Mismatch negativity em crianças com distúrbio específico de linguagem e transtorno do processamento auditivo

Mismatch negativity em crianças com distúrbio específico de linguagem e transtorno do processamento auditivo

Autores:

Caroline Nunes Rocha-Muniz,
Débora Maria Befi-Lopes,
Eliane Schochat

ARTIGO ORIGINAL

Brazilian Journal of Otorhinolaryngology

versão impressa ISSN 1808-8694versão On-line ISSN 1808-8686

Braz. j. otorhinolaryngol. vol.81 no.4 São Paulo jul./ago. 2015

http://dx.doi.org/10.1016/j.bjorl.2014.08.022

Introdução

A alteração no processamento auditivo temporal tem sido uma das principais teorias utilizadas para tentar explicar a etiologia dos transtornos no desenvolvimento de linguagem. Essa teoria sugere que uma das causas para os transtornos no desenvolvimento de linguagem (entre eles o distúrbio específico de linguagem - DEL) está relacionada a alterações nas habilidades para processar sons e em anormalidades na codificação neural de informações auditivas,1 - 3 contribuindo para alteração na percepção de pistas acústicas fundamentais contidas nos sinais de fala.

Apesar de aproximadamente um século de pesquisas, ainda não se chegou a um consenso sobre as bases fisiológicas da causalidade desse transtorno envolvendo o desenvolvimento de linguagem, uma vez que os resultados de outros estudos têm falhado em encontrar evidências de alterações no processamento auditivo em crianças com DEL.4 , 5 Dessa forma, as causas etiológicas envolvendo os transtornos no desenvolvimento de linguagem ainda permanecem controversas.

Uma vez que os estudos que utilizaram medidas comportamentais mostraram resultados inconsistentes, as avaliações eletrofisiológicos, por causa de sua natureza comportamental independente, mostram-se ideais para investigar as bases neurais da percepção de fala, sem a interferência da subjetividade da resposta comportamental, mostrando-se úteis no estabelecimento de relações anatomofuncionais no sistema auditivo humano.6

O Mismatch Negativity (MMN) é uma medida eletrofisiológica que reflete a habilidade do cérebro em discriminar sons, independentemente da capacidade atencional e comportamental do indivíduo. Descrito inicialmente por Näätänen et al.7(1978), o MMN é um potencial cortical eliciado quando uma mudança ocorre em meio a uma sequência de repetidos estímulos acústicos.8 , 9

Caracterizado por uma deflexão negativa, a qual ocorre após a resposta P2, o MMN ocorre, geralmente, entre 150 a 250 milissegundos após a apresentação do estímulo, com latência e amplitude variando e dependendo do estímulo utilizado.10 - 12

A maioria dos estudos usa paradigmas simples, nos quais os estímulos frequentes e infrequentes (por exemplo, tons de 1.000 Hz e 1.100 Hz, respectivamente) são apresentados em paradigma oddball, similarmente àquele usado no P300, com o estímulo infrequente eliciando o MMN.7 , 10 , 12 , 13

Contudo, o MMN pode, também, ser aflorado por mudanças em estímulos complexos como os sons de fala.14 - 18 O sinal de fala é composto por elementos harmonicamente ricos que mudam rapidamente quanto à frequência. Esta estrutura espectro-temporal complexa requer integridade neural para codificação precisa deste sinal.19As propriedades acústicas dos sons da fala são codificadas em todos os níveis do sistema auditivo, e esses parâmetros acústicos são representados diferentemente ao longo da via auditiva. Além disso, há evidências de que, provavelmente, os mesmos sejam modificados em cada nível da via auditiva nervosa.20 Dessa forma, para o processamento e entendimento da fala, é necessária a ativação simultânea e coordenada de amplas e diferentes populações de neurônios, desde a transdução do sinal do oitavo nervo até o córtex.19

A partir das relações previamente estabelecidas, este estudo tem como objetivo examinar a discriminação de sinais acústicos complexos (fala) no sistema auditivo por meio do MMN em indivíduos com distúrbio específico de linguagem (DEL), comparando com crianças com transtorno do processamento auditivo (TPA) e desenvolvimento típico (DT).

Método

O presente estudo foi aprovado pela Comissão de Ética, sob o Protocolo nº 1049/07. Os pais ou responsáveis pelas crianças receberam orientação sobre todos os procedimentos da pesquisa e assinaram do termo de consentimento livre e esclarecido.

Casuística

Foram avaliadas 75 crianças, na faixa etária entre seis e 12 anos, em um centro de docência e pesquisa de uma universidade, em São Paulo, Brasil. Todos os indivíduos avaliados apresentaram limiares dentro do limite de normalidade (≤ 15 dB NA) para as frequências avaliadas (500 Hz a 4.000 Hz), reconhecimento de fala com escore ≥ 88%, medidas timpanométricas normais e ausência de transtornos neurológicos, cognitivos e psiquiátricos. Os indivíduos foram distribuídos em três grupos:

  • Desenvolvimento típico (Grupo DT): 25 crianças com desenvolvimento típico, de acordo com informações obtidas através de entrevista com os responsáveis pela criança e professores, ausência de queixas escolares, problemas de fala e linguagem. Além disso, essas crianças tiveram desempenho normal para a avaliação do processamento auditivo.

  • Transtorno do processamento auditivo (Grupo TPA): 25 crianças diagnosticadas com TPA por um laboratório de investigação fonoaudiológica em processamento auditivo existente no mesmo local onde foi realizado o presente estudo. O diagnóstico de TPA foi realizado utilizando critérios estabelecidos pela American Speech-Language-Hearing Association (ASHA), ou seja, desempenho abaixo do normal esperado para a idade em ao menos dois testes da bateria de Avaliação do Processamento Auditivo. A bateria de avaliação mínima aplicada neste grupo e no grupo DT foi composta por testes de processamento temporal (Teste de Padrão de Frequência e/ou Duração), escuta monótica (Fala com ruído e/ou Figura com Ruído) e dicótica (teste dicótico de dígitos e/ou teste SSW - Straggered Spondaic Words).

  • Distúrbio específico de linguagem (Grupo DEL): 25 crianças diagnosticadas com DEL utilizando os critérios de referência internacionais,1 a saber: dificuldade persistente de fala e/ou linguagem na ausência de perda auditiva; alterações no desenvolvimento cognitivo; comprometimento no desenvolvimento motor da fala; distúrbios abrangentes do desenvolvimento; síndromes e alterações neurossensoriais; e lesões neurológicas adquiridas.21 , 22 Essas crianças foram diagnosticadas e passavam por terapia fonoaudiológica em laboratório específico no mesmo local onde se deu a pesquisa.

Procedimentos e análise dos dados

Após a seleção e a triagem auditiva, as crianças foram instruídas a escolher um filme (desenho animado) para assistirem durante a avaliação, com intensidade de apresentação de aproximadamente 40 dB (A).15 , 23 Alguns estudos têm apontado que indivíduos são mais colaborativos quando estão assistindo a algum vídeo durante as sessões de avaliação.24 , 25

O potencial evocado auditivo relacionado a eventos (MMN) foi usado para investigar mecanismos que permeiam a discriminação sensorial auditiva. O MMN foi obtido por meio da apresentação de estímulos acústicos de fala − consoantes plosivas /da/ e /ga/. Os estímulos de fala foram sintetizados26 com 48 KHz, 16-bi, e comprimento de 100 ms. Os estímulos foram compostos por cinco formantes, sendo diferenciados nas frequências onset, na transição do segundo para o terceiro formante (fig. 1).

Figura 1. Esquema dos traçados dos estímulos /da/ (preto) e /ga/ (vermelho). Sobreposição dos traçados mostrando a diferenciação nos formantes onset. 

Os estímulos foram apresentados na intensidade de 75 dB nNA com tempo de análise de 500 ms, sensibilidade de 100 µV, filtro de 1 a 30 Hz (com filtro off-line de 1 a 15 Hz). Foram utilizados aproximadamente 1.600 estímulos, sendo 1.400 (86%) frequentes (/ga/) e 200 (14%) raros (/da/), apresentados em oito blocos de aproximadamente 200 estímulos (175 frequentes e 25 raros), com um intervalo de 4 segundos entre os blocos. Os estímulos foram apresentados de forma aleatória (paradigma oddball) para desencadear o MMN, em velocidade de 1,5 estímulos por segundos. Os estímulos utilizados foram apresentados na orelha direita, através de fones de inserção. A razão para isso se deve às evidências sobre a vantagem da orelha direita para processamento de sons de fala.24

Os traçados foram obtidos pelo eletroneuromiógrafo, modelo Navigator Pro (Biologic Systems Comporation, Natus Medical Inc., Mudelin, III USA).

Como o MMN, por definição, é eliciado somente por um estímulo desviante ou raro, o traçado foi obtido da seguinte forma: subtraindo-se a média dos traçados correspondentes ao estímulo /da/ apresentado em paradigma oddball (/da/ -raro) da média dos traçados obtidos em resposta ao estímulo /ga/ (frequente).15 O MMN foi identificado como a onda com polaridade negativa e com latência aproximada entre 150−250 ms pós-estímulo (Näätänen et al., 2007) e foi captado através dos eletrodos nas posições Fz, M2 (mastoide direita) e o Fpz como terra.27

As medidas de amplitude foram analisadas e calculadas colocando-se um dos cursores de referência no ponto de polaridade negativa (MMN) e o outro no ponto de positiva anterior ao MMN para marcação da amplitude on-MMN, e posterior ao MMN para marcação da amplitude off-MMN.

Analise estatística

Conforme os objetivos já especificados, o método estatístico utilizado visou à comparação dos grupos na discriminação de sinais acústicos complexos (fala) no sistema auditivo, por meio da avaliação eletrofisiológica MMN. Para isso, foram realizadas análises descritivas dos valores obtidos nas variáveis resultantes do MMN - latência (descrito em milissegundos - ms) e amplitude (descrito em microvolts - µV) - por meio da construção de tabelas com valores observados das estatísticas descritivas: média, desvio-padrão, mínimo, mediana e máximo. Para comparar as médias dos testes nos três grupos estudados, foram aplicadas as técnicas de análise de variância (ANOVA). O nível de significância adotado foi de 0,05, e foram marcados com asterisco (*). Quando necessário, foi adotado o método de comparações múltiplas de Tukey no prosseguimento da análise.

Para complementar a análise descritiva, utilizamos o intervalo de confiança (IC) para verificar o quanto a média variou na probabilidade de confiança de 95% e um nível de significância de 5%.

Resultados

Todos os indivíduos do grupo DT apresentaram resposta no MMN, enquanto que apenas 84% dos indivíduos do grupo TPA (21/25 indivíduos) e 76% do grupo DEL (19/25 indivíduos) apresentaram resposta para este potencial. Assim, para as análises a seguir, foram excluídos os indivíduos que não apresentaram resposta no MMN.

A figura 2 mostra os traçados obtidos pelo MMN em um indivíduo de cada grupo (DT, TPA e DEL).

Figura 2. Traçados obtidos no MMN para os contrastes dos estímulos /ga/ (frequente) e /da/ (infrequente) e a resultante (infrequente- frequente) de um indivíduo em desenvolvimento típico, um indivíduo com TPA e outro com DEL. TPA, Transtorno do Processamento Auditivo; DEL, Distúrbio Específico de Linguagem. 

Na tabela 1, observam-se estatísticas descritivas dos dados obtidos pelos três grupos. É possível observar que a média de latência do MMN no grupo DT foi menor que os valores de TPA e DEL. Por meio da mediana, foi observado que 50% do grupo TPA possuem valores de latência para o MMN maiores que 257,37 ms, ou seja, acima do valor de 250 ms proposto por Näätänen et al.12(2007).

Tabela 1. Estatística descritiva para os valores de resposta MMN, considerando as medidas de latência e amplitude nos três grupos avaliados 

Latência MMN Amplitude on-MMN Amplitude off-MMN
DT TPA DEL DT TPA DEL DT TPA DEL
Média 205,33 239,67 241,54 2,44 2,28 1,65 2,44 2,44 1,28
DP 39,44 57,60 43,41 2,15 1,23 1,11 1,79 1,62 0,69
Mínimo 140,78 152,23 164,72 0,39 0,67 0,20 0,24 0,20 0,35
Mediana 198,03 257,37 237,59 2,15 1,97 1,43 1,97 1,91 1,16
Máximo 276,11 308,38 313,59 11,10 4,69 4,30 7,87 5,54 2,64

Para a medida de amplitude on-MMN, o grupo DT apresentou maiores valores de amplitude, quando comparados com os dos grupos TPA e DEL. Contudo, na medida de amplitude off-MMN, os valores dos grupos DT e TPA foram bastante semelhantes.

A figura 3 mostra o diagrama de barras com intervalo de confiança (95%) das médias e o nível de significância na comparação entre as médias dos três grupos para as medidas de latência e amplitude.

Figura 3. Comparação entre as médias dos três grupos para latência e amplitudes MMN. DT, Desenvolvimento Típico; TPA, Transtorno do Processamento Auditivo; DEL, Distúrbio Específico de Linguagem. 

Na comparação entre os valores médios de latência do MMN, foi possível observar diferença estatisticamente significante entre os grupos (F[2,62] = 4,88; p = 0,01*). Por meio do post-hoc de Tukey, verificou-se que esta significância encontra-se nas comparações entre DT e TPA (p = 0,03*) e DT e DEL (p = 0,02*).

Em relação à medida de amplitude, apesar do grupo DT mostrar maiores amplitudes, tanto para a amplitude on-MMN quanto off-MMN, o diagrama de barras de erro indica que houve diferença estatisticamente significante na comparação entre os grupos somente para a amplitude off-MMN (F[2,62] = 3,45; p = 0,03). Por meio do post-hoc de Tukey, verificou-se que esta significância encontra-se somente na comparação entre DT e DEL (p = 0,03*).

Discussão

Baseado nos resultados apresentados por este estudo, o MMN eliciado por pequenas diferenças acústicas nos estímulos de fala (/da/ e /ga/) esteve claramente presente em todas as crianças do grupo DT. Isto é consistente com os estudos anteriores, que mostram um robusto MMN em grupos normais.28 Em outras palavras, crianças do grupo DT são capazes de discriminar os estímulos, em paradigma oddball, independentemente de atividades atencionais.

Contudo, nos grupos TPA e DEL, o MMN não foi eliciado em todos os indivíduos. Além disso, foram observados maiores valores de latência e menores amplitudes para os grupos TPA e DEL, quando comparados ao grupo DT (tabela 1 e fig. 2). Isto pode significar que, tanto o grupo TPA, quanto o grupo DEL apresentaram algum impedimento em nível neural para discriminar com precisão os contrastes dos estímulos.

Assim sendo, esse potencial também indica que déficits fonológicos podem coexistir com dificuldades no processamento das diferenças acústicas entre estímulos.

A redução e a ausência da resposta MMN apenas na população com alteração, mostradas no presente estudo, poderiam contribuir para o comprometimento da percepção e representação acústica em níveis pré-atencionais e pré-conscientes desta população.

Segundo Uwer et al.29 (2002), crianças com DEL mostram déficits específicos na discriminação automática entre sílabas, consoante e vogal que diferem entre pontos articulatórios. Davids et al.30 (2011) acrescentaram que crianças com DEL apresentam dificuldades no processamento de estímulos não verbais, e que isso pode coincidir com déficits fonológicos.

Estes estudos, juntamente com outras pesquisas em crianças com alterações de linguagem,16 - 17 , 29 , 31 - 33 têm encontrado diminuição na codificação de contrastes espectrais, manifestada pela alteração do MMN nesta população, corroborando os achados do presente estudo.

Em contrapartida, alguns estudos não têm encontrado os mesmos resultados do MMN para crianças com DEL.34 , 35 Esses estudos não encontraram respostas anormais para o MMN em crianças com DEL, quando comparadas com crianças apresentando desenvolvimento típico, tanto para estímulos de fala quanto para estímulos não verbais (tone burst). Além desses autores supracitados, Roggia e Colares36 (2008) estudaram o MMN com estímulo não verbal em crianças com TPA. As autoras também falharam em encontrar diferenças entre o grupo TPA e crianças normais.

Mesmo sendo o MMN descrito na literatura como uma importante ferramenta na investigação de alterações no processamento auditivo de estímulos acústicos, há poucos estudos utilizando este potencial em crianças com TPA. Também não foi encontrado na literatura um estudo que verificasse concomitantemente o desempenho de crianças com TPA e DEL para este potencial. Esse fato pode ser explicado devido às dificuldades em se encontrar crianças que apresentem TPA isoladamente, sem associações com problemas de leitura e linguagem e, ainda, à grande discussão sobre o próprio diagnóstico do TPA.37

Através dos resultados obtidos neste estudo, verificamos que os grupos TPA e DEL, além de apresentarem maiores latências e menores amplitudes, bem como maior porcentagem de MMN ausente em comparação ao grupo DT, apresentaram desempenhos semelhantes com relação ao MMN, uma vez que não foram observadas diferenças estatisticamente significantes entre os dois grupos.

Alguns estudos mostram que alterações nas discriminações de pequenas diferenças acústicas são características comuns aos indivíduos diagnosticados com TPA e DEL. A amplitude do MMN tem sido relacionada a medidas perceptuais auditivas, e a ausência do MMN indica inabilidade em perceber qualquer diferença entre os sons.38 Outro aspecto importante que pode influenciar o MMN são as alterações na memória de curto prazo,12 podendo, também, ser afetado por alterações na memória de longo prazo.8 Por isso, as alterações encontradas no MMN neste estudo fazem sentido, uma vez que os fatores supracitados encontram-se, frequentemente, alterados tanto para as crianças com TPA, quanto para as crianças com DEL.

As respostas MMN alteradas têm sido tipicamente atribuídas a alterações no córtex auditivo. Contudo, não é possível afirmar, com nossos resultados, que as alterações no MMN levam aos déficits comportamentais observados nos grupos TPA e DEL, uma vez que há evidências de interações entre características físicas do estímulo e operações cognitivas.Além disso, não é possível determinar, com este estudo, se as alterações encontradas no MMN, tanto no grupo com TPA quanto no grupo com DEL, possuem a mesma origem.

Há evidências de que a codificação de mudanças de estímulos seja diferentemente representada no cérebro. Kraus et al.39 (1994) encontraram MMN mais robustos em respostas aos estímulos /ba/-/wa/ (em que a diferença se dá na duração entre os formantes), quando comparados aos estímulos /ga/-/da/ (em que a diferença encontra-se na transição entre a frequência do segundo para o terceiro formante). Os autores defenderam a hipótese de que as regiões que contribuem para a formação do MMN variam de acordo com as diferenças entre os estímulos usados.40

Dessa forma, outros estudos, utilizando o MMN com diferentes estímulos, devem ser empregados no estudo de crianças com TPA e DEL, a fim de se investigar semelhanças e possíveis diferenças entre essas alterações, além de se estudar o motivo por que nem todas as crianças que possuem alteração no processamento auditivo desenvolvem alterações de linguagem.

Outra hipótese que não pode ser descartada é a possibilidade de as crianças com TPA e DEL apresentarem um atraso maturacional no desenvolvimento geral do sistema nervoso central. Essa hipótese afirma que as diferenças eletrofisiológicas nas respostas auditivas entre crianças com TPA e DEL e crianças normais seriam indicativos de imaturidade neurodesenvolvimental.41 , 42 É conhecido que o processo de mielinização continua através da infância,43 e que essas alterações no processamento auditivo seriam reflexo de um atraso maturacional do desenvolvimento cortical. Apesar da coerência, alguns autores criticam essa hipótese com base nos estudos das alterações em crianças com problemas de linguagem e aprendizado que persistem mesmo depois da adolescência até a fase adulta.44 Assim sendo, mais investigações com estudos longitudinais, particularmente para sons de fala, são necessários para determinar se esta hipótese é plausível.

Uma vez que o MMN, em nosso estudo, pareceu refletir a resposta neural para mudanças de estímulos, sendo usado em outros estudos para investigar a atividade cortical auditiva associada à extração de informações fonéticas de estímulos acústicos, essenciais para o reconhecimento de palavras, este se mostra uma ferramenta apropriada para a avaliação da percepção de fala, a qual requer, especificamente, a habilidade de codificar mudanças dinâmicas nos sinais acústicos. Outra vantagem estaria relacionada ao fato de que esse nível de processamento do MMN parece preceder processamentos linguísticos e cognitivos.40

É difícil concluir, mediante diversas hipóteses, quais fatores subjazem as alterações encontradas no MMN, e ainda, se esses fatores manifestam-se da mesma forma para o grupo DEL e TPA. Entretanto, o presente estudo mostrou que, por meio do potencial relacionado a eventos MMN, foi possível estudar o processamento auditivo para a discriminação de eventos acústicos independentemente de qualquer resposta comportamental, uma vez que algumas crianças possuem problemas atencionais45 ou problemas na expressão e/ou recepção de linguagem, os quais podem influenciar no desempenho dos testes comportamentais comumente utilizados para avaliação do processamento auditivo.

Conclusão

Por meio do MMN, foi possível estudar a discriminação de sinais acústicos em crianças com desempenho típico, com alterações de linguagem e com transtorno do processamento auditivo. Além disso, nossos achados mostraram evidências de alterações na discriminação pré-atencional de contrastes acústicos, tanto em crianças com TPA como em crianças com DEL. Esses resultados sugerem que essa alteração nos processos de detecção de mudança automáticos corticais são semelhantes em crianças com TPA e DEL.

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