Helide ja kõnelemise maailma õppimine algab juba enne sündi

Loote kuulmine areneb välja umbes kuuendal raseduskuul ja läbi lootevee hakkab beebi tajuma erinevaid helisid. Esialgu kuuleb ta ema kehasiseseid hääli, nagu südamelööke või seedimise helisid. Hiljem hakkab ta kuulma ema häält ja madala sagedusega keskkonna helisid, nagu koera haukumist. Vahetult enne sündi on lapsel välja kujunenud juba täiskasvanutega võrreldav kuulmisvõime.

Loode aga ei kuula helisid niisama, vaid hakkab tasapisi enda ajju salvestama infot kuuldud helide erinevate omaduste kohta, nagu näiteks helide kõrguse, valjuse ja kestuse kohta. 

Peale sündi kiireneb emakeele kohta tajutud info kogumine veelgi. Laps hakkab kõnevoogu segmenteerima väiksemateks üksusteks nagu fraasideks, sõnadeks, silpideks ja häälikuteks. Ta teeb algust emakeelele omaste häälikukategooriate loomisega, kus salvestatakse sama hääliku erinevad hääldusvariatsioonid ühe kategooria alla. Samuti teeb imiku  aju keelestatistikat. See tähendab, et aju loob seosed, millised häälikud või silbid emakeeles sagedamini esinevad ja millised esinevad sagedamini koos. 

Kuidas me aga seda kõike teame?

Väikelaste kuulmistaju uurimiseks on mitmeid viise. Kui aju töötleb kõnelisi või mittekõnelisi helisid, saab samal ajal mõõta näiteks beebide südamelöökide sagedust, vaadata pilgu suunda ja pea liikumist mingi stiimuli suunas või kasutada elektroentsefalograafiat (EEG), et mõõta aju bioelektrilist aktiivsust.

Viimane tekib neuronite omavahelisel suhtlemisel. Selle suhtlemise püüavad kinni spetsiaalsed peanahale paigutatud sensorid ehk elektroodid. Nii saab kirjeldada, kui palju bioelektilist aktiivsust neuronid toodavad (mõõdetakse mikrovoltides), kui kiiresti reaktsioon tekib (mõõdetakse millisekundites) ja millises ajukoore piirkonnas see tekib. 

Lahknevusreaktsioon

Olulist infot annab ka lahknevusreaktsioon (mismatch response, MMR). Nähtus kujutab endas negatiivse või positiivse laenguga bioelektrilist aktiivsust, mis võimaldab uurida, kuidas aju reageerib erinevatele stiimulitele. Lahknevusreaktsioon tekib siis, kui ootamatu heli häirib või lõhub tuttavate helide mustrit. Näiteks võib katseisik kuulda kõrvaklappidest 1000 Hz sagedusega toonide jada. Kui selle jada lõhub ära toon, mille sagedus on 1200 Hz, tekibki lahknevusreaktsioon.

Samuti võib katseisikule esitada erinevaid häälikuid, silpe või hoopis erinevas vältes sõnu. Huvitav on see, et mittekõneliste ja kõneliste helide eristamise protsess toimub ilma inimese teadliku tähelepanuta. See tähendab, et meie aju töötleb pidevalt keskkonna helisid, võrdleb neid omavahel ja kaardistab lisaks helide füüsikalisi erinevusi, ilma et meie sellest midagi teaksime.

Miks uuritakse lahknevusreaktsiooni lastel?

Kuna lahknevusreaktsioon toimub ilma tähelepanuta, siis ei pea katseisik mingil viisil katsesse panustama. Ta peab vaid passiivselt helistiimuleid kuulma. See teeb lahknevusreaktsiooni mõõtmise võimalikuks juba vastsündinutel (osad uuringud näitavad, et ka juba ema üsas) ja katse tingimused ei sõltu vanusest. Seega on nii beebi kui ka näiteks kaheksa-aastasele lapse jaoks katse täpselt samasugune. See teeb lahknevusreaktsioonist väga hea tööriista, millega uurida ajukoore arengut sünnist surmani. 

Lisaks on uuringud on näidanud, et see, kui hästi aju helistiimuleid eristab, on seotud lapse kõne arengu tasemega tulevikus. Näiteks on erinevates keeleruumides uuritud imikuid, kellel on tavapärasest suurem risk düsleksiaks või arenguliseks keelepuudeks. Reeglina suudab nende aju eristada stiimuleid halvemini ehk eristusreaktsioonid on aeglasemad ja väiksemad.

Lisaks olid laste lahknevusreaktsiooni tulemused seotud standardiseeritud kõnetestide tulemuste ja lapse üldise keelelise tasemega hilisemas eas. Selline varajane riski tuvastamine on väga oluline varajase sekkumise seisukohast, Lahknevusreaktsiooni abil saab objektiivselt tuvastada raskused mittekõneliste ja/või kõneliste helide eristamisel ning logopeed saab seda teraapias arvesse võtta. 

Mida uurisime meie lahknevusreaktsiooni juures?

Lahknevusreaktsiooni näol on tegemist hea potentsiaaliga diagnostikavahendiga. Teadlased on seda ka palju uurinud. Seejuures puudub aga praeguseni süsteemne ülevaade lahknevusreaktsiooni omaduste muutumisest tüüpilise arengu puhul sünnist kuni koolieani. Selle lünga täitmine oli ajendiks meie uurimistööle. Kui pilt tüüpilise arengu puhul on selgem, siis on lihtsam eristada ka keelelise arengu raskustega seotud probleeme, näiteks arengulist keelepuuet, düsleksiat vms.

Järgides rahvusvahelisi PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses) ettekirjutusi sõelusime 4200 artiklist välja 51, mille alusel tegime lahknevusreaktsiooni mõõtmiste meetodite analüüsi.

Nende 21 teadustöö põhjal tegime metaanalüüsi, et uurida mikrovoltides mõõdetud lahknevusreaktsiooni amplituudi muutusi sünnist kuni eelkoolieani. Valisime välja pikiuuringud või läbilõikeuuringud, mis esitasid tulemusi mitme erineva vanusegrupi kohta. Lõpuks hindasime, kuivõrd võisid tulemused olla kallutatud uuringute läbiviimise viisi tõttu.

Mida me leidsime?

Uuringutest selgus mitmeid metodoloogilisi probleeme, mis põhjustasid kohati vastuolulisi tulemusi eakohase arenguga laste lahknevusreaktsiooni uurimisel. Olulisemad nendest olid:

• Uurimisrühmad kasutasid väga erinevaid stiimuleid lahknevusreaktsiooni esilekutsumiseks, mistõttu on ka tulemused erinevad. Seejuures olid veel valimid väikesed. Järeldusi teha on raske, sest tulemused ei ole hästi võrreldavad. Seega on hädavajalikud suurema valimiga replikatsioonuuringud ja samade stiimulitega erinevate vanusegruppide uurimine.
• Lahknevusreaktsiooni uurimisel rakendasid teadlased lastele täiskasvanute uuringute standardeid. Näiteks otsisid nad laste lahknevusreaktsiooni ajupiirkondadest, kus see tavaliselt täiskasvanutel ilmneb. Seejuures aga ei arvestanud nad võimalusega, et areneva aju puhul võib reaktsiooni asukoht ajus olla teistsugune. See võis mõjutada uuringu tulemusi ja nende tõlgendamist. 
• Osades uuringutes jäid täitmata mõned usaldusväärsust tagavad nõuded. Vaid umbes neljandikus teadustöödes kasutati kontrollseeriat, kus katseisikule esitati ainult seda stiimulit, mis katseseerias lõhkus tuttavate helide mustri. Kontrollseeria on aga hädavajalik, et lahknevusreaktsiooni eristada teistest aju reaktsioonidest, mis võivad lahknevusreaktsiooniga ajaliselt kattuda. Seega nendes uuringutes, kus kontrollseeriat ei kasutatud, ei pruukinud lahknevusreaktsiooniga seotud tulemused olla usaldusväärsed, vaid peegeldada ka mõne muu aju reaktsiooni bioelektrilist aktiivsust. 
• Teistes artiklites ei kirjeldatud piisavalt põhjalikult katseisikust või tema elukeskkonnast tulenevaid tegureid, mis võisid mõjutada uuringu tulemusi. Näiteks on kuulmistaju uurimisel oluline teada, kas katseisik on kakskeelne. Mitme keele õppimine varajases eas mõjutab aju arengut. Nende inimeste reaktsioonid mittekõnelistele ja/või kõnelistele stiimulitele võivad olla erinevad ükskeelsete inimeste omadest. 

Ootuspäraselt andis ka meie metaanalüüs vastakaid tulemusi. Iga kaasatud uuringu sees leidsime erinevaid lahknevusreaktsiooni väärtusi, mida mõjutas stiimuli tüüp (nt sama hääliku pikkuste eristamine või erinevate häälikute eristamine), ajupiirkond, kust mõõtmine tehti (näiteks otsmiku- või kiirusagaras) ning ajavahemik peale stiimuli esitamist, kus lahknevusreaktsiooni bioelektrilist aktiivsust mõõdeti. 

Arvesse võttes kõikide metaanalüüsi kaasatud artiklite tulemusi, leidsime üldistatult, et:

• Suuremad muutused lahknevusreaktsioonis toimuvad varajases eas –
   enne lapse esimest sünnipäeva ning mida vanemaks laps saab, seda ühetaolisemaks lahknevusreaktsioon muutub.
• Kõige suurem muutus lahknevusreaktsioonis toimub arengu käigus ajukoore otsmikusagaras.
• Lapse kasvades muutub lahknevusreaktsioon kiiremaks, st aju reageerib muutusele stiimulite reas kiiremini. 
• Need tulemused on kooskõlas üldiste teadmistega laste kõnetaju arengust ja teiste lahknevusreaktsiooni uurivate tööde tulemustega.

Mida saab kokkuvõtvalt öelda?

Lahknevusreaktsiooni mõõtmine on suure potentsiaaliga tõhus aju arengu uurimise ja arenguprobleemide tuvastamise tööriist. Selleks, et lahknevusreaktsiooni mõõtmist kasutada lastel keelepuude tuvastamiseks, on vaja aga teada, kuidas lahknevusreaktsioon areneb tüüpilise keelelise arenguga lastel. Samuti on oluline kõrge kvaliteediga metoodika kasutamine, sest vastasel juhul toob aju uurimine küsimusi juurde, mitte ei vasta neile.

Meie lootus on, et see süstemaatiline kirjandusülevaade ja metaanalüüs annavad suunise tulevastele uurijatele, kuidas praegustest teadmistest edasi minna.

Metaanalüüs ilmus ajakirjas Neuroscience & Biobehavioral Reviews. Vaata lisaks videot lahknevusnegatiivsuse uurimisest Eestis.