老年人听配能调控行为初探与启发

张敏 Catherine V. Palmer

统计数据显示，未经干预的老年听力下降会引起社会隔离[1]、认知衰退[2]、抑郁[3]、跌倒[4]、提早退休[5]、再次入院[6]、死亡率上升[7]、身体总体健康状况和生活质量的急剧下降[8]等不良后果，导致个人、家庭和社会医疗成本及负担[9,10]的增加。对老年听力下降的早期干预是潜在的经济有效的应对方案。然而，即使在听力卫生服务发达国家，老年听障者接受听觉康复干预的比例仍不足20%[11]，在我国则低于10%[12]。

老年听障者有两个突出的与主动康复缺乏有关行为现象，值得学者关注，其一是自我社会孤立，对参与需要聆听和语言交流的社会活动能动性明显下降；其二是在言语沟通过程中，倾向于依赖说话者改变说话方式（如增大音量，语速放慢，重复表达等），而很少主动通过自己的大脑对缺失的言语信息进行填补。这两个看似简单直观的现象背后，实际存在复杂的与耳聋和增龄相关的听觉认知神经生理和行为学机制——听配能（listening effort）调控机制。

该机制能够阐明耳聋和增龄与大脑中枢听觉、认知（包括语言、注意、记忆、执行控制等）和情感功能衰退的关系，以及听觉认知资源（即听配能）主动调用的触发因素和分配原则，并且预测听配能对听觉困难实施代偿的潜在神经认知通路及行为效果。因此，研究老年听障者听配能调控机制，将有助于揭示其缺乏主动代偿言语沟通障碍能动性的本质，并指导我们从行为、认知和神经科学的角度探索有效激发其听觉潜能和言语沟通积极性的早期干预方法。

既往文献中，对老年人听配能的研究数量远少于对年轻成年人听配能的研究，因为老年人对听配能驱动因子的敏感度和听配能客观生理测量的信效度等方面与年轻人都有很大区别，从而增加了研究的复杂度和难度。

在近10年关于老年人听配能的研究中我们看到，当言语受到背景噪音干扰（如言语形态噪音或多人说话声）或语义干扰时，听觉任务难度提高，老年人听配能的支出增加[13,14]。而且，老年人比年轻人在同等声学条件下要花费更多的听配能，表现于瞳孔扩张增加[15]，长潜伏期听觉诱发电位幅值升高[16]，双任务范式中次要任务（如视觉追踪、振触辨认）准确度的降低和反应时间延长[17～19]，或者自觉听配能评分升高[20]。研究表明，健听成年人在40岁左右开始出现听配能增加[21]。在听力正常的老年人中，认知功能与听配能的调用呈显著相关，Harvey及其同事[13]发现，单词记忆能力和工作记忆能力越强以及决策速度越快，完成复杂听觉任务所花费的听配能越少。

以往关于老年人听配能的研究强调了外在任务难度和个体内在认知能力对听配能的影响，但实质上两个因素仍属于同一个维度——任务负荷，外在任务难度代表了绝对任务负荷，个体内在认知能力反映了相对任务负荷。因此，目前对老年人听配能调控的认识可总结为：感知任务难度的增加会激发听配能的支出。然而，是否老年人无论在什么条件下都会动用更多的大脑认知资源以克服困难去聆听，老年听障者如何应对持续听配能投入带来的疲倦，他（她）们根据什么来决定听配能的分配？

目前，仅有证据表明，年轻的健听者和听障者对听配能的调控不仅受到上述任务负荷的影响，还取决于情感因素（如奖励和任务重要性）[22,23]。数据显示，如果在难度高的听觉任务中给予奖励，聆听者会进一步增加听配能的支出。但老年健听者和听障者是否对这些驱动因素有与年轻人相同的反应尚未可知，迄今还没有针对老年听障者听配能调控机制的行为和神经功能网络理论研究。

作为探索性的尝试，笔者对上海市14位社区老年受试者（健听者3名，听障者11名）开展了小范围行为学预实验，主要目的是：①测验言语理解材料是否适用于老年人；②测验选取的语速范围是否适用于老年人；③测验老年人听配能调控行为表现是否符合Hockey二级代偿控制模型[24]的预测。采用的言语刺激信号是由两个描述性短句加一个短问句组成的长句（例句：书包在篮球的左边，篮球在电话的左边，请问书包在电话的哪边？）受试者的任务是通过电脑键盘以最快的速度回答三个物体中两两之间的空间位置（前、后、左或者右）。实验中，给予老年受试者3个级别的语速（慢速195字/分钟、正常速240字/分钟和快速312字/分钟）。在改变语速的基础上，另外给予任务结果反馈，即实时告诉受试者答题的结果。但这些反馈是“虚假”反馈，而非“诚实”反馈。言语理解任务在3种条件下完成：无反馈、正绩效反馈和负绩效反馈。正绩效反馈是电脑在受试者应答后随机给予反馈信号以告知受试者“你回答正确”，预设的正反馈比例占测试项总数的65%，跟受试者实际任务表现无关。在负绩效反馈测试条件下，受试者有65%的时间得到信息“你回答错误”，同样，该负反馈并不代表受试者的真实任务表现。收集平均反应时间（response time,RT）作为听配能的间接指标，言语理解准确度（accuracy）作为任务表现。

研究表明，研究老年人听配能调控行为规律时采用言语理解任务是合适的。聆听是一个有目的的主动过程，而这个目的通常是达到言语理解——高级的言语信号处理。判断个体是否理解言语，最直接的方法是给一个简单的语音指令让其完成，如果能完成，则说明听到并理解。言语理解任务相对于常用的言语识别任务的明显优势在于能够客观量化受试者反应，避免了方言和受试者教育程度对实验结果的干扰。只要受试者能够听懂标准普通话，就能记录到客观可靠的结果。

从预实验结果来看，用195～312字/分钟的语速范围测试听力正常老年人的语言理解认知功能是可行的，该小样本中平均任务完成准确率范围为38%～80% （图1左），未见天花板效应和地板效应。然而，同样的语速对于老年听障者则难度偏大，即使在平均年龄和可听度相等的条件下，平均任务完成准确率范围在31%～44%（图1右）。这说明耳聋影响了老年人认知功能，使处理言语信号的效率明显降低。这一结果提示，在测试老年听障者听觉潜能时需要将任务难度进一步降低，实验前确定个体最适任务难度范围可能是较好的方案，能使不同受试组间的感知任务负荷趋近等同。

笔者发现，老年健听者和听障者之间在调用听配能（反应时间）及其产生的实际任务表现结果有明显差异。具体为，当接收正反馈信息时，老年健听者的反应时间随语速的加快而增加（应答放缓）（图2左虚线），而且言语理解准确度较无反馈时明显提高，特别是在慢速和快速的语境下（图1左黑柱）。与之相反，老年听障者在接受正反馈信息时，反应时间明显减少（应答加快）（图2右虚线），达到老年健听者在自然条件下（无反馈）的水平，同时语言理解准确度显著升高，但任务表现改善的程度随着语速变快而减小，在慢速时，言语理解准确度的提升最为明显 （图1右黑柱）。

图2 健听老年人（左）和听障老年人（右）语速和正负绩效反馈对任务反应时间（听配能的间接指标）的交互作用

对照来看，当接收负反馈信息时，老年健听者同样延长了反应时间（应答放缓）（图2左灰线），在慢速和常速条件下，负反馈对任务表现的提升作用比正反馈更强 （图1左灰柱）；而在语速快时，言语理解准确度反而急剧下降到自然水平（无反馈）以下。对于老年听障者，负反馈并没有显著改变反应时间，但在慢速和常速条件下也激发了言语理解准确度的提升，但始终弱于正反馈的效果。在快速语境下，与健听者类似，负反馈引起了任务表现的下降（图1右灰柱）。

老年人对任务负荷和绩效反馈信息的整合判断及对应答的决策可能存在很大的个体差异。为了初步探索语速和绩效反馈对老年人听配能的影响是否与个体差异有关，在言语理解度测试结束后，请受试者完成《认知需求量表》和《情感需求量表》，评估个体对认知和受情绪影响的差异，分别与实验中语速控制的任务难度和正负绩效反馈诱发的情绪变化相关联。笔者观察到，老年人个性差异影响了某些测试条件下听配能的分配和任务完成的质量。个体《认知需求量表》得分与快语速（难度最高）并接收正反馈条件下的反应时间显著相关，认知需求越高，反应时间越短（即反应速度越快）（图3）。《情感需求量表》得分与常语速正反馈条件下的言语理解准确度显著相关，情感需求越高，越容易受情绪影响，任务表现越差（图4）。

图3 快语速正反馈条件下，听配能（由任务反应时间间接指示）与个体认知需求得分的关系

图4 中语速无反馈条件下，个体情感需求得分与的言语理解准确度之间的关系

从该小样本的初探结果看出，在老年健听者中，任务难度和正负绩效反馈均能够影响听配能的调控，两因素存在交互作用，对听配能激发和分配的影响基本符合Hockey二级配能代偿控制模型的预测[25]。两因素在老年听障组中产生出不同的效应，说明耳聋影响了听配能调控规律。老年人能够根据虚拟的绩效反馈调整听配能，从而改善实际的任务表现。反应时间的改变——延长（健听者）和缩短（听障者）——均可能提示听配能的主动调控，前者可表示增加听配能的容量，后者则可代表使用效率的提高，然而，仅根据反应时间来指示听配能是不够的，还需要采用心理生理学客观量化测量手段帮助解析其意义。

在与听配能研究领域的知名学者们探讨该探索性研究时，Pichora-Fuller、Thomas Lunner和Sophia Kramer等教授都充分肯定了该研究方向的意义，并给予了建设性建议。系统性研究老年听障者听配能（listening effort）调控机制，对临床探索老年性耳聋的非药物干预手段有着重要指导意义。大脑听觉和认知功能的关联复杂，当听觉功能下降时，认知功能是否能有效地代偿以提高言语理解是听配能研究的核心问题。由于对老年人策略性调控行为的实验室诱导、测量和客观量化评估存在较大难度，因此，用一系列探索性科学实验来帮助构建以老年人为核心的听配能激发和分配理论模型是十分必要的，并需要在一步步探索中不断修正、完善和验证。针对这项具体的实验，Pichora-Fuller教授提出几个问题激发大家共同思考讨论：①测试语句的长度是否会影响语速的选取？如果语句太长，且语速很慢，老年人可能理解了指令，但会因为认知记忆功能下降而错误应答。如果要缩短测试语句，该如何保留原有句法结构和语义的高度均衡性；②正负绩效反馈对老年人听配能的调控有明显影响，它的给予方式以哪种感知觉（视觉、听觉、触觉）最合适？③65%的反馈比例是不是最大化刺激听配能的理想比例？如何在“刻意鼓励/打击”和“真实可信”之间取得最好的平衡？④是否有必要在实验前测试老年受试者的认知能力（如阅读广度测试）和手指运动能力（如敲击测试）以除去由个体认知和运动功能差异造成的混淆？⑤既往文献中利用任务负荷这一单因素研究老年人听配能支配时，以瞳孔扩大来指示听配能尚可行，如果增加绩效反馈来驱动听配能，那么采用瞳孔追踪技术是否仍然可行，尤其是通过视觉给予反馈信息的时候。这些问题，还包括很多相关的科学问题，唯有经过更多系统的、严谨的科学询证，我们才能得到答案，才能逐步靠近听配能调控的本质。

Thomas和Sophia通过使用小型摄像机实时跟踪眼球位置来控制助听器，使该眼球位置投射方向的声音得到加强，而其它方向的声音减弱。以往助听器是通过探测配戴者转头的动作知道哪些是“想听的声音”，Lunner和Kramer发现用配戴者的眼球告诉助听器哪个是她/他感兴趣的说话者更快更准确（可在此链接观看他们的视频演示https://www.eriksholm.com/research/cognitive-hearing-science/eye-steering/eyetracking-steering）。他们在小规模老年听障者中测试这一技术，将眼球控制的助听放大技术与传统的助听技术对照来比较言语分辨率和听配能，发现采用眼球操控技术能够使言语理解度平均提高50%，言语可懂度主观评分增加5分（表示更容易听懂），听配能消耗评分减少5分（表示听得更轻松），放弃聆听的倾向减少4分（表示更愿意参与聆听）（见图5）。

除了能用眼睛的注视方向（注意）操控助听器的降噪功能之外，用瞳孔大小或脑电波功率（听配能）来告诉助听器当前的聆听状态（如很费力，没兴趣，疲倦），从而调节助听器参数（如整体音量，降噪），也都正逐步实现。尽管眼球操控助听器技术，包括其它的心理生理信号（如脑电EEG）操控助听器技术距离实际临床应用还有一段距离，但我们看到，这些研究已经以听觉认知信息为基础将听力学领域里人机互动科技向前推进了一大步。他们的工作展示了研究认知听力学的临床意义。老年助听康复技术究竟能达到何种智能程度，能多大程度变被动康复为主动康复，让老年听障者主动欢迎它们并重新找回聆听的愉悦感，很大程度还要依赖对老年听障者聆听和代偿行为根本规律的深入了解，毕竟，还是由听力康复工作者为智能学习算法制定目标和计划。

图5 使用眼球操控助听器技术（浅色柱）与常规助听器技术（深色柱）在言语理解得分、言语可懂度主观评分、听配能评分和放弃聆听倾向的比较[26]

构建老年听配能调控神经生理学与行为学模型是一个重要的开始，有了成熟的理论模型，我们便能科学地指导临床实践，让老年听觉康复服务多一个维度，多一些选择，多一些创新。