Гояева Дзерасса
Научный сотрудник
Публикации с аффилиацией МЭГ-центра
2024
12.
Fadeev, Kirill A.; Romero Reyes, Ilacai V.; Goiaeva, Dzerassa E.; Obukhova, Tatiana S.; Ovsiannikova, Tatiana M.; Prokofyev, Andrey O.; Rytikova, Anna M.; Novikov, Artem Y.; Kozunov, Vladimir V.; Stroganova, Tatiana A.; Orekhova, Elena V. (2024). Attenuated processing of vowels in the left temporal cortex predicts speech-in-noise perception deficit in children with autism. Journal of Neurodevelopmental Disorders, 16(1). https://doi.org/10.1186/s11689-024-09585-2
@article{Fadeev2024,
title = {Attenuated processing of vowels in the left temporal cortex predicts speech-in-noise perception deficit in children with autism},
author = {Kirill A. Fadeev and Romero Reyes, Ilacai V. and Dzerassa E. Goiaeva and Tatiana S. Obukhova and Tatiana M. Ovsiannikova and Andrey O. Prokofyev and Anna M. Rytikova and Artem Y. Novikov and Vladimir V. Kozunov and Tatiana A. Stroganova and Elena V. Orekhova},
url = {https://megmoscow.ru/wp-content/uploads/pubs/10.1186_s11689-024-09585-2.pdf},
doi = {10.1186/s11689-024-09585-2},
year = {2024},
date = {2024-12-06},
urldate = {2024-12-06},
journal = {Journal of Neurodevelopmental Disorders},
volume = {16},
number = {1},
publisher = {Springer Science and Business Media LLC},
abstract = {Background
Difficulties with speech-in-noise perception in autism spectrum disorders (ASD) may be associated with impaired analysis of speech sounds, such as vowels, which represent the fundamental phoneme constituents of human speech. Vowels elicit early (< 100 ms) sustained processing negativity (SPN) in the auditory cortex that reflects the detection of an acoustic pattern based on the presence of formant structure and/or periodic envelope information (f0) and its transformation into an auditory “object”.
Methods
We used magnetoencephalography (MEG) and individual brain models to investigate whether SPN is altered in children with ASD and whether this deficit is associated with impairment in their ability to perceive speech in the background of noise. MEG was recorded while boys with ASD and typically developing boys passively listened to sounds that differed in the presence/absence of f0 periodicity and formant structure. Word-in-noise perception was assessed in the separate psychoacoustic experiment using stationary and amplitude modulated noise with varying signal-to-noise ratio.
Results
SPN was present in both groups with similarly early onset. In children with ASD, SPN associated with processing formant structure was reduced predominantly in the cortical areas lateral to and medial to the primary auditory cortex, starting at ~ 150—200 ms after the stimulus onset. In the left hemisphere, this deficit correlated with impaired ability of children with ASD to recognize words in amplitude-modulated noise, but not in stationary noise.
Conclusions
These results suggest that perceptual grouping of vowel formants into phonemes is impaired in children with ASD and that, in the left hemisphere, this deficit contributes to their difficulties with speech perception in fluctuating background noise.},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
Background
Difficulties with speech-in-noise perception in autism spectrum disorders (ASD) may be associated with impaired analysis of speech sounds, such as vowels, which represent the fundamental phoneme constituents of human speech. Vowels elicit early (< 100 ms) sustained processing negativity (SPN) in the auditory cortex that reflects the detection of an acoustic pattern based on the presence of formant structure and/or periodic envelope information (f0) and its transformation into an auditory “object”.
Methods
We used magnetoencephalography (MEG) and individual brain models to investigate whether SPN is altered in children with ASD and whether this deficit is associated with impairment in their ability to perceive speech in the background of noise. MEG was recorded while boys with ASD and typically developing boys passively listened to sounds that differed in the presence/absence of f0 periodicity and formant structure. Word-in-noise perception was assessed in the separate psychoacoustic experiment using stationary and amplitude modulated noise with varying signal-to-noise ratio.
Results
SPN was present in both groups with similarly early onset. In children with ASD, SPN associated with processing formant structure was reduced predominantly in the cortical areas lateral to and medial to the primary auditory cortex, starting at ~ 150—200 ms after the stimulus onset. In the left hemisphere, this deficit correlated with impaired ability of children with ASD to recognize words in amplitude-modulated noise, but not in stationary noise.
Conclusions
These results suggest that perceptual grouping of vowel formants into phonemes is impaired in children with ASD and that, in the left hemisphere, this deficit contributes to their difficulties with speech perception in fluctuating background noise.
Difficulties with speech-in-noise perception in autism spectrum disorders (ASD) may be associated with impaired analysis of speech sounds, such as vowels, which represent the fundamental phoneme constituents of human speech. Vowels elicit early (< 100 ms) sustained processing negativity (SPN) in the auditory cortex that reflects the detection of an acoustic pattern based on the presence of formant structure and/or periodic envelope information (f0) and its transformation into an auditory “object”.
Methods
We used magnetoencephalography (MEG) and individual brain models to investigate whether SPN is altered in children with ASD and whether this deficit is associated with impairment in their ability to perceive speech in the background of noise. MEG was recorded while boys with ASD and typically developing boys passively listened to sounds that differed in the presence/absence of f0 periodicity and formant structure. Word-in-noise perception was assessed in the separate psychoacoustic experiment using stationary and amplitude modulated noise with varying signal-to-noise ratio.
Results
SPN was present in both groups with similarly early onset. In children with ASD, SPN associated with processing formant structure was reduced predominantly in the cortical areas lateral to and medial to the primary auditory cortex, starting at ~ 150—200 ms after the stimulus onset. In the left hemisphere, this deficit correlated with impaired ability of children with ASD to recognize words in amplitude-modulated noise, but not in stationary noise.
Conclusions
These results suggest that perceptual grouping of vowel formants into phonemes is impaired in children with ASD and that, in the left hemisphere, this deficit contributes to their difficulties with speech perception in fluctuating background noise.
11.
Мамохина, У. А.; Фадеев, К. А.; Гояева, Д. Э.; Илюнцева, А. А.; Овсянникова, Т. М.; Обухова, Т. С.; Салимова, К. Р.; Рытикова, А. М.; Давыдов, Д. В. (2024). Использование FM-систем для улучшения слухоречевого восприятия у детей с РАС. Пилотное исследование. Клиническая и специальная психология, 13(4), 194-214. https://doi.org/10.17759/cpse.2024000002
@article{Mamokhina2025,
title = {Использование FM-систем для улучшения слухоречевого восприятия у детей с РАС. Пилотное исследование},
author = {Мамохина, У.А. and Фадеев, К.А. and Гояева, Д.Э. and Илюнцева, А.А. and Овсянникова, Т.М. and Обухова, Т.С. and Салимова, К.Р. and Рытикова, А.М. and Давыдов, Д.В.},
url = {https://megmoscow.ru/wp-content/uploads/pubs/10.17759_cpse.2024000002.pdf},
doi = {10.17759/cpse.2024000002},
issn = {2304-0394},
year = {2024},
date = {2024-12-00},
urldate = {2024-12-00},
journal = {Клиническая и специальная психология},
volume = {13},
number = {4},
pages = {194-214},
publisher = {Московский государственный психолого-педагогический университет},
abstract = {Актуальность и цель.
Дети с расстройствами аутистического спектра (РАС) часто сталкиваются с трудностями в восприятии речи, особенно в шумных условиях. Эти проблемы связаны с нарушениями центральной слуховой обработки. Для улучшения слухоречевого восприятия могут применяться FM-системы, которые позволяют улучшить соотношение сигнал/шум. Целью данного исследования было изучение эффектов FM-систем при работе с детьми с РАС в условиях шума и их использования в школьной среде.
Методы.
Пилотное исследование было проведено в два этапа. На первом этапе с помощью теста «Слова в шуме» и задачи «Повторение предложений» изучалось распознавание детьми речи в условиях шума с применением FM-систем и без них. В эксперименте приняли участие 14 детей с расстройствами аутистического спектра и 14 типично развивающихся сверстников. На втором этапе проводилось исследование использования FM-систем в реальных условиях школьного обучения у 10 учеников начальной школы для детей с аутизмом. Изменения слуховых способностей оценивалось с помощью шкалы L.I.F.E.-R.
Результаты.
На первом этапе было выявлено, что дети с РАС распознали значительно меньше слов в условиях шума, чем их типично развивающиеся сверстники. В задаче «Повторение предложений» использование FM-систем улучшило показатели детей с РАС с 58,3% до 76,9% (p=0,0005). На втором этапе у большинства участников были зарегистрированы минимальные изменения в оценках слуховых способностей по шкале L.I.F.E.-R: средний балл до применения FM-систем составил 54,9, а после — 57,4 (p=0,2322). Однако у нескольких учеников показатели улучшились на 8–13 баллов, что отражает индивидуальную вариативность эффекта от использования FM-систем.
Выводы.
FM-системы показали свою эффективность в улучшении слухоречевого восприятия детей с РАС в условиях шума. Однако внедрение FM-систем в школьный процесс требует дополнительных исследований эффективности в реальных условиях, а также адаптации для минимизации дискомфорта у детей и улучшения взаимодействия с учителями и тьюторами.
},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
Актуальность и цель.
Дети с расстройствами аутистического спектра (РАС) часто сталкиваются с трудностями в восприятии речи, особенно в шумных условиях. Эти проблемы связаны с нарушениями центральной слуховой обработки. Для улучшения слухоречевого восприятия могут применяться FM-системы, которые позволяют улучшить соотношение сигнал/шум. Целью данного исследования было изучение эффектов FM-систем при работе с детьми с РАС в условиях шума и их использования в школьной среде.
Методы.
Пилотное исследование было проведено в два этапа. На первом этапе с помощью теста «Слова в шуме» и задачи «Повторение предложений» изучалось распознавание детьми речи в условиях шума с применением FM-систем и без них. В эксперименте приняли участие 14 детей с расстройствами аутистического спектра и 14 типично развивающихся сверстников. На втором этапе проводилось исследование использования FM-систем в реальных условиях школьного обучения у 10 учеников начальной школы для детей с аутизмом. Изменения слуховых способностей оценивалось с помощью шкалы L.I.F.E.-R.
Результаты.
На первом этапе было выявлено, что дети с РАС распознали значительно меньше слов в условиях шума, чем их типично развивающиеся сверстники. В задаче «Повторение предложений» использование FM-систем улучшило показатели детей с РАС с 58,3% до 76,9% (p=0,0005). На втором этапе у большинства участников были зарегистрированы минимальные изменения в оценках слуховых способностей по шкале L.I.F.E.-R: средний балл до применения FM-систем составил 54,9, а после — 57,4 (p=0,2322). Однако у нескольких учеников показатели улучшились на 8–13 баллов, что отражает индивидуальную вариативность эффекта от использования FM-систем.
Выводы.
FM-системы показали свою эффективность в улучшении слухоречевого восприятия детей с РАС в условиях шума. Однако внедрение FM-систем в школьный процесс требует дополнительных исследований эффективности в реальных условиях, а также адаптации для минимизации дискомфорта у детей и улучшения взаимодействия с учителями и тьюторами.
Дети с расстройствами аутистического спектра (РАС) часто сталкиваются с трудностями в восприятии речи, особенно в шумных условиях. Эти проблемы связаны с нарушениями центральной слуховой обработки. Для улучшения слухоречевого восприятия могут применяться FM-системы, которые позволяют улучшить соотношение сигнал/шум. Целью данного исследования было изучение эффектов FM-систем при работе с детьми с РАС в условиях шума и их использования в школьной среде.
Методы.
Пилотное исследование было проведено в два этапа. На первом этапе с помощью теста «Слова в шуме» и задачи «Повторение предложений» изучалось распознавание детьми речи в условиях шума с применением FM-систем и без них. В эксперименте приняли участие 14 детей с расстройствами аутистического спектра и 14 типично развивающихся сверстников. На втором этапе проводилось исследование использования FM-систем в реальных условиях школьного обучения у 10 учеников начальной школы для детей с аутизмом. Изменения слуховых способностей оценивалось с помощью шкалы L.I.F.E.-R.
Результаты.
На первом этапе было выявлено, что дети с РАС распознали значительно меньше слов в условиях шума, чем их типично развивающиеся сверстники. В задаче «Повторение предложений» использование FM-систем улучшило показатели детей с РАС с 58,3% до 76,9% (p=0,0005). На втором этапе у большинства участников были зарегистрированы минимальные изменения в оценках слуховых способностей по шкале L.I.F.E.-R: средний балл до применения FM-систем составил 54,9, а после — 57,4 (p=0,2322). Однако у нескольких учеников показатели улучшились на 8–13 баллов, что отражает индивидуальную вариативность эффекта от использования FM-систем.
Выводы.
FM-системы показали свою эффективность в улучшении слухоречевого восприятия детей с РАС в условиях шума. Однако внедрение FM-систем в школьный процесс требует дополнительных исследований эффективности в реальных условиях, а также адаптации для минимизации дискомфорта у детей и улучшения взаимодействия с учителями и тьюторами.
10.
Гояева, Д. Э.; Обухова, Т. С.; Овсянникова, Т. М.; Рытикова, А. М.; Джиоева, Ц. Г.; Павлова, А.; Николаева, А. Ю. (2024). Специфика оценивания фонематического слуха и его особенностей у детей с РАС. Новые Психологические Исследования, 4(1), 143-158. https://doi.org/10.51217/npsyresearch_2024_04_01_07
@article{Гояева2024,
title = {Специфика оценивания фонематического слуха и его особенностей у детей с РАС},
author = {Д.Э. Гояева and Т.С. Обухова and Т.М. Овсянникова and А.М. Рытикова and Ц.Г. Джиоева and А. Павлова and А.Ю. Николаева},
url = {https://megmoscow.ru/wp-content/uploads/pubs/10.51217_npsyresearch_2024_04_01_07.pdf},
doi = {10.51217/npsyresearch_2024_04_01_07},
issn = {2782-2184},
year = {2024},
date = {2024-04-03},
urldate = {2024-04-03},
journal = {Новые Психологические Исследования},
volume = {4},
number = {1},
pages = {143-158},
publisher = {Московский институт психоанализа},
abstract = {Расстройства аутистического спектра (РАС) характеризуются широким диапазоном когнитивных, социальных и коммуникативных нарушений. Одним из наиболее заметных проявлений РАС являются трудности в области речи и языка, которые могут серьезно ограничивать способность индивидов с РАС к эффективному общению и взаимодействию с окружающим миром. Проблема диагностики речевых нарушений у лиц с РАС усложняется тем, что многие существующие методики оценки не позволяют четко разделить речевые и языковые трудности от общего уровня интеллектуального развития, что может приводить к неточностям в интерпретации результатов. В данной работе мы сосредоточились на выявлении тех аспектов фонематического восприятия, которые могут быть оценены с минимальным влиянием интеллектуальных факторов. Для этого были использованы фонематические субтесты из комплексной диагностической батареи «КОРАБЛИК». Мы тщательно проанализировали результаты выполнения таких заданий, как «Повторение слов», «Повторение псевдослов», «Понимание существительных» и «Понимание глаголов», чтобы определить их способность отражать специфические речевые нарушения у детей с РАС. Результаты анализа показали наличие дефицита фонематического восприятия у детей с РАС, однако только результат задания «Повторение псевдослов» продемонстрировал стабильную корреляцию с речевыми нарушениями, не зависимо от уровня интеллекта участников. Данные результаты подчеркивают критическую необходимость в разработке и адаптации специализированных диагностических инструментов, которые были бы чувствительны к специфике речевых и языковых нарушений у лиц с РАС, но в то же время минимально зависели от их когнитивных способностей. Такие инструменты могли бы значительно улучшить точность диагностики и, как следствие, эффективность последующих коррекционных и образовательных программ для детей с РАС.},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
Расстройства аутистического спектра (РАС) характеризуются широким диапазоном когнитивных, социальных и коммуникативных нарушений. Одним из наиболее заметных проявлений РАС являются трудности в области речи и языка, которые могут серьезно ограничивать способность индивидов с РАС к эффективному общению и взаимодействию с окружающим миром. Проблема диагностики речевых нарушений у лиц с РАС усложняется тем, что многие существующие методики оценки не позволяют четко разделить речевые и языковые трудности от общего уровня интеллектуального развития, что может приводить к неточностям в интерпретации результатов. В данной работе мы сосредоточились на выявлении тех аспектов фонематического восприятия, которые могут быть оценены с минимальным влиянием интеллектуальных факторов. Для этого были использованы фонематические субтесты из комплексной диагностической батареи «КОРАБЛИК». Мы тщательно проанализировали результаты выполнения таких заданий, как «Повторение слов», «Повторение псевдослов», «Понимание существительных» и «Понимание глаголов», чтобы определить их способность отражать специфические речевые нарушения у детей с РАС. Результаты анализа показали наличие дефицита фонематического восприятия у детей с РАС, однако только результат задания «Повторение псевдослов» продемонстрировал стабильную корреляцию с речевыми нарушениями, не зависимо от уровня интеллекта участников. Данные результаты подчеркивают критическую необходимость в разработке и адаптации специализированных диагностических инструментов, которые были бы чувствительны к специфике речевых и языковых нарушений у лиц с РАС, но в то же время минимально зависели от их когнитивных способностей. Такие инструменты могли бы значительно улучшить точность диагностики и, как следствие, эффективность последующих коррекционных и образовательных программ для детей с РАС.
2023
9.
Гояева, Д. Э.; Обухова, Т. С.; Овсянникова, Т. М.; Рытикова, А. М.; Павлова, А. А.; Джиоева, Ц. Г.; Кокоев, Т. И.; Николаева, А. Ю. (2023). Особенности фонематического восприятия речи у обучающихся с билингвизмом. Экспериментальная психология, 16(4), 129-142. https://doi.org/10.17759/exppsy.2023160409
@article{Goyaeva2023b,
title = {Особенности фонематического восприятия речи у обучающихся с билингвизмом},
author = {Гояева, Д.Э. and Обухова, Т.С. and Овсянникова, Т.М. and Рытикова, А.М. and Павлова, А.А. and Джиоева, Ц.Г. and Кокоев, Т.И. and Николаева, А.Ю.},
url = {https://megmoscow.ru/wp-content/uploads/pubs/10.17759_exppsy.2023160409.pdf},
doi = {10.17759/exppsy.2023160409},
issn = {2311-7036},
year = {2023},
date = {2023-12-01},
urldate = {2023-12-01},
journal = {Экспериментальная психология},
volume = {16},
number = {4},
pages = {129-142},
publisher = {Московский государственный психолого-педагогический университет},
abstract = {В Российской Федерации используется, по разным источникам, от 277 до 295 различных языков, что делает очень важным вопрос оценки влияния билингвизма на восприятие речи, например в контексте школьного обучения. Существуют противоречивые данные о том, как дети, растущие в двуязычной среде, распознают отдельные фонемы. В данной работе мы сравнили восприятие фонем русского языка на слух у детей младшего и среднего школьного возраста из моноязычной (русскоязычной) и двуязычной (русскоязычной и осетиноязычной) среды при помощи речевого теста «КОРАБЛИК» («Клиническая оценка развития базовых лингвистических компетенций») и психофизической задачи на различение слов в шуме. Было обнаружено, что двуязычные дети хуже повторяют псевдослова и распознают фонемы в стационарном шуме, что говорит о наличии значимых затруднений, но проявляющихся только в ситуациях нового/затрудненного восприятия. Причины затруднений могут быть связаны с тем, что у детей, растущих в двуязычной среде, значительно шире перечень фонем, которые необходимо распознавать, чем у детей, растущих в моноязычной среде. Это может приводить к сниженному распознаванию речи на языке обучения и, соответственно, возможному снижению качества обучения.},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
В Российской Федерации используется, по разным источникам, от 277 до 295 различных языков, что делает очень важным вопрос оценки влияния билингвизма на восприятие речи, например в контексте школьного обучения. Существуют противоречивые данные о том, как дети, растущие в двуязычной среде, распознают отдельные фонемы. В данной работе мы сравнили восприятие фонем русского языка на слух у детей младшего и среднего школьного возраста из моноязычной (русскоязычной) и двуязычной (русскоязычной и осетиноязычной) среды при помощи речевого теста «КОРАБЛИК» («Клиническая оценка развития базовых лингвистических компетенций») и психофизической задачи на различение слов в шуме. Было обнаружено, что двуязычные дети хуже повторяют псевдослова и распознают фонемы в стационарном шуме, что говорит о наличии значимых затруднений, но проявляющихся только в ситуациях нового/затрудненного восприятия. Причины затруднений могут быть связаны с тем, что у детей, растущих в двуязычной среде, значительно шире перечень фонем, которые необходимо распознавать, чем у детей, растущих в моноязычной среде. Это может приводить к сниженному распознаванию речи на языке обучения и, соответственно, возможному снижению качества обучения.
8.
Orekhova, Elena V.; Fadeev, Kirill A.; Goiaeva, Dzerassa E.; Obukhova, Tatiana S.; Ovsiannikova, Tatiana M.; Prokofyev, Andrey O.; Stroganova, Tatiana A. (2023). Different hemispheric lateralization for periodicity and formant structure of vowels in the auditory cortex and its changes between childhood and adulthood. Cortex, 171, 287-307. https://doi.org/10.1016/j.cortex.2023.10.020
Abstract | PDF (preprint) | BibTeX
@article{Orekhova2024,
title = {Different hemispheric lateralization for periodicity and formant structure of vowels in the auditory cortex and its changes between childhood and adulthood},
author = {Elena V. Orekhova and Kirill A. Fadeev and Dzerassa E. Goiaeva and Tatiana S. Obukhova and Tatiana M. Ovsiannikova and Andrey O. Prokofyev and Tatiana A. Stroganova},
url = {https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.12.08.519561v2.full.pdf},
doi = {10.1016/j.cortex.2023.10.020},
issn = {0010-9452},
year = {2023},
date = {2023-11-19},
urldate = {2023-11-19},
journal = {Cortex},
volume = {171},
pages = {287-307},
publisher = {Elsevier BV},
abstract = {The spectral formant structure and periodicity pitch are the major features that determine the identity of vowels and the characteristics of the speaker. However, very little is known about how the processing of these features in the auditory cortex changes during development. To address this question, we independently manipulated the periodicity and formant structure of vowels while measuring auditory cortex responses using magnetoencephalography (MEG) in children aged 7–12 years and adults. We analyzed the sustained negative shift of source current associated with these vowel properties, which was present in the auditory cortex in both age groups despite differences in the transient components of the auditory response. In adults, the sustained activation associated with formant structure was lateralized to the left hemisphere early in the auditory processing stream requiring neither attention nor semantic mapping. This lateralization was not yet established in children, in whom the right hemisphere contribution to formant processing was strong and decreased during or after puberty. In contrast to the formant structure, periodicity was associated with a greater response in the right hemisphere in both children and adults. These findings suggest that left-lateralization for the automatic processing of vowel formant structure emerges relatively late in ontogenesis and pose a serious challenge to current theories of hemispheric specialization for speech processing.},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
The spectral formant structure and periodicity pitch are the major features that determine the identity of vowels and the characteristics of the speaker. However, very little is known about how the processing of these features in the auditory cortex changes during development. To address this question, we independently manipulated the periodicity and formant structure of vowels while measuring auditory cortex responses using magnetoencephalography (MEG) in children aged 7–12 years and adults. We analyzed the sustained negative shift of source current associated with these vowel properties, which was present in the auditory cortex in both age groups despite differences in the transient components of the auditory response. In adults, the sustained activation associated with formant structure was lateralized to the left hemisphere early in the auditory processing stream requiring neither attention nor semantic mapping. This lateralization was not yet established in children, in whom the right hemisphere contribution to formant processing was strong and decreased during or after puberty. In contrast to the formant structure, periodicity was associated with a greater response in the right hemisphere in both children and adults. These findings suggest that left-lateralization for the automatic processing of vowel formant structure emerges relatively late in ontogenesis and pose a serious challenge to current theories of hemispheric specialization for speech processing.
7.
Фадеев, К. А.; Гояева, Д. Э.; Обухова, Т. С.; Овсянникова, Т. М.; Шведовский, Е. Ф.; Николаева, А. Ю.; Давыдова, Е. Ю.; Строганова, Т. А.; Орехова, Е. В. (2023). Трудности с восприятием речи на фоне шума у детей с расстройствами аутистического спектра не связаны с уровнем их интеллекта. Клиническая и специальная психология, 12(1), 180-212. https://doi.org/10.17759/cpse.2023120108
@article{Fadeev2023,
title = {Трудности с восприятием речи на фоне шума у детей с расстройствами аутистического спектра не связаны с уровнем их интеллекта},
author = {Фадеев, К.А. and Гояева, Д.Э. and Обухова, Т.С. and Овсянникова, Т.М. and Шведовский, Е.Ф. and Николаева, А.Ю. and Давыдова, Е.Ю. and Строганова, Т.А. and Орехова, Е.В.},
url = {https://megmoscow.ru/wp-content/uploads/pubs/10.17759_cpse.2023120108.pdf},
doi = {10.17759/cpse.2023120108},
issn = {2304-0394},
year = {2023},
date = {2023-04-10},
urldate = {2023-04-10},
journal = {Клиническая и специальная психология},
volume = {12},
number = {1},
pages = {180-212},
publisher = {Московский государственный психолого-педагогический университет},
abstract = {Известно, что детям с расстройствами аутистического спектра (РАС) сложнее, чем типично развивающимся сверстникам, понимать речь в шумной обстановке. В основе такого нарушения могут лежать снижение помехоустойчивости и/или трудности интеграции фрагментов речи, расслышанных в интервалах, которые имеются в окружающих шумах. Мы исследовали роль этих факторов в восприятии слов на фоне шума у детей с РАС с широким спектром интеллектуальных способностей. Выборку составили 42 ребенка с РАС и 38 типично развивающихся детей 7–12 лет. Детям предлагалось повторять двусложные слова, предъявляемые на фоне шума. Использовалось два типа маскировки: стационарный шум и шум, модулированный по амплитуде. Уровень интеллекта оценивался с помощью Батареи тестов Кауфмана для детей (KABC-II). Результаты свидетельствуют о том, что дети с РАС хуже, чем типично развивающиеся дети, распознавали слова на фоне стационарного шума, т.е. имели сниженную помехоустойчивость. Даже после поправки на помехоустойчивость, наличие интервалов сниженной интенсивности в шуме, модулированном по амплитуде, в меньшей степени улучшало распознавание слов у детей с РАС, чем у типично развивающихся детей (F(1,75)=18,57, p<0,001). Ни успешность восприятия слов на фоне стационарного шума, ни способность использовать для распознавания интервалы низкой интенсивности шума не коррелировали у детей с РАС с уровнем интеллекта (коэффициент Спирмена, все p>0,80). Трудности восприятия зашумленной речи у детей с РАС не зависят напрямую от уровня их когнитивных способностей и связаны как с низкой помехоустойчивостью, так и слабыми возможностями временной интеграции фонем в слова.
Портал психологических изданий PsyJournals.ru — https://psyjournals.ru/journals/cpse/archive/2023_n1/Fadeev_et_al [Трудности с восприятием речи на фоне шума у детей с расстройствами аутистического спектра не связаны с уровнем их интеллекта // Клиническая и специальная психология — 2023. Том 12. № 1]},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
Известно, что детям с расстройствами аутистического спектра (РАС) сложнее, чем типично развивающимся сверстникам, понимать речь в шумной обстановке. В основе такого нарушения могут лежать снижение помехоустойчивости и/или трудности интеграции фрагментов речи, расслышанных в интервалах, которые имеются в окружающих шумах. Мы исследовали роль этих факторов в восприятии слов на фоне шума у детей с РАС с широким спектром интеллектуальных способностей. Выборку составили 42 ребенка с РАС и 38 типично развивающихся детей 7–12 лет. Детям предлагалось повторять двусложные слова, предъявляемые на фоне шума. Использовалось два типа маскировки: стационарный шум и шум, модулированный по амплитуде. Уровень интеллекта оценивался с помощью Батареи тестов Кауфмана для детей (KABC-II). Результаты свидетельствуют о том, что дети с РАС хуже, чем типично развивающиеся дети, распознавали слова на фоне стационарного шума, т.е. имели сниженную помехоустойчивость. Даже после поправки на помехоустойчивость, наличие интервалов сниженной интенсивности в шуме, модулированном по амплитуде, в меньшей степени улучшало распознавание слов у детей с РАС, чем у типично развивающихся детей (F(1,75)=18,57, p<0,001). Ни успешность восприятия слов на фоне стационарного шума, ни способность использовать для распознавания интервалы низкой интенсивности шума не коррелировали у детей с РАС с уровнем интеллекта (коэффициент Спирмена, все p>0,80). Трудности восприятия зашумленной речи у детей с РАС не зависят напрямую от уровня их когнитивных способностей и связаны как с низкой помехоустойчивостью, так и слабыми возможностями временной интеграции фонем в слова.
Портал психологических изданий PsyJournals.ru — https://psyjournals.ru/journals/cpse/archive/2023_n1/Fadeev_et_al [Трудности с восприятием речи на фоне шума у детей с расстройствами аутистического спектра не связаны с уровнем их интеллекта // Клиническая и специальная психология — 2023. Том 12. № 1]
Портал психологических изданий PsyJournals.ru — https://psyjournals.ru/journals/cpse/archive/2023_n1/Fadeev_et_al [Трудности с восприятием речи на фоне шума у детей с расстройствами аутистического спектра не связаны с уровнем их интеллекта // Клиническая и специальная психология — 2023. Том 12. № 1]
6.
Orekhova, Elena V.; Manyukhina, Viktoriya O.; Galuta, Ilia A.; Prokofyev, Andrey O.; Goiaeva, Dzerassa E.; Obukhova, Tatiana S.; Fadeev, Kirill A.; Schneiderman, Justin F.; Stroganova, Tatiana A. (2023). Gamma oscillations point to the role of primary visual cortex in atypical motion processing in autism. PLoS ONE, 18(2), e0281531. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0281531
@article{Orekhova2023,
title = {Gamma oscillations point to the role of primary visual cortex in atypical motion processing in autism},
author = {Elena V. Orekhova and Viktoriya O. Manyukhina and Ilia A. Galuta and Andrey O. Prokofyev and Dzerassa E. Goiaeva and Tatiana S. Obukhova and Kirill A. Fadeev and Justin F. Schneiderman and Tatiana A. Stroganova},
editor = {Mehdi Adibi},
url = {https://megmoscow.ru/wp-content/uploads/pubs/10.1371_journal.pone.0281531.pdf},
doi = {10.1371/journal.pone.0281531},
issn = {1932-6203},
year = {2023},
date = {2023-02-13},
urldate = {2023-02-13},
journal = {PLoS ONE},
volume = {18},
number = {2},
pages = {e0281531},
publisher = {Public Library of Science (PLoS)},
abstract = {Neurophysiological studies suggest that abnormal neural inhibition may explain a range of sensory processing differences in autism spectrum disorders (ASD). In particular, the impaired ability of people with ASD to visually discriminate the motion direction of small-size objects and their reduced perceptual suppression of background-like visual motion may stem from deficient surround inhibition within the primary visual cortex (V1) and/or its atypical top-down modulation by higher-tier cortical areas. In this study, we estimate the contribution of abnormal surround inhibition to the motion-processing deficit in ASD. For this purpose, we used a putative correlate of surround inhibition–suppression of the magnetoencephalographic (MEG) gamma response (GR) caused by an increase in the drift rate of a large annular high-contrast grating. The motion direction discrimination thresholds for the gratings of different angular sizes (1° and 12°) were assessed in a separate psychophysical paradigm. The MEG data were collected in 42 boys with ASD and 37 typically developing (TD) boys aged 7–15 years. Psychophysical data were available in 33 and 34 of these participants, respectively. The results showed that the GR suppression in V1 was reduced in boys with ASD, while their ability to detect the direction of motion was compromised only in the case of small stimuli. In TD boys, the GR suppression directly correlated with perceptual suppression caused by increasing stimulus size, thus suggesting the role of the top-down modulations of V1 in surround inhibition. In ASD, weaker GR suppression was associated with the poor directional sensitivity to small stimuli, but not with perceptual suppression. These results strongly suggest that a local inhibitory deficit in V1 plays an important role in the reduction of directional sensitivity in ASD and that this perceptual deficit cannot be explained exclusively by atypical top-down modulation of V1 by higher-tier cortical areas.},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
Neurophysiological studies suggest that abnormal neural inhibition may explain a range of sensory processing differences in autism spectrum disorders (ASD). In particular, the impaired ability of people with ASD to visually discriminate the motion direction of small-size objects and their reduced perceptual suppression of background-like visual motion may stem from deficient surround inhibition within the primary visual cortex (V1) and/or its atypical top-down modulation by higher-tier cortical areas. In this study, we estimate the contribution of abnormal surround inhibition to the motion-processing deficit in ASD. For this purpose, we used a putative correlate of surround inhibition–suppression of the magnetoencephalographic (MEG) gamma response (GR) caused by an increase in the drift rate of a large annular high-contrast grating. The motion direction discrimination thresholds for the gratings of different angular sizes (1° and 12°) were assessed in a separate psychophysical paradigm. The MEG data were collected in 42 boys with ASD and 37 typically developing (TD) boys aged 7–15 years. Psychophysical data were available in 33 and 34 of these participants, respectively. The results showed that the GR suppression in V1 was reduced in boys with ASD, while their ability to detect the direction of motion was compromised only in the case of small stimuli. In TD boys, the GR suppression directly correlated with perceptual suppression caused by increasing stimulus size, thus suggesting the role of the top-down modulations of V1 in surround inhibition. In ASD, weaker GR suppression was associated with the poor directional sensitivity to small stimuli, but not with perceptual suppression. These results strongly suggest that a local inhibitory deficit in V1 plays an important role in the reduction of directional sensitivity in ASD and that this perceptual deficit cannot be explained exclusively by atypical top-down modulation of V1 by higher-tier cortical areas.
2022
5.
Stroganova, T. A.; Komarov, K. S.; Goiaeva, D. E.; Obukhova, T. S.; Ovsiannikova, T. M.; Prokofyev, A. O.; Orekhova, E. V. (2022). Effects of the Periodicity and Vowelness of Sounds on Auditory Cortex Responses in Children. Neuroscience and Behavioral Physiology, 52(3), 395-404. https://doi.org/10.1007/s11055-022-01253-z
@article{Stroganova2022,
title = {Effects of the Periodicity and Vowelness of Sounds on Auditory Cortex Responses in Children},
author = {T. A. Stroganova and K. S. Komarov and D. E. Goiaeva and T. S. Obukhova and T. M. Ovsiannikova and A. O. Prokofyev and E. V. Orekhova},
url = {https://megmoscow.ru/wp-content/uploads/pubs/10.1007_s11055-022-01253-z.pdf},
doi = {10.1007/s11055-022-01253-z},
issn = {1573-899X},
year = {2022},
date = {2022-06-07},
urldate = {2022-06-07},
journal = {Neuroscience and Behavioral Physiology},
volume = {52},
number = {3},
pages = {395-404},
publisher = {Springer Science and Business Media LLC},
abstract = {The mechanisms of the human brain decoding speech sounds are of fundamental and applied interest in many areas of neuroscience. This study addresses the roles of periodicity and the speech nature (fixed formant structure) of vowel sounds in modulating auditory cortex activity in typically developing children. We proposed that both of these characteristics are typical of the vowel sounds of speech and that they are processed by different neural networks in the auditory cortex. To test this hypothesis, we constructed a set of acoustic stimuli by manipulating their periodicity and vowelness separately and used magnetoencephalography combined with individual models of the cortical surface to evaluate the cortical topography of the sources of auditory cortex responses and their strengths. The cohort consisted of nine typically developing children aged 7–12 years. We found that early auditory cortex responses (50–150 msec after stimulus onset) were highly sensitive to both the periodicity and vowelness of sounds, with independent tuning of neural networks to each of these properties of speech sounds. Differences in the locations, time dynamics, and hemisphere asymmetry of these differential responses indicated that “sound vowelness zones” in the temporal cortex constitute the earliest level in the speech information processing hierarchy at which processing of the acoustic properties of a periodic signal is transformed into decoding of speech sounds. These results allow the specific features and roles of possible impairments to the processing of the low-level properties of speech sounds and difficulties in speech perception in children with pervasive developmental disorders to be evaluated.},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
The mechanisms of the human brain decoding speech sounds are of fundamental and applied interest in many areas of neuroscience. This study addresses the roles of periodicity and the speech nature (fixed formant structure) of vowel sounds in modulating auditory cortex activity in typically developing children. We proposed that both of these characteristics are typical of the vowel sounds of speech and that they are processed by different neural networks in the auditory cortex. To test this hypothesis, we constructed a set of acoustic stimuli by manipulating their periodicity and vowelness separately and used magnetoencephalography combined with individual models of the cortical surface to evaluate the cortical topography of the sources of auditory cortex responses and their strengths. The cohort consisted of nine typically developing children aged 7–12 years. We found that early auditory cortex responses (50–150 msec after stimulus onset) were highly sensitive to both the periodicity and vowelness of sounds, with independent tuning of neural networks to each of these properties of speech sounds. Differences in the locations, time dynamics, and hemisphere asymmetry of these differential responses indicated that “sound vowelness zones” in the temporal cortex constitute the earliest level in the speech information processing hierarchy at which processing of the acoustic properties of a periodic signal is transformed into decoding of speech sounds. These results allow the specific features and roles of possible impairments to the processing of the low-level properties of speech sounds and difficulties in speech perception in children with pervasive developmental disorders to be evaluated.
4.
Manyukhina, Viktoriya O.; Prokofyev, Andrey O.; Galuta, Ilia A.; Goiaeva, Dzerassa E.; Obukhova, Tatiana S.; Schneiderman, Justin F.; Altukhov, Dmitrii I.; Stroganova, Tatiana A.; Orekhova, Elena V. (2022). Globally elevated excitation–inhibition ratio in children with autism spectrum disorder and below-average intelligence. Molecular Autism, 13(1). https://doi.org/10.1186/s13229-022-00498-2
@article{Manyukhina2022b,
title = {Globally elevated excitation–inhibition ratio in children with autism spectrum disorder and below-average intelligence},
author = {Viktoriya O. Manyukhina and Andrey O. Prokofyev and Ilia A. Galuta and Dzerassa E. Goiaeva and Tatiana S. Obukhova and Justin F. Schneiderman and Dmitrii I. Altukhov and Tatiana A. Stroganova and Elena V. Orekhova},
url = {https://megmoscow.ru/wp-content/uploads/pubs/10.1186_s13229-022-00498-2.pdf},
doi = {10.1186/s13229-022-00498-2},
issn = {2040-2392},
year = {2022},
date = {2022-05-12},
urldate = {2022-05-12},
journal = {Molecular Autism},
volume = {13},
number = {1},
publisher = {Springer Science and Business Media LLC},
abstract = {Background
Altered neuronal excitation–inhibition (E–I) balance is strongly implicated in ASD. However, it is not known whether the direction and degree of changes in the E–I ratio in individuals with ASD correlates with intellectual disability often associated with this developmental disorder. The spectral slope of the aperiodic 1/f activity reflects the E–I balance at the scale of large neuronal populations and may uncover its putative alternations in individuals with ASD with and without intellectual disability.
Methods
Herein, we used magnetoencephalography (MEG) to test whether the 1/f slope would differentiate ASD children with average and below–average (< 85) IQ. MEG was recorded at rest with eyes open/closed in 49 boys with ASD aged 6–15 years with IQ ranging from 54 to 128, and in 49 age-matched typically developing (TD) boys. The cortical source activity was estimated using the beamformer approach and individual brain models. We then extracted the 1/f slope by fitting a linear function to the log–log-scale power spectra in the high-frequency range.
Results
The global 1/f slope averaged over all cortical sources demonstrated high rank-order stability between the two conditions. Consistent with previous research, it was steeper in the eyes-closed than in the eyes-open condition and flattened with age. Regardless of condition, children with ASD and below-average IQ had flatter slopes than either TD or ASD children with average or above-average IQ. These group differences could not be explained by differences in signal-to-noise ratio or periodic (alpha and beta) activity.
Limitations
Further research is needed to find out whether the observed changes in E–I ratios are characteristic of children with below-average IQ of other diagnostic groups.
Conclusions
The atypically flattened spectral slope of aperiodic activity in children with ASD and below-average IQ suggests a shift of the global E–I balance toward hyper-excitation. The spectral slope can provide an accessible noninvasive biomarker of the E–I ratio for making objective judgments about treatment effectiveness in people with ASD and comorbid intellectual disability.},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
Background
Altered neuronal excitation–inhibition (E–I) balance is strongly implicated in ASD. However, it is not known whether the direction and degree of changes in the E–I ratio in individuals with ASD correlates with intellectual disability often associated with this developmental disorder. The spectral slope of the aperiodic 1/f activity reflects the E–I balance at the scale of large neuronal populations and may uncover its putative alternations in individuals with ASD with and without intellectual disability.
Methods
Herein, we used magnetoencephalography (MEG) to test whether the 1/f slope would differentiate ASD children with average and below–average (< 85) IQ. MEG was recorded at rest with eyes open/closed in 49 boys with ASD aged 6–15 years with IQ ranging from 54 to 128, and in 49 age-matched typically developing (TD) boys. The cortical source activity was estimated using the beamformer approach and individual brain models. We then extracted the 1/f slope by fitting a linear function to the log–log-scale power spectra in the high-frequency range.
Results
The global 1/f slope averaged over all cortical sources demonstrated high rank-order stability between the two conditions. Consistent with previous research, it was steeper in the eyes-closed than in the eyes-open condition and flattened with age. Regardless of condition, children with ASD and below-average IQ had flatter slopes than either TD or ASD children with average or above-average IQ. These group differences could not be explained by differences in signal-to-noise ratio or periodic (alpha and beta) activity.
Limitations
Further research is needed to find out whether the observed changes in E–I ratios are characteristic of children with below-average IQ of other diagnostic groups.
Conclusions
The atypically flattened spectral slope of aperiodic activity in children with ASD and below-average IQ suggests a shift of the global E–I balance toward hyper-excitation. The spectral slope can provide an accessible noninvasive biomarker of the E–I ratio for making objective judgments about treatment effectiveness in people with ASD and comorbid intellectual disability.
Altered neuronal excitation–inhibition (E–I) balance is strongly implicated in ASD. However, it is not known whether the direction and degree of changes in the E–I ratio in individuals with ASD correlates with intellectual disability often associated with this developmental disorder. The spectral slope of the aperiodic 1/f activity reflects the E–I balance at the scale of large neuronal populations and may uncover its putative alternations in individuals with ASD with and without intellectual disability.
Methods
Herein, we used magnetoencephalography (MEG) to test whether the 1/f slope would differentiate ASD children with average and below–average (< 85) IQ. MEG was recorded at rest with eyes open/closed in 49 boys with ASD aged 6–15 years with IQ ranging from 54 to 128, and in 49 age-matched typically developing (TD) boys. The cortical source activity was estimated using the beamformer approach and individual brain models. We then extracted the 1/f slope by fitting a linear function to the log–log-scale power spectra in the high-frequency range.
Results
The global 1/f slope averaged over all cortical sources demonstrated high rank-order stability between the two conditions. Consistent with previous research, it was steeper in the eyes-closed than in the eyes-open condition and flattened with age. Regardless of condition, children with ASD and below-average IQ had flatter slopes than either TD or ASD children with average or above-average IQ. These group differences could not be explained by differences in signal-to-noise ratio or periodic (alpha and beta) activity.
Limitations
Further research is needed to find out whether the observed changes in E–I ratios are characteristic of children with below-average IQ of other diagnostic groups.
Conclusions
The atypically flattened spectral slope of aperiodic activity in children with ASD and below-average IQ suggests a shift of the global E–I balance toward hyper-excitation. The spectral slope can provide an accessible noninvasive biomarker of the E–I ratio for making objective judgments about treatment effectiveness in people with ASD and comorbid intellectual disability.
2020
3.
Stroganova, T. A.; Komarov, K. S.; Sysoeva, O. V.; Goiaeva, D. E.; Obukhova, T. S.; Ovsiannikova, T. M.; Prokofyev, A. O.; Orekhova, E. V. (2020). Left hemispheric deficit in the sustained neuromagnetic response to periodic click trains in children with ASD. Molecular Autism, 11, 100. https://doi.org/10.1186/s13229-020-00408-4
@article{Stroganova2020,
title = {Left hemispheric deficit in the sustained neuromagnetic response to periodic click trains in children with ASD},
author = {T. A. Stroganova and K. S. Komarov and O. V. Sysoeva and D. E. Goiaeva and T. S. Obukhova and T. M. Ovsiannikova and A. O. Prokofyev and E. V. Orekhova},
url = {https://megmoscow.ru/wp-content/uploads/pubs/10.1186_s13229-020-00408-4.pdf},
doi = {10.1186/s13229-020-00408-4},
issn = {2040-2392},
year = {2020},
date = {2020-12-31},
urldate = {2020-12-31},
journal = {Molecular Autism},
volume = {11},
pages = {100},
publisher = {Springer Science and Business Media LLC},
abstract = {Background
Deficits in perception and production of vocal pitch are often observed in people with autism spectrum disorder (ASD), but the neural basis of these deficits is unknown. In magnetoencephalogram (MEG), spectrally complex periodic sounds trigger two continuous neural responses—the auditory steady state response (ASSR) and the sustained field (SF). It has been shown that the SF in neurotypical individuals is associated with low-level analysis of pitch in the ‘pitch processing center’ of the Heschl’s gyrus. Therefore, alternations in this auditory response may reflect atypical processing of vocal pitch. The SF, however, has never been studied in people with ASD.
Methods
We used MEG and individual brain models to investigate the ASSR and SF evoked by monaural 40 Hz click trains in boys with ASD (N = 35) and neurotypical (NT) boys (N = 35) aged 7–12-years.
Results
In agreement with the previous research in adults, the cortical sources of the SF in children were located in the left and right Heschl’s gyri, anterolateral to those of the ASSR. In both groups, the SF and ASSR dominated in the right hemisphere and were higher in the hemisphere contralateral to the stimulated ear. The ASSR increased with age in both NT and ASD children and did not differ between the groups. The SF amplitude did not significantly change between the ages of 7 and 12 years. It was moderately attenuated in both hemispheres and was markedly delayed and displaced in the left hemisphere in boys with ASD. The SF delay in participants with ASD was present irrespective of their intelligence level and severity of autism symptoms.
Limitations
We did not test the language abilities of our participants. Therefore, the link between SF and processing of vocal pitch in children with ASD remains speculative.
Conclusion
Children with ASD demonstrate atypical processing of spectrally complex periodic sound at the level of the core auditory cortex of the left-hemisphere. The observed neural deficit may contribute to speech perception difficulties experienced by children with ASD, including their poor perception and production of linguistic prosody.},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
Background
Deficits in perception and production of vocal pitch are often observed in people with autism spectrum disorder (ASD), but the neural basis of these deficits is unknown. In magnetoencephalogram (MEG), spectrally complex periodic sounds trigger two continuous neural responses—the auditory steady state response (ASSR) and the sustained field (SF). It has been shown that the SF in neurotypical individuals is associated with low-level analysis of pitch in the ‘pitch processing center’ of the Heschl’s gyrus. Therefore, alternations in this auditory response may reflect atypical processing of vocal pitch. The SF, however, has never been studied in people with ASD.
Methods
We used MEG and individual brain models to investigate the ASSR and SF evoked by monaural 40 Hz click trains in boys with ASD (N = 35) and neurotypical (NT) boys (N = 35) aged 7–12-years.
Results
In agreement with the previous research in adults, the cortical sources of the SF in children were located in the left and right Heschl’s gyri, anterolateral to those of the ASSR. In both groups, the SF and ASSR dominated in the right hemisphere and were higher in the hemisphere contralateral to the stimulated ear. The ASSR increased with age in both NT and ASD children and did not differ between the groups. The SF amplitude did not significantly change between the ages of 7 and 12 years. It was moderately attenuated in both hemispheres and was markedly delayed and displaced in the left hemisphere in boys with ASD. The SF delay in participants with ASD was present irrespective of their intelligence level and severity of autism symptoms.
Limitations
We did not test the language abilities of our participants. Therefore, the link between SF and processing of vocal pitch in children with ASD remains speculative.
Conclusion
Children with ASD demonstrate atypical processing of spectrally complex periodic sound at the level of the core auditory cortex of the left-hemisphere. The observed neural deficit may contribute to speech perception difficulties experienced by children with ASD, including their poor perception and production of linguistic prosody.
Deficits in perception and production of vocal pitch are often observed in people with autism spectrum disorder (ASD), but the neural basis of these deficits is unknown. In magnetoencephalogram (MEG), spectrally complex periodic sounds trigger two continuous neural responses—the auditory steady state response (ASSR) and the sustained field (SF). It has been shown that the SF in neurotypical individuals is associated with low-level analysis of pitch in the ‘pitch processing center’ of the Heschl’s gyrus. Therefore, alternations in this auditory response may reflect atypical processing of vocal pitch. The SF, however, has never been studied in people with ASD.
Methods
We used MEG and individual brain models to investigate the ASSR and SF evoked by monaural 40 Hz click trains in boys with ASD (N = 35) and neurotypical (NT) boys (N = 35) aged 7–12-years.
Results
In agreement with the previous research in adults, the cortical sources of the SF in children were located in the left and right Heschl’s gyri, anterolateral to those of the ASSR. In both groups, the SF and ASSR dominated in the right hemisphere and were higher in the hemisphere contralateral to the stimulated ear. The ASSR increased with age in both NT and ASD children and did not differ between the groups. The SF amplitude did not significantly change between the ages of 7 and 12 years. It was moderately attenuated in both hemispheres and was markedly delayed and displaced in the left hemisphere in boys with ASD. The SF delay in participants with ASD was present irrespective of their intelligence level and severity of autism symptoms.
Limitations
We did not test the language abilities of our participants. Therefore, the link between SF and processing of vocal pitch in children with ASD remains speculative.
Conclusion
Children with ASD demonstrate atypical processing of spectrally complex periodic sound at the level of the core auditory cortex of the left-hemisphere. The observed neural deficit may contribute to speech perception difficulties experienced by children with ASD, including their poor perception and production of linguistic prosody.
2.
Строганова, Т. А.; Комаров, К. С.; Гояева, Д. Э.; Обухова, Т. С.; Овсянникова, Т. М.; Прокофьев, А. О.; Орехова, Е. В. (2020). Влияние периодичности и гласности звука на ответы слуховой коры мозга детей. Журнал высшей нервной деятельности им. И. П. Павлова, 71(4), 563-577. https://doi.org/10.31857/S0044467721040109
@article{nokey,
title = {Влияние периодичности и гласности звука на ответы слуховой коры мозга детей},
author = {Строганова, Т.А. and Комаров, К.С. and Гояева, Д.Э. and Обухова, Т.С. and Овсянникова, Т.М. and Прокофьев, А.О. and Орехова, Е.В.},
url = {https://megmoscow.ru/wp-content/uploads/pubs/10.31857_S0044467721040109.pdf},
doi = {10.31857/S0044467721040109},
year = {2020},
date = {2020-12-22},
urldate = {2020-12-22},
journal = {Журнал высшей нервной деятельности им. И. П. Павлова},
volume = {71},
number = {4},
pages = {563-577},
publisher = {Российская академия наук},
abstract = {Механизмы мозга человека, направленные на декодирование звуков речи, представляют как фундаментальный, так и практический интерес для многих областей нейронауки. Настоящая работа посвящена роли периодичности и речевой природы (фиксированной формантной структуры) гласных звуков в модуляции активности слуховой коры мозга у типично развивающихся детей. Мы предположили, что, хотя обе этих характеристики свойственны гласным звукам речи, их обработка осуществляется разными нейронными сетями слуховой коры. Для проверки этой гипотезы мы сконструировали набор акустических стимулов, манипулируя их периодичностью и гласностью по отдельности, и использовали магнитоэнцефалографию в сочетании с индивидуальными моделями поверхности коры мозга для оценки кортикальной топографии источников и силы ответов слуховой коры мозга. Выборку составили девять типично развивающихся детей в возрасте 7–12 лет. Мы обнаружили высокую чувствительность ранних ответов слуховой коры (50–150 мс после начала стимула) как к периодичности, так и к гласности звука, при независимой настройке нейронных сетей на каждое из этих свойств звуков речи. Различия в локализации, временной динамике и полушарной асимметрии этих дифференциальных ответов указывали на то, что “зоны гласности звука” в височной коре являются наиболее ранним уровнем в иерархии обработки речевой информации, на котором обработка собственно акустических свойств периодического звука трансформируется в декодирование звуков речи. Полученные результаты позволят оценить специфику и роль возможных нарушений обработки низкоуровневых свойств речевых звуков в трудностях восприятия речи у детей с первазивными расстройствами развития.},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
Механизмы мозга человека, направленные на декодирование звуков речи, представляют как фундаментальный, так и практический интерес для многих областей нейронауки. Настоящая работа посвящена роли периодичности и речевой природы (фиксированной формантной структуры) гласных звуков в модуляции активности слуховой коры мозга у типично развивающихся детей. Мы предположили, что, хотя обе этих характеристики свойственны гласным звукам речи, их обработка осуществляется разными нейронными сетями слуховой коры. Для проверки этой гипотезы мы сконструировали набор акустических стимулов, манипулируя их периодичностью и гласностью по отдельности, и использовали магнитоэнцефалографию в сочетании с индивидуальными моделями поверхности коры мозга для оценки кортикальной топографии источников и силы ответов слуховой коры мозга. Выборку составили девять типично развивающихся детей в возрасте 7–12 лет. Мы обнаружили высокую чувствительность ранних ответов слуховой коры (50–150 мс после начала стимула) как к периодичности, так и к гласности звука, при независимой настройке нейронных сетей на каждое из этих свойств звуков речи. Различия в локализации, временной динамике и полушарной асимметрии этих дифференциальных ответов указывали на то, что “зоны гласности звука” в височной коре являются наиболее ранним уровнем в иерархии обработки речевой информации, на котором обработка собственно акустических свойств периодического звука трансформируется в декодирование звуков речи. Полученные результаты позволят оценить специфику и роль возможных нарушений обработки низкоуровневых свойств речевых звуков в трудностях восприятия речи у детей с первазивными расстройствами развития.
2018
1.
Orekhova, Elena V.; Sysoeva, Olga V.; Schneiderman, Justin F.; Lundström, Sebastian; Galuta, Ilia A.; Goiaeva, Dzerasa E.; Prokofyev, Andrey O.; Riaz, Bushra; Keeler, Courtney; Hadjikhani, Nouchine; Gillberg, Christopher; Stroganova, Tatiana A. (2018). Input-dependent modulation of MEG gamma oscillations reflects gain control in the visual cortex. Scientific reports, 8(1), 8451. https://doi.org/10.1038/s41598-018-26779-6
@article{Orekhova2018c,
title = {Input-dependent modulation of MEG gamma oscillations reflects gain control in the visual cortex},
author = {Elena V. Orekhova and Olga V. Sysoeva and Justin F. Schneiderman and Sebastian Lundström and Ilia A. Galuta and Dzerasa E. Goiaeva and Andrey O. Prokofyev and Bushra Riaz and Courtney Keeler and Nouchine Hadjikhani and Christopher Gillberg and Tatiana A. Stroganova},
url = {https://megmoscow.ru/wp-content/uploads/pubs/10.1038_s41598-018-26779-6.pdf},
doi = {10.1038/s41598-018-26779-6},
issn = {2045-2322},
year = {2018},
date = {2018-05-31},
urldate = {2018-05-31},
journal = {Scientific reports},
volume = {8},
number = {1},
pages = {8451},
publisher = {Springer Science and Business Media LLC},
abstract = {Gamma-band oscillations arise from the interplay between neural excitation (E) and inhibition (I) and may provide a non-invasive window into the state of cortical circuitry. A bell-shaped modulation of gamma response power by increasing the intensity of sensory input was observed in animals and is thought to reflect neural gain control. Here we sought to find a similar input-output relationship in humans with MEG via modulating the intensity of a visual stimulation by changing the velocity/temporal-frequency of visual motion. In the first experiment, adult participants observed static and moving gratings. The frequency of the MEG gamma response monotonically increased with motion velocity whereas power followed a bell-shape. In the second experiment, on a large group of children and adults, we found that despite drastic developmental changes in frequency and power of gamma oscillations, the relative suppression at high motion velocities was scaled to the same range of values across the life-span. In light of animal and modeling studies, the modulation of gamma power and frequency at high stimulation intensities characterizes the capacity of inhibitory neurons to counterbalance increasing excitation in visual networks. Gamma suppression may thus provide a non-invasive measure of inhibitory-based gain control in the healthy and diseased brain.},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
Gamma-band oscillations arise from the interplay between neural excitation (E) and inhibition (I) and may provide a non-invasive window into the state of cortical circuitry. A bell-shaped modulation of gamma response power by increasing the intensity of sensory input was observed in animals and is thought to reflect neural gain control. Here we sought to find a similar input-output relationship in humans with MEG via modulating the intensity of a visual stimulation by changing the velocity/temporal-frequency of visual motion. In the first experiment, adult participants observed static and moving gratings. The frequency of the MEG gamma response monotonically increased with motion velocity whereas power followed a bell-shape. In the second experiment, on a large group of children and adults, we found that despite drastic developmental changes in frequency and power of gamma oscillations, the relative suppression at high motion velocities was scaled to the same range of values across the life-span. In light of animal and modeling studies, the modulation of gamma power and frequency at high stimulation intensities characterizes the capacity of inhibitory neurons to counterbalance increasing excitation in visual networks. Gamma suppression may thus provide a non-invasive measure of inhibitory-based gain control in the healthy and diseased brain.