Vowel processing in Italian pediatric cochlear-implant users: A behavioral and neurophysiological study

Gli impianti cocleari (IC) multicanale ripristinano parzialmente la sensazione uditiva nei bambini affetti da ipoacusia neurosensoriale congenita a livello bilaterale, soprattutto se l’IC viene chirurgicamente inserito prima del compimento di 3.5 anni [Sharma et al. 2002abc, 2005, 2007, 2009; Gilley et al. 2008]. Precedenti studi su bambini italiani portatori di IC unilaterale si sono concentrati sulle abilità uditive generali e sull’intelligibilità del parlato dei bambini sordi italiani [cf. Santarelli et al. 2009; Colletti et al. 2012; Caselli et al. 2012; Martines et al. 2013], ricorrendo esclusivamente a test logopedici somministrati a livello attentivo e concentrandosi prevalentemente su bambini sottoposti alla chirurgia per l’inserimento dell’IC dopo i 3.5 anni. Moltissimi studi hanno, invece, indagato l’elaborazione di singoli suoni linguistici e di coppie di suoni linguistici a livello corticale in bambini con IC non italiani che apprendono l’inglese [Kileny et al. 1997; Sharma et al. 2002abc, 2005, 2007; 2009; Gilley et al. 2008; Henkin et al. 2008], l’ebraico [Singh et al. 2004], l’olandese [Beynon et al. 2002] il tedesco [Ortmann et al. 2013] e il croato [Munivrana & Mildner 2013], ecc. Il presente lavoro si differenzia dagli studi precedenti per i seguenti motivi: i) questo studio si concentra sull’elaborazione corticale delle vocali; ii) ai soggetti pediatrici selezionati vengono presentati stimoli vocalici elicitati naturalmente e poi adeguatamente normalizzati per renderli acusticamente stabili ed omogenei, senza inficiarne la ‘genuinità’; iii) questo studio affianca all’uso di misure neurofisiologiche (gli ERPs uditivi) che monitorano l’elaborazione automatica delle vocali a livello corticale, l’uso di test comportamentali che monitorano l’elaborazione delle vocali a livello cosciente, ossia tramite l’emissione di una ‘risposta’. Il presente studio monitora l’elaborazione di cinque vocali singole (/u/, /i/, /e/, /o/, /a/) e di coppie di vocali, sia uguali (/u/-/u/, /i/-/i/, /e/-/e/, /o/-/o/, /a/-/a/) che diverse (/u/-/i/, /i/-/u/, /e/-/i/, /i/-/e/, /o/-/a/, /a/-/o/), sia a livello comportamentale (attentivo) che a livello neurofisiologico (automatico), in un gruppo di bambini sordi italiani portatori di IC unilaterale. Questi bambini hanno ricevuto l’IC ad un’età compresa fra 2.1 e 4.4 anni ed usano l’IC da almeno 2 anni (range: 2.4 – 8.1 anni). A livello comportamentale, ai bambini sono stati somministrati dei test di categorizzazione e di discriminazione vocalica. A livello neurofisiologico, invece, è stata registrata passivamente l’attività EEG mentre i bambini guardavano un cartone animato senza audio e, al posto dell’audio del cartone, venivano presentate loro acusticamente le vocali in sottofondo. Dall’attività EEG acquisita sono state estratte le componenti P1, N1 e MMN che indicizzano la detezione, la categorizzazione e la discriminazione degli stimoli uditivi, sia di tipo linguistico, a livello neurale nella corteccia uditiva. Le performances dei bambini con IC sono state confrontate con quelle di un gruppo di bambini normoacusici (NH) matchato in base all’età dei bambini con IC. Questo studio ha anche esplorato se, e in che misura, alcuni fattori esterni fossero eventualmente suscettibili di influire sull’elaborazione delle vocali nei bambini con IC. Questi fattori sono: i) il timbro vocalico; ii) le caratteristiche articolatorie delle vocali; iii) la maggior vs. minor distanza Euclidea che caratterizza le coppie di vocali; iv) la differente specificazione delle vocali in termini di tratti fonologici e, più in particolare, la direzionalità del cambiamento nella stessa fra la prima e la seconda vocale di ciascuna coppia; v) la maggior vs. minor precocità con cui avviene la chirurgia; e vi) il maggior vs. minor periodo di uso dell’IC. I principali risultati del presente studio sono i seguenti. La principale differenza emersa fra il livello comportamentale e quello neurofisiologico consiste nel fatto che i bambini con IC incontrano delle difficoltà nell’elaborazione delle coppie di vocali a livello comportamentale, ma non a livello neurofisiologico; al contrario, per quanto riguarda l’elaborazione delle singole vocali, i bambini con IC incontrano delle difficoltà a livello neurofisiologico, ma non a livello comportamentale. Inoltre, a livello neurofisiologico, i bambini con IC risultano avere delle difficoltà a livello uditivo, ma non a livello cognitivo. In effetti, sebbene i bambini con IC siano meno precisi di quanto dovrebbero nella detezione e nella categorizzazione delle singole vocali, che sono processi uditivi, essi non incontrano alcuna difficoltà nella discriminazione delle coppie di vocali, che è un processo cognitivo. Né l’età alla chirurgia né il periodo di uso dell’IC influiscono in alcun modo sull’elaborazione delle vocali a livello comportamentale. Tuttavia, a livello neurofisiologico, può succedere che i bambini che hanno ricevuto l’IC prima di 3.4 anni e/o che lo usano da almeno 5.8 anni riescano ad elaborare le singole vocali e le coppie di vocali in maniera più efficace e/o più accurata. Gli altri fattori esterni studiati, ossia il timbro vocalico, le caratteristiche articolatorie delle vocali, la distanza Euclidea che caratterizza le coppie di vocali e la differente specificazione delle vocali in termini di tratti fonologici, invece, non influiscono in maniera significativa sull’elaborazione delle vocali né a livello comportamentale né a livello neurofisiologico.