintergrundrauschen, bei dem das Sprachverständnis viel Anstrengung erforderte. Während die Teilnehmer der Sprache zuhörten, haben wir ihre Augenbewegungen aufgezeichnet.'

In ihrer Analyse konzentrierten sich Herrmann und Cui auf zwei verschiedene Aspekte der Augenbewegungen, die als Fixationsdauer und Blickdispersion bekannt sind. Die erste ist ein Maß dafür, wie lange die Augen einer Person auf einem bestimmten Objekt oder Punkt verharren, während die zweite quantifiziert, wie oft eine Person ihren Blick über den Bildschirm hinweg bewegt hat.

'Wir haben festgestellt, dass sich unter den anstrengenderen Zuhörbedingungen, also wenn der Grad der Sprachmaskierung durch Hintergrundrauschen hoch war, die Augenbewegungen der Personen verringerten, was sich in längeren Fixationsdauern und reduzierter Blickdispersion zeigte, im Vergleich zu günstigeren Zuhörbedingungen', sagte Herrmann.

'Wir zeigen dies für einfache zusammenhanglose Sätze, die in klinischen Kontexten häufig verwendet werden, sowie für gesprochene Geschichten, die die natürlichere Sprache widerspiegeln, mit der wir im täglichen Leben konfrontiert sind. Wir zeigen auch die Verringerung der Augenbewegungen, wenn das Zuhören anstrengend ist, für die verschiedenen visuellen Präsentationsbedingungen.'

Insgesamt heben die von den Forschern gesammelten Ergebnisse das Potenzial hervor, Augenbewegungsaufzeichnungen zu verwenden, um festzustellen, wie viel Anstrengung jemand beim Zuhören unter verschiedenen Bedingungen aufwendet. In Zukunft könnte dieses Maß für anstrengendes Zuhören zur Entwicklung neuer Tests zur Erkennung von Hörverlust in klinischen Umgebungen verwendet werden.

'Unsere Studie und eine andere Studie, die gleichzeitig mit unserer veröffentlicht wurde, sind die ersten, die zeigen, dass Zuhöranstrengung mit reduzierten Augenbewegungen zusammenhängt', sagte Herrmann.

'However, we still need to better understand how changes in eye movements relate to changes in pupil size under listening effort. Perhaps both measures capture different facets of listening effort, for example, a more automatic vs. a more voluntary physiological effort response. This would enable us to capture listening effort more exhaustively.'

In their next studies, Herrmann and Cui would also like to explore the mechanisms underpinning a reduction in eye movements, to better predict challenges that would promote such a reduction. In addition, they plan to further explore the link between eye movements and effortful listening, so that they can identify and account for differences in 'listening efforts.'

Effortful listening, in fact, might not always be linked to hearing loss. For instance, people might place greater effort while listening to speech in a language that they do not speak fluently, or while processing syntactically complex or ambiguous sentences.

'In our initial work we only investigated eye movements in younger healthy adults,' Herrmann added. 'From a clinical perspective, the next steps are certainly to investigate whether eye movements also indicate listening effort in older adults, because this is the population for which our new approach may be most useful. Moreover, we plan to investigate whether eye movements indicate reduced listening effort when individuals are treated with hearing aids; as this could help to assess how much a person benefits from their hearing-aid prescription.'

© 2023 Science X Network