Puheäänten hermostollisen erottelun yhteys esilukutaitoihin

Abstract

Tavoitteet. Tutkimuksessa selvitettiin aivosähkökäyrämittauksin (EEG) puheäänille syntyvän poikkeavuusnegatiivisuuden (engl. mismatch negativity, MMN) ja myöhäisen erottelevan negatiivisuusvasteen (engl. late discriminative negativity, LDN) yhteyttä esilukutaitoihin. Esilukutaitojen aivoperustan tunteminen voi auttaa lukemisen haasteissa hyödynnettävien tukimuotojen kehittämisessä. Hypoteesina oli, että kaikille poikkeamille syntyy vasemmalle aivopuoliskolle painottuva MMN- ja LDN-vaste, ja voimakkaat, vasemmalle painottuvat vasteet ovat yhteydessä parempiin esilukutaitoihin. Lukivaikeusriskissä olevien lasten odotettiin suoriutuvan esilukutaidoista heikommin ja heidän herätevasteittensa oletettiin olevan pienempiä ja oikealle painottuneempia kuin verrokeilla.

Menetelmät. Kaksikymmentäkolme lasta (joista 16 lukivaikeusriskissä) osallistui kielelliseen ja EEG-tutkimukseen noin neljän vuoden ja seitsemän kuukauden iässä. MMN- ja LDN-vasteiden voimakkuus mitattiin muutoksille vakioärsykkeen (/tata/) jälkimmäisen tavun vokaalissa, äänteiden kestossa tai äänenkorkeudessa. Herätevasteiden voimakkuuden ja jakaumien yhteyttä fonologiseen tietoisuuteen, nopeaan sarjalliseen nimeämiseen (engl. rapid automatized naming, RAN), kirjaintuntemukseen, kielelliseen lyhytkestoiseen muistiin sekä vanhemman arvioon lapsensa esilukutaidoista selvitettiin toistettujen mittausten kovarianssianalyyseilla ja korrelaatioanalyyseilla. Lukivaikeusriskin yhteyttä herätevasteisiin ja esilukutaitoihin tarkasteltiin toistettujen mittausten varianssianalyyseilla sekä yksisuuntaisilla varianssianalyyseilla.

Tulokset. MMN-vasteet konsonantin keston ja vokaalin muutokselle oikealla sekä kaikki LDN-vasteet olivat tilastollisesti merkitseviä. LDN vokaalin keston muutokselle oli yhteydessä RAN:iin ja LDN suurelle äänenkorkeusmuutokselle Kirjaintuntemukseen siten, että hyvin suoriutuvilla vasteet olivat suurempia. LDN vokaalimuutokselle oli suurempi näissä molemmissa osatesteissä heikosti suoriutuvilla ja LDN pienelle äänenkorkeusmuutokselle oli suurempi RAN:ssa heikosti suoriutuvilla. MMN-vasteet painottuivat RAN:ssa heikosti suoriutuvilla päänpinnan oikealle ja hyvin suoriutuvilla pääasiassa vasemmalle puolelle. Lukivaikeusriski ei ollut yhteydessä herätevasteisiin tai esilukutaitoihin.

Johtopäätökset. Puheäänteiden käsittely oikealle aivopuoliskolle painottuen sekä mahdollisesti myös haasteet vokaali- ja äänenkorkeusmuutosten erottamisessa ovat yhteydessä heikkoihin lukutaitoihin. Äänteiden käsittelyn ja erottelun vahvistaminen saattaakin olla tärkeää lukutaitoja tuettaessa, mutta tätä tulisi selvittää interventiotutkimuksella.

Objectives. The aim of this study was to examine with electroencephalography (EEG) the associations between speech-sound elicited mismatch negativity (MMN) and late discriminative negativity (LDN) and pre-reading skills. Exploring the neural base of pre-reading skills will benefit the development of interventions for reading difficulties. It was hypothesized that left-lateralized MMNs and LDNs are elicited by all changes and larger and left-lateralized responses are linked with better pre-reading skills. Children with dyslexia risk were assumed to have poorer pre-reading skills and their responses were assumed to be smaller and more right-lateralized than in controls.

Methods. Twenty-three children (of whom 16 with dyslexia risk) participated in an assessment of language abilities and EEG recording around the age of four years seven months. MMN and LDN were recorded for vowel, phoneme duration and frequency changes occurring in the second syllable of the standard stimulus (/tata/). The Repeated-measures analyses of covariance and the correlation analyses were applied to examine the relationship between MMN and LDN amplitudes, scalp distributions and phonological awareness, rapid automatized naming (RAN), verbal short-term memory, letter knowledge and a parent’s evaluation of pre-reading skills. The effects of risk status on MMN and LDN responses and pre-reading skills were investigated with the Repeated-measures and the One-way analyses of variance.

Results. MMNs in the right hemisphere for consonant duration and vowel change and LDNs for all changes were statistically significant. LDN for vowel duration change was associated with RAN, and LDN for large frequency change was associated with letter knowledge so that the responses were larger in children performing better. LDN for vowel change was larger in children with poor letter knowledge and RAN, and LDN for small frequency change was larger in children performing poorly in RAN. Children performing poorly in RAN had right-lateralized MMNs, whereas children performing better had larger amplitudes mainly in the left hemisphere. Dyslexia risk had no effect on MMNs, LDNs or pre-reading skills.

Conclusions. Right-lateralized speech processing and possibly also difficulties of discriminating vowel and frequency changes are associated with poor reading skills. Strengthening the ability to discriminate and manipulate phonemes may be important when supporting reading skills, however this should be investigated with an intervention study.