嘈杂混响环境下老龄知觉整合去掩蔽能力的研究

Population aging has also been projected to aggravate the magnitude of mental health problems, which has become an important issue that requires urgent action. As a result of aging, a lot of older adults suffer from reduced hearing capability that interferes with daily living. The age-related declines in cognitive function may be associated with age-related impairment of speech recognition. Older adults often experience more difficulties understanding speech in a noisy environment with multiple people talking than younger adults. The ability to temporally maintain fine structure details contributes to perceptual integration of correlated leading and lagging sounds, which in turn, contributes to releasing speech from informational masking in noisy, reverberant environments. In order to achieve a better understanding of mechanisms of auditory aging, the present project was to investigate the initial auditory memory for maintaining fine structure information of auditory stimuli in older adults and the tendency for perceptually integrating target speech's direct wave and its reflected wave, then furthermore explore which cognitive cues available in the noise environment could be effectively used by older adults to facilitate their selective attention to the target speech. Research on age-related deficits in auditory processing is important to ensure that more people will reach old age in good health and capable of contributing to society intellectually, spiritually and physically.

随着国内老龄化社会现象的加剧，老年人的心理问题和精神需求迫切需要引起全社会的严重关切。语音是人们获取和沟通信息最方便、最有效的手段之一，然而老年人听觉系统的退行性变化会影响言语感知和理解，进而阻碍与外界的交流。相对于年轻人而言，老年人对目标言语的识别更加困难，尤其在嘈杂混响的环境下。在嘈杂混响环境下，听觉系统需要对声波的精细结构进行存储以便对直达声和反射声进行有效的知觉整合，带来各种线索帮助听者在知觉层次上对目标声音和干扰声音进行分离，从而提高对目标声音的探测和识别，达到去掩蔽的作用。本项目针对老龄特殊群体，研究在有较大双耳时间延迟的条件下老年人对声音精细结构的保持能力以及在言语掩蔽条件下老年人对目标直达声和反射声进行知觉整合的能力，进一步研究哪些消除信息掩蔽的认知线索可以被老年特殊人群有效利用，甚至作为补偿线索存在，减少老年人在嘈杂环境中的认知困难，对实现健康积极的老龄化社会有重要意义。

在自然环境中，人们往往是在复杂的感觉刺激背景中获得目标信号的信息。嘈杂环境下听觉掩蔽研究是言语听觉科学研究的重要部分，越来越多被应用于实际生活和临床有关疾病的治疗。在嘈杂环境下，听觉系统需要对声波的精细结构进行存储以便对直达声和反射声进行有效的知觉整合，带来各种线索帮助听者在知觉层次上对目标声音和干扰声音进行分离，从而提高对目标声音的探测和识别，达到去掩蔽的作用。相对于年轻人而言，老年人在嘈杂环境中对目标言语的识别更加困难。听觉功能的下降与老年人认知障碍有重要的关联，老年人听觉系统的退行性变化会影响其言语感知和理解，进而阻碍其与外界的交流。. 本项目针对老龄特殊群体，研究在有较大双耳时间延迟的条件下老年人对声音精细结构的保持能力以及在言语掩蔽条件下老年人对目标直达声和反射声进行知觉整合的能力，接着我们通过具有较高空间分辨率的功能磁共振扫描（FMRI）研究手段来考察基于双耳整合的目标-掩蔽声像知觉分离去掩蔽作用所对应的神经机制。 项目研究考察了两个不同年龄被试组不同频率下声音精细结构瞬时存储能力，结果表明对双耳相关声音精细结构的知觉整合同时受到频率和双耳延迟的影响,研究结果进一步应用认知计算模型进行动态表示。. 项目实施中还考察了年轻被试组和老年被试组分别利用内容启动线索、语调线索去听觉信息掩蔽的能力，重点研究了老年人是否能利用知觉线索去信息掩蔽。我们通过研究年轻被试和老年被试基于合成语音的内容启动对噪声环境下言语认知的去掩蔽效果，发现了老龄对目标言语的内容启动能力的下降。为了更进一步研究哪些消除信息掩蔽的认知线索可以被老年特殊人群有效利，从而减少老年人在嘈杂环境中的认知困难，在项目的实施过程中，我们发现认知加工系统可以在知觉/认知层次上利用语调线索来减少或消除掩蔽，而且老年被试和年轻被试具备同样应用不同语调线索抗信息掩蔽的能力。. 为了本项目的顺利实施，我们优化了合成语音语料库，使得合成语音系统不仅能高质量合成出的实验语料还能对高层语言线索建模，创建了基于多空间概率分布隐马尔可夫模型的语言合成系统。本项目的研究成果可进一步为我国针对听力障碍者感觉和认知功能特点的科技产品提供理论支持。本项目支持发表的论文共计12篇，在人才培养方面，本项目的实施过程中共培养硕士研究生4人，指导学生参加各级学业竞赛获奖共3项。