Mismatch Negativity (MMN) and P3a Abnormalities in Traumatic Brain Injury

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-2180-6
Title: Mismatch Negativity (MMN) and P3a Abnormalities in Traumatic Brain Injury
Author: Kaipio, Marja-Liisa
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Behavioural Sciences, Institute of Behavioural Sciences, Cognitive Brain Research Unit
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2016-06-20
Belongs to series: Studies in Psychology 116:2016 - URN:ISSN:1798-842X
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-2180-6
http://hdl.handle.net/10138/163087
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: Abstract In the present thesis, auditory event-related brain potentials (ERPs), mismatch negativity (MMN) and P3a, were used to investigate involuntary attention shifting, that is, distractibility in people with moderate-to-severe traumatic brain injury (TBI) and healthy controls. In passive oddball paradigms, the participants either watched a silent movie (Studies II, III and IV) or concentrated on a visuomotor task (Study I) to ensure that their attention was directed away from the stimuli. Abnormal distractibility in TBI patients was suggested in Study I by an enhanced late portion of the P3a amplitude to unattended unexpected novel environmental sounds with the participants concentrating on a continuous visuomotor task. In Study II, the healthy controls successfully ignored background speech stimuli when watching a silent movie, whereas the patients enhanced P3a amplitudes revealed their inability to exclude the meaningless deviances of these semisynthetic speech stimuli. In Study IV, hyperexcitability of the MMN, suggesting excessively reactive involuntary attention mechanisms and abnormal distractibility, was found in patients with no abnormalities detected by conventional magnetic resonance imaging (MRI) of the brain. These MMN and P3a findings elucidate on the neurophysiological level ~150–300 milliseconds from the onset of the deviant auditory stimuli, a phenomenon described by TBI patients as the excessive intrusion of meaningless background noises and sounds from everyday surroundings. Moreover, Study III gave neurophysiological evidence for a fast vigilance decrement in TBI patients, reflected by a significant MMN amplitude decline during an hour-long experiment. This amplitude decline not present in controls was found both in patients with and without neuroradiological abnormalities. The patients did not exhibit significant latency delays for MMN or P3a in Studies I to IV. The present MMN and P3a findings indicate overly sensitive involuntary attention shifting, that is, abnormal distractibility in TBI. Distractibility was found in both patients with cerebral MRI/computerized tomography (CT) abnormalities and patients without neuroradiological abnormalities on conventional MRI. The fast vigilance decrement suggested by the MMN amplitude decline was found similarly in patients with and without neuroradiological abnormalities.Tiivistelmä Väitöskirjan tutkimuksissa on käytetty auditiivisia herätevasteita, poikkeavuusnegatiivisuutta (engl. mismatch negativity, MMN) ja P3a:ta, tarkkaavuuden tahattoman häiriytyvyyden tutkimiseen keskivaikean-vaikean aivovamman saaneilla ja terveillä henkilöillä. Tutkimusasetelmat olivat passiivisia oddball-asetelmia. Koehenkilöt katsoivat joko äänetöntä elokuvaa (tutkimukset II, III ja IV) tai keskittyivät visuomotoriseen tehtävään (tutkimus I) tarkkaavuuden pitämiseksi pois ääniärsykkeistä. Poikkeava tarkkaavuuden häiriytyvyys ilmeni tutkimuksessa I potilaiden P3a-amplitudin jälkimmäisen osan merkittävänä kasvuna ei-tarkkailuille odottamattomille äänille osallistujien keskittyessä keskeytymättömään visuomotoriseen tehtävään. Tutkimuksessa II terveet henkilöt kykenivät jättämään huomiotta taustalla kuuluvat ei-tarkkaillut puolisynteettiset puheäänteet heidän katsellessaan äänetöntä elokuvaa, kun taas potilaiden merkittävästi kasvanut P3a-amplitudi osoitti tarkkaavuuden kääntyneen tahattomasti kyseisiin ääniin. Tutkimuksessa IV MMN-amplitudin hypereksitaatio viittasi ei-tahdonalaiseen tarkkaavuuden ylireaktiivisuuteen eli häiriytyvyyteen potilasryhmässä, jossa aivojen tavanomainen magneettikuvaus (engl. magnetic resonance imaging, MRI) ei ollut osoittanut poikkeavaa. Kyseiset MMN- ja P3a-tulokset heijastavat neurofysiologisesti potilaiden usein kuvaamaa ilmiötä nimittäin sitä, että ympäristön merkityksettömät äänet häiritsevät normaalia enemmän. Tutkimuksessa III potilailla todettiin MMN-amplitudin asteittainen lasku viitaten vireystason laskuun tunnin pituisen kokeen aikana. Kyseinen MMN-amplitudin lasku todettiin sekä potilailla, joiden tavanomainen MRI oli todettu normaaliksi että potilailla, joilla oli todettu aivoissa poikkeamia magneettikuvauksessa tai tietokonetomografiassa. Potilailla ei todettu merkitsevästi viivästyneitä MMN- tai P3a-latensseja tutkimuksissa I IV. MMN- ja P3a-tulokset osoittavat neurofysiologisella tasolla aivovammapotilaiden tarkkaavuuden olevan normaalia häiriytyvämpää tämän häiriytyvyyden ilmetessä jo ~150–300 millisekunnin kuluttua poikkeavan ääniärsykkeen alusta. Tarkkaavuuden poikkeava häiriytyvyys ja MMN-amplitudin asteittaisena laskuna heijastunut vireystason lasku ilmenivät sekä potilailla, joilla oli todettu aivoissa poikkeamia MRI:ssä tai TT:ssa, että potilailla, joiden tavanomainen MRI oli todettu normaaliksi.
Subject: psychology
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Mismatch.pdf 1.013Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record