Speech-in-noise perception ability can be related to auditory efferent pathway function: a comparative study in reading impaired and normal reading children / Capacidade de percepção da fala no ruído pode estar relacionada à função da via auditiva eferente: estudo comparativo de crianças com dificuldade de leitura e com leitura normal

Abstract Introduction: Deficient auditory processing can cause problems with speech perception and affect the development and evolution of reading skills. The efferent auditory pathway has an important role in normal auditory system functions like speech-in-noise perception, but there is still no general agreement on this. Objective: To study the performance of the efferent auditory system in a group of children with reading impairment in comparison with normal reading and evaluation of its relationship with speech-in-noise perception. Methods: A total of 53 children between the ages of 8-12 years were selected for the study of which 27 were with reading impairment and 26 were normal reading children. Transient evoked otoacoustic emissions suppression and auditory recognition of words-in-noise test were performed for all the children. Results: The average amplitude of transient evoked otoacoustic emissions suppression showed a significant difference between the two groups in the right (p = 0.004) and in the left ear (p = 0.028). Assessment of the relationship between transient evoked otoacoustic emissions suppression and monaural auditory recognition of words-in-noise scores showed a significant moderate negative relationship only in the right ear (p = 0.034, r = −0.41) of the normal reading children. Binaural auditory recognition of words-in-noise scores were significantly correlated with the amplitude of transient evoked otoacoustic emissions suppression in the right ear (p < 0.001, r = −0.75) and in the left ear (p < 0.001, r = −0.64) of normal reading children. In the reading impaired group, ?a weaker correlation was observed between binaural auditory recognition of words-in-noise scores and transient evoked otoacoustic emissions suppression in the right (p = 0.003, r = −0.55) and in the left ear (p = 0.012, r = −0.47). Conclusions: Transient evoked otoacoustic emissions suppression pattern in the reading impaired group was different compared with normal reading children, and this difference could be related to efferent system performance. Words-in-noise scores in children with impaired reading were lower than in normal reading children. In addition, a relationship was found between transient evoked otoacoustic emissions suppression and words-in-noise scores in both normal and impaired reading children.

Resumo Introdução: O processamento auditivo deficiente pode causar problemas na percepção da fala e afetar o desenvolvimento e a evolução das habilidades de leitura. A via auditiva eferente tem um papel importante nas funções do sistema auditivo normal, como a percepção da fala no ruído, mas ainda não há um consenso sobre isso. Objetivo: Estudar o desempenho do sistema auditivo eferente em um grupo de crianças com dificuldade de leitura em comparação às com leitura normal e avaliação de sua relação com a percepção da fala no ruído. Método: Foram selecionadas para o estudo 53 crianças entre oito e 12 anos, das quais 27 tinham dificuldade de leitura e 26 apresentavam leitura normal. A avaliação por emissões otoacústicas evocadas transientes e o teste auditory recognition of words-in-noise foram feitos em todas as crianças. Resultados: A amplitude média da supressão das emissões otoacústicas evocadas transientes mostrou diferença significante entre os dois grupos na orelha direita (p = 0,004) e esquerda (p = 0,028). A avaliação da relação entre a supressão das emissões otoacústicas evocadas transientes e os escores monoaurais do teste auditory recognition of words-in-noise mostrou uma relação negativa moderadamente significante apenas na orelha direita (p = 0,034, r = -0,41) das crianças com leitura normal. Os escores binaurais do auditory recognition of words-in-noise foram significantemente correlacionados com a amplitude de supressão das emissões otoacústicas evocadas transientes na orelha direita (p < 0,001, r = -0,75) e na orelha esquerda (p < 0,001, r = -0,64) das crianças com leitura normal. No grupo com dificuldade de leitura, uma correlação mais fraca foi observada entre os escores binaurais do auditory recognition of words-in-noise e supressão das emissões otoacústicas evocadas transientes, na orelha direita (p = 0,003, r = -0,55) e na esquerda (p = 0,012, r = -0,47). Conclusões: O padrão de supressão das emissões otoacústicas evocadas transientes no grupo com dificuldade de leitura foi diferente em comparação com as crianças com leitura normal e essa diferença pode estar relacionada ao desempenho do sistema eferente. Os escores de palavras no ruído em crianças com dificuldade de leitura foram menores do que nas crianças com leitura normal. Além disso, foi encontrada uma relação entre a supressão das emissões otoacústicas evocadas transientes e os escores de palavras no ruído tanto em crianças com leitura normal quanto nas com dificuldade de leitura.

Desde la corteza auditiva a la cóclea: progresos en el sistema eferente auditivo / From auditory cortex to cochlea: progress in the auditory efferent system

El sistema eferente auditivo está constituido por el sistema olivococlear y por vías descendentes que provienen de la corteza auditiva y se dirigen a la cóclea. El sistema olivococlear se divide en una porción medial y una lateral, con neuronas que inervan a las células ciliadas externas y a fibras del nervio auditivo respectivamente. El principal neurotransmisor de las sinapsis olivococleares es acetilcolina, y tanto las células ciliadas externas como las fibras del nervio auditivo poseen receptores para esta molécula. El sistema eferente córtico-coclear se origina en la capa V y VI de la corteza auditiva y proyecta a los colículos inferiores y complejo olivar superior, donde a través del sistema olivococlear se conecta con el órgano receptor auditivo. En este artículo se revisan importantes hallazgos obtenidos en los últimos años que involucran (i) nuevos neurotransmisores y receptores del sistema eferente auditivo; (ii) vías descendentes de la corteza auditiva y su rol fisiológico sobre las respuestas cocleares y (iii) rol del sistema eferente auditivo en patologías audiológicas y neuropsiquiátricas.

The auditory efferent system is composed by the olivocochlear fibers and descending projections that originate in the auditory cortex and end in the cochlea. The olivocochlear system is divided into a medial and lateral division, with fibers directed to the outer hair cells and to the auditory nerve fibers respectively. It is known that acetylcholine is the main neurotransmitter of the olivocochlear synapses and that outer hair cells and auditory nerve fibers have receptors to this molecule. The cortico-cochlear efferent system originates in layers V and VI of the auditory cortex. These descending projections are directed to the inferior colliculus and superior olivary complex, a site in which the olivocochlear fibers emerge and connect the brain with the cochlear receptor. In this article recent discoveries obtained in the last years are reviewed: (i) new neurotransmitters and receptors of the olivocochlear system; (ii) anatomy and physiology of descending pathways from the auditory cortex to the cochlea and, (iii) clinical role of auditory efferents in audiological and neuropsychiatric pathologies.

Efecto de supresión eferente de las emisiones otoacústicas transientes y discriminación de habla en ruido / Efferent suppression of transient-evoked otoacoustic emissions and speech discrimination in noise

El tracto olivo-coclear medial ha sido ampliamente estudiado en animales de experimentación y clínicamente en humanos. Se ha sugerido que una de sus funciones se relaciona con la discriminación del habla en presencia de ruido de fondo. Actualmente no se cuenta con estudios sistemáticos de las posibles correlaciones entre el efecto de supresión eferente y el rendimiento en tareas de discriminación de habla en ruido. Por lo anterior, en nuestro laboratorio estamos investigando los valores del efecto de supresión y cómo estos pueden relacionarse con tareas de discriminación del habla. En el presente artículo se reportan los resultados de un estudio piloto en esta materia. Un grupo de 45 sujetos adultos y auditivamente normales fueron estudiados. Los procedimientos incluyeron emisiones otoacústicas transientes, efecto de supresión de las emisiones otoacústicas transientes, reflejos acústicos ipsi y contralaterales (para las frecuencias 0.5, 1, 2 y 4 KHz) y la prueba de HINT. No se encontraron diferencias estadísticamente significativas para el efecto de supresión eferente entre ambos oídos. Por otra parte, no se observaron correlaciones entre la amplitud del efecto de supresión y los valores obtenidos en la prueba de HINT para las subpruebas de habla en ruido. Se discuten los hallazgos encontrados y la necesidad de futuras investigaciones.

The medial olivo-cochlear bundle has been widely studied in experimental animals and clinically, in human subjects. It has been suggested that one of the functions of this bundle relates to the discrimination of speech in the presence of background noise. No systematic studies of possible associations between the efferent suppression of otoacustic emissions (OAEs) and performance on speech-in-noise tasks has been carried out. For this reason, we are investigating the amplitude of the efferent suppression of OAEs and how this may be associated with performance on speech-in-noise tasks. The results of a pilot study on this topic are addressed in this manuscript. A total of 45 normal-hearing adult subjects were studied. Transient-evoked OAEs (TEOAEs), the efferent suppression of TEOAEs, ipsi and contralateral acoustic reflexes (0.5, 1, 2, and 4 HHz) were obtained and the hearing-in-noise-test (HINT) was administered to all the subjects selected. No significant differences were found in the efferent suppression of TEOAEs between ears. No significant correlations between results for the efferent suppression of TEOAEs and those for the HINT were found. These results and the need for further research are discussed.

Age impact on the eferent system actitivies in cochlear mechanical properties in normal hearing individuals / Influência da idade na atividade do sistema eferente nas propriedades mecânicas da cóclea de ouvintes normais

The medial olivocochlear tract has efferent control over the outer hair cells, regulating the slow contractions and damping the fast ones. Using ipsilateral, contralateral or bilateral otoacoustic emissions amplitude studies, it is possible to estimate the conditions of this tract, since the effect resulting from the reduction/suppression of these emissions indicate the tract's functioning. Aging implies an activity reduction in the central auditory system, because of the degeneration of the structures involved in hearing skills. AIM: our goal was to investigate the effects of age on the activities of this tract on the cochlea, through the analysis of the emissions' amplitude with contralateral acoustic stimulation. MATERIALS AND METHODS: Our series was made up of 75 individuals grouped according to age. The methodology was conventional, with a linear click and a white noise. CASE STUDY: the analysis considered the response from both ears and the comparison between the groups. RESULTS: the results show a statistically significant difference between the emissions' response with and without contralateral acoustic stimulation in the individuals between 20 and 39 years of age. The emissions reduction/suppression effect reduced with age (fourth decade). CONCLUSION: aging impairs the tract effectiveness.

O trato olivococlear medial realiza o controle eferente das células ciliadas externas, regulando as contrações lentas e atenuando as rápidas. Com a pesquisa da amplitude das emissões otoacústicas sem e com estimulação acústica contra, ipsi ou bilateralmente, é possível estimar as condições desse trato, uma vez que o efeito resultante de redução/supressão das emissões indica seu funcionamento. O envelhecimento implica em diminuição da atividade do sistema auditivo central, em função da degeneração das estruturas envolvidas nas habilidades auditivas. OBJETIVO: O objetivo foi investigar o efeito da idade na atividade do trato sobre a cóclea, com a análise da amplitude das emissões com estimulação acústica contralateral. MATERIAL E MÉTODO: A casuística foi composta por 75 indivíduos agrupados conforme a idade. A metodologia foi o modo convencional, com clique linear e o ruído branco. ESTUDO DE CASO: A análise considerou a resposta das orelhas e a comparação entre os grupos. RESULTADOS: Os resultados revelam diferenças estatisticamente significantes entre o response das emissões sem e com estimulação acústica contralateral, nos indivíduos (20 a 39 anos). O efeito redução/supressão das emissões diminui com a idade (quarta década). CONCLUSÃO: O envelhecimento prejudica a efetividade da atividade do trato.

Sistema auditivo eferente: efeito no processamento auditivo / Efferent auditory system: its effect on auditory processing

O processamento da informação sonora depende da integridade das vias auditivas aferentes e eferentes. O sistema auditivo eferente pode ser avaliado por meio dos reflexos acústicos e da supressão das emissões otoacústicas. OBJETIVO: Verificar a atividade do sistema auditivo eferente, por meio da supressão das emissões otoacústicas (EOA) e da sensibilização do reflexo acústico no distúrbio de processamento auditivo. CASUÍSTICA E MÉTODO: Estudo prospectivo: 50 crianças com alteração de processamento auditivo (grupo estudo) e 38 sem esta alteração (grupo controle), avaliadas por meio das EOA na ausência e presença de ruído contralateral e da pesquisa dos limiares do reflexo acústico na ausência e presença de estímulo facilitador contralateral. RESULTADOS: O valor médio da supressão das EOA foi de até 1,50 dB para o grupo controle e de até 1,26 dB para o grupo estudo. O valor médio da sensibilização dos reflexos foi de até 14,60 dB para o grupo estudo e de até 15,21 dB para o grupo controle. Não houve diferença estatisticamente significante entre as respostas dos grupos controle e estudo em ambos os procedimentos. CONCLUSÃO: O grupo estudo apresentou valores reduzidos na supressão das EOA e valores aumentados na sensibilização do reflexo acústico, em relação ao grupo controle.

Auditory processing depends on afferent and efferent auditory pathways integrity. The efferent auditory system may be assessed in humans by two non-invasive and objective methods: acoustic reflex and otoacoustic emissions suppression. AIM: Analyze the efferent auditory system activity by otoacoustic emission suppression and acoustic reflex sensitization in human subjects with auditory processing disorders. METHOD: Prospective study: fifty children with auditory processing disorders (study group) and thirty-eight children without auditory processing disorders (control group) were evaluated using otoacoustic emission with and without contralateral noise; and acoustic reflex with and without contralateral facilitating stimuli. RESULTS: OAE suppression mean value was equal to or less than 1.50 dB for the control group, and equal to or less than 1.26 dB for the study group. The mean sensitization reflex value was equal to or less than 14.60 dB for the study group and equal to or less than 15.21 dB for the control group. There was no statistically significant difference between the responses from the control group and the study group in both procedures. CONCLUSION: The study group had lower OAE suppression values and higher acoustic reflex sensitization values when compared to the control group.

A Study on the Spinoreticulocerebellar Tract in Chickens

The spicoreticulocerebellar (SRC) tract is an indirect spinocerebellar tract formed by the reticular formation (RF), which is connected to the cerebellum and spinal cord. The RF receives ascending fibers to both the spinal enlargement and sends descending fibers to the cerebellum. This study demonstrated that the connectivity of the neurons in the RF is concerned to the cerebellum and spinal cord using the anterograde projection with biotinylated dextran amine (BDA) and retrograde labeling with wheat germ agglutinin-horseradish peroxidase (WGA-HRP). Until now, a preliminary study in mammals has dealt with the afferent and efferent pathways in separating groups of neurons in the RF. There are only few reports on chickens. This study examined the SRC tract in chickens. Following bilateral injections we injected BDA into chicken spinal cord (lumbosacral enlargement) and WGA-HRP into the cerebellum. Both of single- and double-labeled cells were found within the RF. The spinoreticular axons were mainly distributed from the potomedullary junction to the rostral medulla in the rostro-caudally RF levels, for example, nucleus of reticularis (n. r.) pontis oralis, locus coeruleus, n. r. pontis caudalis, n. r. pars gigantocellularis, n. r. gigantocellularis and n. r. parvocellualris. Reticulocerebellar labeling by the WGA- HRP was found in the same place as well as that of the BDA-projection. We observed that the proportion and location of double labeling cells in the chicken were almost similar in each level, comparing to the rodents. These results suggest that the reticular formation is strongly related to the spicoreticulocerebellar tract in chickens.

A search for a mesencephalic periaqueductal gray-cochlear nucleus connection

Peroxidasa del rábano (HRP), introducida en la substancia grisperiacueductal mesencefálica (PAG) y en la region del complejo olivar superior lateral, demostró la existencia de vías indirectas desde estas zonas hacia el núcleo coclear (NC). No habiéndose demostrado vías directas, hemos propuesto conexiones indirectas a través del ya conocido sistema auditivo eferente. Los resultados obtenidos sugieren tres posibilidades: 1) La PAG está conectada al complejo olivar superior lateral donde existen neuronas cuyas fibras eferentes llegan hasta el NC; 2) Neuronas localizadas en la PAG dorsal demonstraron estar conectadas con el colículo inferior (IC). Se postula la posibilidad que estas fibras PAG-IC hagan sinapsis con neuronas conocidas cuyos axones van desde el IC hasta el NC; 3) Neuronas del cuerpo trapezoide, que comunican con el NC, están también conectadas hacia y desde la PAG. Un estudio electrofisiológico previo (1) ha demostrado cambios en la frecuencia y en la probabilidad de descarga de las neuronas de NC como consecuencia de la estimulación de la PAG. Se postuló además una acción, a través de encefalinas, de la PAG sobre el NC. Los resultados actuales apoyan, anatómicamente, las acciones funcionales de la PAG sobre el NC descritas