Helsingin yliopisto

 

Helsingin yliopiston verkkojulkaisut

University of Helsinki, Helsinki 2006

Pitch discrimination in optimal and suboptimal acoustic environments: electroencephalographic, magnetoencephalographic, and behavioral evidence

Nikolai Novitski

Doctoral dissertation, November 2006.
University of Helsinki, Faculty of Behavioural Sciences, Department of Psychology, Cognitive Brain Research Unit and Neuroscience Unit, Institute of Biomedicine/Physiology, University of Helsinki and Helsinki Brain Research Center.

Kyky erottaa korkeat ja matalat äänet toisistaan on yksi aivojen perustoiminnoista. Ilman sitä emme voisi ymmärtää puhetta tai nauttia musiikista. Jotkut potilaat ja hyvin pienet lapset eivät pysty itse kertomaan, kuulevatko he eron vai eivät, mutta heidän aivovasteensa voivat paljastaa sen. Sävelkorkeuden erotteluun liittyvistä aivotoiminnoista ei kuitenkaan tiedetä tarpeeksi edes terveillä aikuisilla. Siksi tarvitaan lisää tämän aihepiirin tutkimusta, jossa käytetään nykyaikaisia aivotutkimusmenetelmiä, kuten tapahtumasidonnaisia herätevasteita (engl. event-related potential, ERP) ja toiminnallista magneettikuvausta (engl. functional magnetic resonance imaging, fMRI). ERP-menetelmä paljastaa, milloin aivot erottavat sävelkorkeuseron, kun taas fMRI paljastaa, mitkä aivoalueet ovat aktivoituneet tässä toiminnossa. Yhdistämällä nämä kaksi menetelmää voidaan saada kokonaisvaltaisempi kuva sävelkorkeuden erotteluun liittyvistä aivotoiminnoista. fMRI-menetelmään liittyy kuitenkin eräs ongelma, nimittäin fMRI-laitteen synnyttämä kova melu, joka voi vaikeuttaa kuuloon liittyvää tutkimusta. Tässä väitöskirjassa tutkitaan, kuinka sävelkorkeuden erottelu voidaan todeta aikuisten ja vastasyntyneiden vauvojen aivoissa ja kuinka fMRI-laitteen melu vaikuttaa kuuloärsykkeiden synnyttämiin ERP-vasteisiin. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että aikuisen aivot voivat erottaa niinkin pieniä kuin 2,5 %:n taajuuseroja, mutta erottelu tapahtuu nopeammin n. 1000-2000 Hz:n taajuudella kuin matalammilla tai korkeammilla taajuuksilla. Vastasyntyneen vauvan aivot erottelivat vain yli 20 %:n taajuusmuutoksia. Kun taustalla soitettiin fMRI-laitteen melua, se vaimensi aivovasteita 500-2000 Hz:n äänille enemmän kuin muille äänille. Melu ei kuitenkaan vaikuttanut alle 500 Hz:n äänten synnyttämiin aivovasteisiin. Riippumatta siitä, esitettiinkö taustalla melua vai ei, äänilähteen paikan muutoksen synnyttämä ERP-vaste oli suurempi kuin äänenkorkeuden muutoksen synnyttämä vaste. Tämä väitöskirjatutkimus on osoittanut, että sävelkorkeuden erottelua voidaan tutkia tehokkaasti ERP-menetelmällä sekä aikuisilla että vauvoilla. Tulosten mukaan ERP- ja fMRI-menetelmien yhdistämistä voidaan tehostaa ottamalla kokeiden suunnittelussa huomioon fMRI-laitteen melun vaikutukset ERP-vasteisiin. Tutkimuksen aineistoa voidaan hyödyntää monimutkaisten sävelkorkeuden erottelua mittaavien kokeiden suunnittelussa mm. potilailla ja lapsilla.

Julkaisun nimiösivu

This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

© University of Helsinki 2006

Last updated 17.10.2006

Yhteystiedot, Contact information E-thesis Helsingin yliopisto, University of Helsinki