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Evaluación neurofisiológica del
procesamiento de los sonidos del habla
Un estudio con Mismatch Negativity
VIII Jornadas Neurofisiológicas
Hospital Ramón y Cajal
Fundación Promiva
Elena Caro Martínez ([email protected])
Jorge Muñoz Ruata ([email protected])
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Índice
• Definición de MMN
• Paradigmas de
obtención
• Generadores
• Aplicaciones
• MMN temprana-tardía
• ¿Detección precoz de
una forma de dislexia?
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• Es un potencial evocado relacionado con eventos
(ERPs)
• Los ERPs son fragmentos de la actividad del
Electroencefalograma (EEG) que se relacionan con
una actividad cognitiva
Definición Mismatch Negativity (MMN)
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• La MMN es una respuesta cerebral a la detección de un
cambio de sonido que ocurre sin que el sujeto preste atención
• Risto Näätänen fue el primero en estudiarla
• La MMN refleja un proceso automático que detecta la
diferencia entre un estímulo entrante y el estímulo precedente
que se tiene que haber almacenado en la memoria
Näätänen, R., Gaillard, A. W., & Mäntysalo, S. (1978). Early selective attentiont on evoked potential
reinterpreted. Acta Psychologica (Amst), 42, 313–329
Definición Mismatch Negativity (MMN)
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Mismatch Negativity (MMN)
• Es una respuesta preatentiva
• Se obtiene por cambios en el sonido en un paradigma
de estimulación repetitiva
• No necesita respuesta – “oddball pasivo”
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• Participantes leyendo o viendo un vídeo
• Electrodos mínimos: Fz, Cz, C3, C4
• Estudio de fuentes: Gorro 32 electrodos mínimo
• Referencia: Dorso nariz o mastoides
Condiciones de registro
30/11/2012 Evaluación Neurofisiológica del Procesamiento de los Sonidos: MMN Elena Caro Martínez / Jorge Muñoz Ruata 6
Duncan et al. Event-related potentials in clinical research: guidelines for eliciting,
recording, and quantifying mismatch negativity, P300, and N400. Clin Neurophysiol.
2009 Nov;120(11)
000
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Paradigmas de Obtención
30/11/2012 7
• Duración
• Frecuencia
• Intensidad
• Localización
• Fonemas
• Silencio
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Simple: 2 estímulos
Estándar (80 %)
Desviante (20%): contrasta en 1 de las
características del sonido
Óptimo: 6 estímulos
1 Estándar
5 Desviantes: duración, frecuencia,
intensidad, localización y
silencio
Modelos de Paradigmas
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Duncan et al. Event-related potentials in clinical research: guidelines for eliciting,
recording, and quantifying mismatch negativity, P300, and N400. Clin Neurophysiol.
2009 Nov;120(11)
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Desviante (-) Estándar
Máxima expresión: electrodos fronto-centrales
Onda Negativa sobre 150-200 msg de latencia
Contrastes de sílabas: 2 ondas: eMMMn (150-200 msg) y lMMn (300-500msg)
Control con la inversión de polaridad en mastoides
Morfología
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Típica Mismatch Negativity
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Morfología
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ms - 100.0 - 0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 350.0
µV 0.0
- 1.0
- 2.0
- 3.0
1.0
2.0
3.0
157.00 ms
-
+2.0 +1.7 +1.5 +1.3 +1.0 +0.8 +0.5 +0.3 +0.05 - 0.2 - 0.4 - 0.7 - 0.9 - 1.2 - 1.4 - 1.7 - 1.9
MMN = DESVIANTE - ESTÁNDAR
Estándar
Desviante
MMN
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MMN: Inversión polaridad mastoides
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ms
-100.0 -50.0 0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 350.0
µV 0.0
-1.0
-2.0
-3.0
1.0
2.0
3.0
MMN
*FZ
A1
155.00 ms
-49.00 ms
+2.0
+1.7
+1.5
+1.3
+1.0
+0.8
+0.5
+0.3
+0.05
-0.2
-0.4
-0.7
-0.9
-1.2
-1.4
-1.7
-1.9
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• Cortex supratemporal de ambos hemisferios
• Cortex frontal:
• Derecho: cambios de frecuencia
• Izquierdo: sonidos del habla
• Cortex parietal derecho
• Estructuras subcorticales: Tálamo
• Túberculos cuadrigéminos inferiores
Generadores
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Memoria sensorial ecoica. Huella neuronal : es necesario que el estímulo estándar se fije en la memoria para que al llegar
el nuevo haya percepción de discrepancia
Correlato neurofisiológico de la percepción del lenguaje
¿Qué puede indicar la MMN?
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Neuhoff et al . Evidence for the Late MMN as a Neurophysiological Endophenotype
for Dyslexia. PLoS One. 2012
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• Dislexia “fonológica” y trastorno especifico del
lenguaje
• Autismo
• Implantes cocleares
• Nivel de conciencia
• Esquizofrenia
• Deterioro cognitivo asociado a la edad
Investigación Vs Aplicaciones
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Näätänen R, Kujala T, Escera C et al.The mismatch negativity (MMN)--a unique window to disturbed central auditory
processing in ageing and different clinical conditions. Clin Neurophysiol. 2012 Mar; 123(3):424-58
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• En experimentos en los que usan sonidos del habla
fonéticamente similares como estímulos se obtienen:
MMN temprana (eMMN) y tardía (lMMN)
• Más usadas: sílabas BA(estándar)-DA(desviante)
• lMMN latencia entre 350-500 msg
• Más relación con la dislexia que la MMN con tonos
Alonso-Búa B, Díaz F, Ferraces MJ. The contribution of AERPs (MMN and LDN) to studying temporal vs. linguistic processing
deficits in children with reading difficulties. Int J Psychophysiol. 2006 Feb; 59(2):159-67
MMN con Sílabas: MMN Temprana y Tardía
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MMN Precoz / MMN Tardía BA-DA
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ms -100.0 0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0
µV 0.0
-2.5
-5.0
-7.5
-10.0
2.5
5.0
7.5
10.0
eMMN
lMMN
-100.00 ms
+5.0
+4.4
+3.8
+3.1
+2.5
+1.9
+1.3
+0.6
0
-0.6
-1.3
-1.9
-2.5
-3.1
-3.8
-4.4
-5.0
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Diferencias en Amplitud entre Sujetos
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ms -100.0 0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0
µV 0.0
-2.5
-5.0
-7.5
-10.0
2.5
5.0
7.5
10.0
-
+5.0
+4.4
+3.8
+3.1
+2.5
+1.9
+1.3
+0.6
0
-0.6
-1.3
-1.9
-2.5
-3.1
-3.8
-4.4
-5.0
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Hipofunción frontal izquierda en LMMN en sujetos con Déficit
Cognitivo
Izquierdo Derecho
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LMMN o Tardía (o MMNb)
• Marcador genético
asociado (marcador
genético rs4234898)
• La LMMN se relaciona
con la memoria auditiva
para el procesamiento
lingüístico y con la
integración grafema-
fonema
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• Estudio en niños con dificultades de la lectura
mediante MMN con contraste de silabas (BA/DA) y de
tonos
• Los disléxicos más latencia y menor amplitud en
ambos grupos, pero más pronunciadas en contraste
de silabas
• Déficit auditivo preatencional durante el proceso
fonológico
Alonso-Búa B, Díaz F, Ferraces MJ. The contribution of AERPs (MMN and LDN) to studying temporal vs.
linguistic processing deficits in children with reading difficulties .Int J Psychophysiol. 2006 Feb; 59(2):159-67
LMMN y Dislexia “fonológica”
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La percepción de los sonidos del habla es esencial para el desarrollo del lenguaje en los seres humanos
Se ha demostrado con pruebas conductuales que los bebés humanos son capaces de discriminar entre dos fonemas desde el nacimiento
La correcta discriminación de los fonemas de la lengua materna de un niño está correlacionada con mejores puntuaciones en pruebas de lenguaje en niños de dos años
¿MMN: Detección Precoz de la Dislexia?
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• En bebes prematuros se ha visto baja amplitud de la
MMN
• Si ya existe mala discriminación auditiva rápida de
fonemas ya hay una predisposición a problemas
futuros
• La MMN tardía puede ser un procedimiento válido
para estudiar cómo la percepción del habla en la
primera infancia es predictiva de la capacidad
posterior para la lectura y el deletreo
MMN en Prematuros
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MMN en Prematuros
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Fellman et al Atypical auditory event-related potentials in preterm infants during
the first year of life: a possiblesign of cognitive dysfunction? Pediatr Res. 2004 Aug;56(2):291-
7. Epub 2004 Jun 4.
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• Niños de 4 años con antecedentes de prematuridad y
con problemas del lenguaje tenían baja amplitud MMN
MMN en Prematuros
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Jansson-Verkasalo et al.Deficient speech-sound processing, as shown by the electrophysiologic brain mismatch negativity response, and
naming ability in prematurely born children.Neurosci Lett. 2003 Sep 4;348(1):5-8.
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La Mismatch Negativity (MMN) o potencial de disparidad es un potencial resultante de los cambios de la actividad cerebral ante diferencias en los sonidos de estímulo
De forma automática y sin mediar la atención se genera un potencial que refleja
la detección de la disparidad entre dos estímulos
Se considera un indicador electrofisiológico de memoria sensorial auditiva
Conclusiones
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Hay muchos paradigmas de exploración pero la LMMN obtenida con contraste de sílabas
se considera un correlato neurofisiológico de la percepción de los sonidos del habla
Detección precoz a los niños de riesgo
Complemento a las exploraciones de rutina en niños con Discapacidad Intelectual, Dislexia y
Trastorno Específico del Lenguaje
Conclusiones
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Gracias por su Atención
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