不同類型噪聲對(duì)學(xué)齡前聽障兒童短時(shí)記憶的影響

潘雨晨 肖永濤

1 引言

記憶是一個(gè)復(fù)雜的心理過程，根據(jù)大腦中信息的存在時(shí)間，包括瞬時(shí)記憶、短時(shí)記憶（short-term memory，STM）、長(zhǎng)期記憶和永久記憶4種[1]。短時(shí)記憶是指信息在頭腦中保持2分鐘以內(nèi)的記憶，保留時(shí)間短，容量有限。STM與兒童的語言和認(rèn)知發(fā)展密切相關(guān)，包括智力、閱讀、數(shù)學(xué)等。有學(xué)者對(duì)15名人工耳蝸植入兒童進(jìn)行語言、認(rèn)知及短時(shí)記憶測(cè)試，發(fā)現(xiàn)STM對(duì)新單詞的學(xué)習(xí)及語法的接收和表達(dá)有重要影響[2]，有助于改善聽障兒童的口語表達(dá)和書面閱讀能力[3]。Kronenberger[4]對(duì)66名6～16歲人工耳蝸植入兒童進(jìn)行為期2年的數(shù)字記憶廣度及語音和語言技能跟蹤，發(fā)現(xiàn)兒童的STM可以預(yù)測(cè)其未來的語言理解能力。語言能力還會(huì)影響短時(shí)記憶，當(dāng)兒童有足夠的詞匯量時(shí)，便可以利用其語言儲(chǔ)備在STM測(cè)試中進(jìn)行合理猜測(cè)[5]，這種“自上而下”的支持有利于提高STM。

在嘈雜環(huán)境中聽障兒童的學(xué)習(xí)能力明顯低于健聽兒童，有可能是受到背景噪聲的影響，短時(shí)記憶能力下降，影響概念的建立[6]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)中心頻率不斷變化的寬帶脈沖噪聲顯著削弱受試者的STM能力[7]。音樂訓(xùn)練有助于提高短時(shí)記憶能力，可通過舒緩音樂恢復(fù)記憶[6，8]。學(xué)者還探索了語音噪聲和交通噪聲對(duì)STM的影響，但結(jié)果缺乏一致性。上述研究大多集中于一種環(huán)境，缺乏不同環(huán)境的比較。為了更好地探索STM與聆聽環(huán)境之間的關(guān)系，本實(shí)驗(yàn)使用生活中常見物品的圖片作為刺激材料，比較不同環(huán)境下（安靜、舒緩音樂、交通噪聲、言語噪聲）聽障兒童的短時(shí)記憶容量，為聽障兒童進(jìn)行記憶訓(xùn)練、提高其記憶效果提供基礎(chǔ)。

2 方法

2.1 被試

15名3～7 歲聽障兒童，包括10名男性和5名女性，平均年齡4.67±1.06歲。被試均為雙側(cè)對(duì)稱感音神經(jīng)性聽力損失，其中9名極重度聽力損失兒童雙側(cè)植入人工耳蝸（CI），另6名雙耳重度聽力損失兒童雙側(cè)選配助聽器(HA)，聽力補(bǔ)償和重建效果均在適合或最適范圍，納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡3～7歲；（2）在語訓(xùn)部進(jìn)行聽覺康復(fù)訓(xùn)練半年以上；（3）能理解日常的生活用語，熟知常見的動(dòng)物、水果等，并能從圖片中找出；（4）無視覺障礙，智力遲鈍和/或發(fā)育障礙。

2.2 測(cè)試工具

測(cè)試場(chǎng)所選用一個(gè)安靜的房間，背景噪音小于40 dB（A）。實(shí)驗(yàn)在4種環(huán)境中進(jìn)行，包括安靜、舒緩音樂、交通噪音和言語噪音。舒緩音樂為Kevin Kem的“in my life”鋼琴曲,交通噪聲和言語噪聲均來自中國(guó)聽力語言康復(fù)研究中心的背景噪聲光盤。背景音樂由計(jì)算機(jī)播放，受試者坐在計(jì)算機(jī)屏幕正前約50厘米處，呈0°，使用聲級(jí)計(jì)(B&K2250型精密噪聲分析儀)在參考測(cè)試點(diǎn)(兒童頭部位置)測(cè)量并調(diào)整聲音強(qiáng)度，將交通噪音、言語噪聲和舒緩音樂的聲級(jí)水平設(shè)定為中等強(qiáng)度[56.4 dB（A）][9]，確保到達(dá)受試者耳朵的聲音強(qiáng)度相等。受試兒童的助聽器或人工耳蝸的降噪功能均關(guān)閉，其余設(shè)置保持不變。

測(cè)試材料是一系列生活中常見圖片，如牛奶、蘋果等，均居中呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)白色全屏幕背景上,每個(gè)圖片大小一致，隨機(jī)呈現(xiàn)。

2.3 測(cè)試程序

被試在4種不同環(huán)境下（安靜環(huán)境、交通噪音、言語噪聲和舒緩音樂）完成短時(shí)記憶測(cè)試。被試的任務(wù)是在一系列無關(guān)圖片依次呈現(xiàn)后按照正確的順序回憶。所有被試從長(zhǎng)度為1的圖片系列開始測(cè)試，每個(gè)長(zhǎng)度3次嘗試。如果3次嘗試中有2次以上(包括2次)的正確回憶，圖片系列數(shù)量自動(dòng)加1后繼續(xù)進(jìn)行；如果3次嘗試中出現(xiàn)連續(xù)2次錯(cuò)誤，實(shí)驗(yàn)將自動(dòng)終止。每張圖片記1分，圖片數(shù)量即為總得分，最后受試者通過的最大系列長(zhǎng)度即短時(shí)記憶廣度成績(jī)。

2.4 統(tǒng)計(jì)方法

使用SPSS 24.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果不滿足正態(tài)分布，采用中位數(shù)M [IQR]（四分位距）表示。以背景噪聲作為分組，不同環(huán)境下的短時(shí)記憶比較采用非參數(shù)檢驗(yàn)Friedman，比較不同環(huán)境中的結(jié)果。使用性別或聽力補(bǔ)償方式作為分組條件，各組之間的比較通過Mann-Whitney U進(jìn)行檢驗(yàn)。P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 結(jié)果

聽障兒童不同環(huán)境下的短時(shí)記憶容量存在顯著差異（P＜0.05），說明4種環(huán)境的聽障兒童短時(shí)記憶容量不同，見表1。進(jìn)一步配對(duì)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，言語噪聲-安靜環(huán)境和言語噪聲-舒緩音樂存在顯著差異（P＜0.05），說明言語噪聲下的短時(shí)記憶容量明顯小于舒緩音樂和安靜環(huán)境。不同性別聽障兒童在4種環(huán)境下的短時(shí)記憶容量無顯著差異（P＞0.05）。不同聽力補(bǔ)償方式的聽障兒童短時(shí)記憶容量也不存在顯著差異（P＞0.05）。無論是何種性別或補(bǔ)償方式，均為言語噪聲下記憶結(jié)果最低。

表1 不同環(huán)境下聽障兒童的短時(shí)記憶容量

4 討論

短時(shí)記憶是一個(gè)容量有限的系統(tǒng)，提供暫時(shí)存儲(chǔ)和處理復(fù)雜認(rèn)知任務(wù)所需的信息，如語言理解、學(xué)習(xí)和推理。短時(shí)記憶的信息容量通常為7±2個(gè)組塊[10]，而該實(shí)驗(yàn)結(jié)果遠(yuǎn)小于參考值，說明聽障兒童存在短時(shí)記憶功能缺陷。Pisoni等[11]發(fā)現(xiàn)人工耳蝸植入兒童的數(shù)字記憶廣度顯著降低，與本研究結(jié)果相似。短時(shí)記憶通常是基于聽覺特征，當(dāng)進(jìn)入記憶過程時(shí)，即使是視覺呈現(xiàn)的刺激材料也會(huì)經(jīng)歷視覺到聲音的轉(zhuǎn)換，其編碼仍具有聽覺或聲音屬性。由于聽障兒童缺乏早期的聽覺經(jīng)驗(yàn)，其聽覺編碼能力受到損害，信息進(jìn)行聽覺轉(zhuǎn)換的速度降低，可能造成短時(shí)記憶功能的缺陷。Watson[12]在人工耳蝸植入兒童中觀察到事件誘發(fā)電位與工作記憶之間的關(guān)聯(lián)似乎受到干擾也證實(shí)了上述觀點(diǎn)。

其次，短時(shí)記憶和語音識(shí)別密切相關(guān)，聽者在語音識(shí)別時(shí)常利用記憶容量提取并存儲(chǔ)信息，以便與以后的輸入集成。健聽兒童能夠以最小的工作記憶參與進(jìn)行有效的詞匯匹配，而聽障兒童可能難以找到詞匯匹配，更大程度上依賴記憶容量填補(bǔ)缺失的聲音信息，故記憶容量較差的患者容易出現(xiàn)語音識(shí)別問題，易受到語音信號(hào)失真的影響，給信息提取和處理造成負(fù)擔(dān)。由此可推斷，聽障兒童易受到噪聲影響與其短時(shí)記憶能力缺陷可能存在內(nèi)在聯(lián)系。

舒緩和信息量低的音樂可能會(huì)引起中等程度的覺醒，這是一種大腦活動(dòng)和諧有效的狀態(tài)，有利于短時(shí)記憶[8]。該實(shí)驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)舒緩音樂與安靜環(huán)境之間存在顯著差異，表明舒緩音樂無法提高記憶能力。實(shí)際在記憶測(cè)試中，受試者的動(dòng)機(jī)和意志通常會(huì)很強(qiáng)，情緒緊張，大腦的覺醒水平也會(huì)相應(yīng)提高。即使經(jīng)過一段時(shí)間舒緩音樂的處理后，對(duì)方獲得了合適的喚醒狀態(tài)，該狀態(tài)也難以保持，一旦有其他刺激，如關(guān)門，這種喚醒水平就會(huì)被破壞。除此之外，音樂對(duì)短時(shí)記憶的促進(jìn)作用與個(gè)人音樂修養(yǎng)和聲音敏感性有關(guān)，然而本實(shí)驗(yàn)受試者音樂素養(yǎng)一般，對(duì)音樂刺激本身也不敏感，難以通過舒緩音樂提高記憶力。

本研究結(jié)果表明，競(jìng)爭(zhēng)性語音噪聲下的STM明顯低于安靜環(huán)境和舒緩音樂，發(fā)生了不相關(guān)言語效應(yīng)（irrelevant speech effect，ISE）。不相關(guān)言語效應(yīng)(ISE)指即使事先告知被試不要留意無關(guān)的言語聲音，該聲音刺激仍對(duì)個(gè)體當(dāng)下的視覺序列回憶成績(jī)產(chǎn)生不可抗拒的干擾[13]。對(duì)ISE現(xiàn)象的解釋通?；谑欠褡⒁獠幌嚓P(guān)的聲音及其聲音的時(shí)間特性和存儲(chǔ)任務(wù)的處理負(fù)載[14，15]。

心理學(xué)家通過雙耳聽覺和跟蹤實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了“雞尾酒會(huì)的現(xiàn)象”，記憶與注意力狀態(tài)之間的關(guān)系引起人們的注意。言語噪聲的存在不利于兒童注意力的集中和分布，導(dǎo)致部分任務(wù)編碼記憶的忽略。其次噪音的時(shí)間特性對(duì)短時(shí)記憶有重要影響。兒童日常聲學(xué)環(huán)境中的競(jìng)爭(zhēng)聲音具有不同的聲學(xué)特征，從相對(duì)穩(wěn)定的噪音(如通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)出的噪音)到具有波動(dòng)時(shí)間和頻譜特征的聲音(如言語噪聲)。通常正常兒童在9～10歲時(shí)穩(wěn)定噪聲下的語音識(shí)別能力可達(dá)到成人水平，而間歇性噪聲下的語音識(shí)別需到13歲甚至更大時(shí)才能接近成人水平，毫無疑問間歇性噪音比連續(xù)噪音對(duì)信息提取過程更具破壞性。間歇性噪聲模式造成注意力遠(yuǎn)離任務(wù)，導(dǎo)致執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)時(shí)性能下降，損害編碼新信息和/或執(zhí)行響應(yīng)的速度，受試者需要花費(fèi)更多的精力和意志努力完成目標(biāo)，隨著記憶數(shù)目的增加，兒童情緒易受影響，阻礙任務(wù)的執(zhí)行。

由此可見，言語噪聲作為生活中常見的噪聲，對(duì)短時(shí)記憶任務(wù)是一種巨大的挑戰(zhàn)，會(huì)引起兒童分心，不適、壓力和煩惱感增加，降低記憶容量，對(duì)兒童交流和學(xué)習(xí)產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，如何在復(fù)雜的聲學(xué)環(huán)境中有效地進(jìn)行信息提取至關(guān)重要。首要任務(wù)應(yīng)該改善聆聽環(huán)境，降低甚至避免不相關(guān)噪聲，尤其是言語噪聲。針對(duì)兒童的環(huán)境噪聲暴露，現(xiàn)有的指導(dǎo)方針建議在學(xué)校教室上課時(shí)環(huán)境噪聲不應(yīng)超過35 dB HL，以防語言清晰度和聽覺信息受到干擾。但這是一個(gè)較低的噪音暴露水平，實(shí)際生活中較難達(dá)到，聽障兒童往往需要更大的信噪比。因此在降噪的同時(shí)，應(yīng)該提高聽障兒童在言語噪聲下的語音識(shí)別能力，一方面優(yōu)化助聽設(shè)備的降噪功能，提高信噪比，如使用FM系統(tǒng)，另一方面鍛練聽障兒童的聆聽技巧，改善注意分配，提升記憶容量。

出乎意料的是交通噪聲并未對(duì)STM產(chǎn)生顯著影響。首先交通噪聲不包含有意義的語音成分，頻譜特征比較穩(wěn)定，屬于連續(xù)噪聲，在記憶任務(wù)開始時(shí)可能會(huì)引起參與者的注意，但隨著時(shí)間推移，受試者易出現(xiàn)適應(yīng)現(xiàn)象，對(duì)交通噪聲的注意程度降低。此外實(shí)驗(yàn)觀察到施加交通噪聲時(shí)，許多受試者出現(xiàn)明顯的口頭復(fù)述?？偹苤獜?fù)述有助于提高記憶效果，學(xué)者常使用語音復(fù)讀策略來鍛練聽障患兒的STM，顯然該研究的參與者通過意志努力消除了交通噪音的不良影響。據(jù)此，當(dāng)聲學(xué)環(huán)境的挑戰(zhàn)較小時(shí)，聽障兒童可通過提高主觀能動(dòng)性，利用復(fù)述等方法完成記憶和學(xué)習(xí)任務(wù)。

5 結(jié)論

背景噪聲可能會(huì)影響聽力障礙兒童的短時(shí)記憶，主要表現(xiàn)為言語噪聲的抑制作用，而舒緩音樂和交通噪聲沒有顯著影響。但由于該研究的樣本量和背景噪聲種類有限，且受到許多因素（如受試者狀態(tài)）的影響，結(jié)果可能會(huì)受到限制，因此可以進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量和噪聲種類來彌補(bǔ)該實(shí)驗(yàn)的不足。盡管如此，本實(shí)驗(yàn)對(duì)于研究背景噪聲對(duì)聽障兒童的短時(shí)記憶的影響及相應(yīng)的康復(fù)訓(xùn)練仍具有啟發(fā)性的價(jià)值。我們有理由假設(shè)長(zhǎng)期暴露于競(jìng)爭(zhēng)性言語噪聲中不利于聽障兒童的學(xué)習(xí)和記憶，故應(yīng)盡可能選擇相對(duì)安靜的環(huán)境進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，同時(shí)提高聽障兒童噪聲下的言語識(shí)別能力。