RUDN Journal of Psychology and PedagogicsRUDN Journal of Psychology and PedagogicsВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Психология и педагогика2313-16832313-1705Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)4149310.22363/2313-1683-2024-21-1-96-114YFUSAJINTERDISCIPLINARITY IN PSYCHOLOGY: NEW RESEARCH TRENDSМЕЖДИСЦИПЛИНАРНОСТЬ В ПСИХОЛОГИИ: НОВЫЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ ТРЕНДЫResearch ArticleDevelopmental Changes in Presentation Rate Effect on Auditory Event-Related Potential through Childhood to AdulthoodВозрастные изменения влияния скорости предъявления стимулов на конфигурацию слуховых вызванных потенциалов: от детства к взрослостиhttps://orcid.org/0000-0003-1436-89092460-5042KostanianDaria G.КостанянДарья Георгиевна

Junior Researcher, Sirius Center for Cognitive Sciences

аспирант, младший научный сотрудник, Научный центр когнитивных исследований

daria.kost17@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-5714-20402284-9088RebreikinaAnna B.РебрейкинаАнна Борисовна

Ph.D. in Biology, Researcher, Sirius Center for Cognitive Sciences, Sirius University of Science and Technology ; Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology

кандидат биологических наук, научный сотрудник, Научно-технологический университет «Сириус» ; Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии, Российская академия наук

anna.rebreikina@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-4005-95122139-6619SysoevaOlga V.СысоеваОльга Владимировна

Ph.D. in Psychology, Head of the Laboratory of Neurobiology of Typical and Atypical Development, Sirius Center for Cognitive Sciences, Sirius University of Science and Technology ; Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology ; Faculty of Biology and Biotechnology, HSE University

кандидат психологических наук, заведующая лабораторией нейробиологии типичного и атипичного развития, Научный центр когнитивных исследований, Научно-технологический университет «Сириус» ; ведущий научный сотрудник, лаборатория высшей нервной деятельности человека, Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии, Российская академия наук ; факультет биологии и биотехнологии, Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

olga.v.sysoeva@gmail.comCenter for Cognitive Sciences, Sirius University of Science and TechnologyНаучный центр когнитивных исследований, Научно-технологический университет «Сириус»Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology, RASИнститут высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАНHSE UniversityНациональный исследовательский университет «Высшая школа экономики»10112024211VOL 21, NO1 (2024)ТОМ 21, №1 (2024)9611410112024Copyright ©; 2024, Kostanian D.G., Rebreikina A.B., Sysoeva O.V.Copyright ©; 2024, Костанян Д.Г., Ребрейкина А.Б., Сысоева О.В.2024Kostanian D.G., Rebreikina A.B., Sysoeva O.V.Костанян Д.Г., Ребрейкина А.Б., Сысоева О.В.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://journals.rudn.ru/psychology-pedagogics/article/view/41493

In adults, the rate of stimuli presentation has been shown to play a critical role for the event related potentials (ERP): its components become larger as presentation rate decreases. But there are few works evaluating developmental changes of this ERP modulation that might provide insights into basic forms of learning. The current study aims to examine the developmental changes in the effect of the presentation rate on ERP. Participants (N = 48) of four age groups (2-7, 8-11, 12-17 and 18-35 years old) were presented with auditory tone (1000 Hz) at three different stimulus onset asynchrony (SOA): 0.9, 1.8, and 3.6 s. During stimuli presentation 28-channels electroencephalogram (EEG) was recorded. Amplitude of ERP components increased with SOA prolongation. However, this effect was differently pronounced in each of the age groups, depending on the component and cortical site. N1P1 amplitude was increased from 0.9 to 1.8 s SOA in two oldest groups (12-17 years old and adults) predominantly at fronto-central sites. Similar increase demonstrated P2N1 component but starting from younger group (8-11 years old). Only the adult group was characterized by a significant increase in N1P1 and P2N1 amplitudes with SOA increase from 1.8 to 3.6 s. Thus, the effect of presentation rate on ERP is not fully mature even at adolescence and depends on the component with P2N1 amplitude showing modulations at younger age.

Известно, что у взрослых частота предъявления стимулов имеет большое влияние на конфигурацию вызванных потенциалов (ВП): амплитуда их компонентов увеличивается по мере снижения частоты предъявления стимулов. Однако работ, оценивающих возрастные изменения этой модуляции ВП, мало. Цель данного исследования - изучить возрастные изменения влияния скорости предъявления слуховых стимулов на ВП. Участникам ( N = 48), разделенным на четыре возрастные группы (2-7, 8-11, 12-17 и 18-35 лет), предъявлялся слуховой тон (1000 Гц) при трех различных условиях интервала от начала предъявления одного стимула до начала предъявления следующего стимула: 0,9 с, 1,8 с и 3,6 с. Во время предъявления стимулов электроэнцефалограмма (ЭЭГ) регистрировалась с помощью 28 каналов. Установлено, что амплитуда компонентов ВП увеличивалась при удлинении интервала. Однако этот эффект был по-разному выражен в каждой из возрастных групп в зависимости от компонента и участка коры. Амплитуда N1P1 увеличивалась с условия 0,9 с до условия 1,8 с в двух самых старших группах (12-17 лет и взрослые) преимущественно во фронто-центральных отделах. Аналогичное увеличение демонстрировал компонент P2N1, но эффект скорости презентации начинал наблюдаться с более младшей группы (старше 8-10 лет). Только для взрослой группы было характерно значительное увеличение амплитуд N1P1 и P2N1 при удлинении интервала с 1,8 до 3,6 с. Таким образом, эффект скорости предъявления стимулов на ВП не является полностью сформированным даже в подростковом возрасте и зависит от компонента ВП, при этом амплитуда P2N1 демонстрирует модуляцию в более молодом возрасте.

auditory event-related potentialsstimulation ratestimulus onset asynchronysensory-specific adaptationdevelopmentchildrenmaturationслуховой вызванный потенциалчастота презентацииинтервал между стимуламисенсорно-специфическая адаптацияразвитиедетисозреваниеSupported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (Agreement 075-10-2021-093, Project COG-RND-2262).Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (Соглашение № 075-10-2021-093, проект COG-RND-2262)Bishop, D. V., Hardiman, M., Uwer, R., & von Suchodoletz, W. (2007). Maturation of the long-latency auditory ERP: Step function changes at start and end of adolescence. Developmental Science, 10(5), 565-575. https://doi.org/10.1111/j.1467-7687.2007.00619.xBishop, D. V. M. (2007). Using mismatch negativity to study central auditory processing in developmental language and literacy impairments: Where are we, and where should we be going? Psychological Bulletin, 133(4), 651-672. https://doi.org/10.1037/0033-2909.133.4.651Bruneau, N., Roux, S., Guerin, P., Barthelemy, C., & Lelord, G. (1997). Temporal prominence of auditory evoked potentials (N1 wave) in 4-8-year-old children. Psychophysiology, 34(1), 32-38.Čeponiene, R., Cheour, M., & Näätänen, R. (1998). Interstimulus interval and auditory event-related potentials in children: Evidence for multiple generators. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology/Evoked Potentials Section, 108(4), 345-354. https://doi.org/10.1016/S0168-5597(97)00081-6Čeponiene, R., Rinne, T., & Näätänen, R. (2002). Maturation of cortical sound processing as indexed by event-related potentials. Clinical Neurophysiology, 113(6), 870-882. https://doi.org/10.1016/S1388-2457(02)00078-0Eggermont, J. J. (1988). On the rate of maturation of sensory evoked potentials. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 70(4), 293-305.Eggermont, J. J., & Ponton, C. W. (2003). Auditory-evoked potential studies of cortical maturation in normal hearing and implanted children: Correlations with changes in structure and speech perception. Acta Oto-Laryngologica, 123(2), 249-252.Gilley, P. M., Sharma, A., Dorman, M., & Martin, K. (2005). Developmental changes in refractoriness of the cortical auditory evoked potential. Clinical Neurophysiology, 116(3), 648-657.Gomes, H., Dunn, M., Ritter, W., Kurtzberg, D., Brattson, A., Kreuzer, J. A., & Vaughan Jr, H. G. (2001). Spatiotemporal maturation of the central and lateral N1 components to tones. Developmental Brain Research, 129(2), 147-155.Guiraud, J. A., Kushnerenko, E., Tomalski, P., Davies, K., Ribeiro, H., Johnson, M. H., & BASIS team. (2011). Differential habituation to repeated sounds in infants at high risk for autism. Neuroreport, 22(16), 845-849.Jaffe-Dax, S., Frenkel, O., & Ahissar, M. (2017). Dyslexics’ faster decay of implicit memory for sounds and words is manifested in their shorter neural adaptation. eLife, 6, e20557. https://doi.org/10.7554/eLife.20557Kostanian, D., Rebreikina, A., Voinova, V., & Sysoeva, O. (2023). Effect of presentation rate on auditory processing in Rett syndrome: Event-related potential study. Molecular Autism, 14(1), 40. https://doi.org/10.1186/s13229-023-00566-1Lieder, I., Adam, V., Frenkel, O., Jaffe-Dax, S., Sahani, M., & Ahissar, M. (2019). Perceptual bias reveals slow-updating in autism and fast-forgetting in dyslexia. Nature Neuroscience, 22(2), 256-264. https://doi.org/10.1038/s41593-018-0308-9López-Caballero, F., Coffman, B., Seebold, D., Teichert, T., & Salisbury, D. F. (2023). Intensity and inter-stimulus-interval effects on human middleand long-latency auditory evoked potentials in an unpredictable auditory context. Psychophysiology, 60(4), e14217. https://doi.org/10.1111/psyp.14217Lu, Z., Williamson, S., & Kaufman, L. (1992). Behavioral lifetime of human auditory sensory memory predicted by physiological measures. Science, 258(5088), 1668-1670. https://doi.org/10.1126/science.1455246Millin, R., Kolodny, T., Flevaris, A. V., Kale, A. M., Schallmo, M.-P., Gerdts, J., Bernier, R. A., & Murray, S. (2018). Reduced auditory cortical adaptation in autism spectrum disorder. eLife, 7, e36493. https://doi.org/10.7554/eLife.36493Moore, J. K. (2002). Maturation of human auditory cortex: Implications for speech perception. Annals of Otology, Rhinology & Laryngology, 111(5_suppl), 7-10.Moore, J. K., & Guan, Y.-L. (2001). Cytoarchitectural and axonal maturation in human auditory cortex. Journal of the Association for Research in Otolaryngology, 2, 297-311.Paetau, R., Ahonen, A., Salonen, O., & Sams, M. (1995). Auditory evoked magnetic fields to tones and pseudowords in healthy children and adults. Journal of Clinical Neurophysiology: Official Publication of the American Electroencephalographic Society, 12(2), 177-185.Pereira, D. R., Cardoso, S., Ferreira-Santos, F., Fernandes, C., Cunha-Reis, C., Paiva, T. O., Almeida, P. R., Silveira, C., Barbosa, F., & Marques-Teixeira, J. (2014). Effects of inter-stimulus interval (ISI) duration on the N1 and P2 components of the auditory event-related potential. International Journal of Psychophysiology, 94(3), 311-318. https://doi.org/10.1016/j.ijpsycho.2014.09.012Ponton, C. W., Eggermont, J. J., Kwong, B., & Don, M. (2000). Maturation of human central auditory system activity: Evidence from multi-channel evoked potentials. Clinical Neurophysiology: Official Journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology, 111(2), 220-236. https://doi.org/10.1016/s1388-2457(99)00236-9Portnova, G., Rebreikina, A., & Martynova, O. (2022). The ages of zone of proximal development for retrospective time assessment and anticipation of time event. Applied Neuropsychology: Child, 11(4), 761-770. https://doi.org/10.1080/21622965.2021.1961084Ruchat, P., Schlaepfer, J., Delabays, A., Hurni, M., Milne, J., & Von Segesser, L. K. (2002). Left atrial radiofrequency compartmentalization for chronic atrial fibrillation during heart surgery. Thoracic and Cardiovascular Surgeon, 50(3), 155-159. https://doi.org/10.1055/s-2002-32411Ruhnau, P., Herrmann, B., Maess, B., & Schröger, E. (2011). Maturation of obligatory auditory responses and their neural sources: Evidence from EEG and MEG. NeuroImage, 58(2), 630-639. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2011.06.050Sams, M., Hari, R., Rif, J., & Knuutila, J. (1993). The Human Auditory Sensory Memory Trace Persists about 10 sec: Neuromagnetic Evidence. Journal of Cognitive Neuroscience, 5(3), 363-370. https://doi.org/10.1162/jocn.1993.5.3.363Sharma, A., Kraus, N., J. McGee, T., & Nicol, T. G. (1997). Developmental changes in P1 and N1 central auditory responses elicited by consonant-vowel syllables. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology/Evoked Potentials Section, 104(6), 540-545. https://doi.org/10.1016/S0168-5597(97)00050-6Sussman, E., Steinschneider, M., Gumenyuk, V., Grushko, J., & Lawson, K. (2008). The maturation of human evoked brain potentials to sounds presented at different stimulus rates. Hearing Research, 236(1), 61-79. https://doi.org/10.1016/j.heares.2007.12.001Ulanovsky, N., Las, L., Farkas, D., & Nelken, I. (2004). Multiple time scales of adaptation in auditory cortex neurons. Journal of Neuroscience, 24(46), 10440-10453.Vallat, R. (2018). Pingouin: Statistics in Python. Journal of Open Source Software, 3(31), 1026. https://doi.org/10.21105/joss.01026Wunderlich, J. L., Cone-Wesson, B. K., & Shepherd, R. (2006). Maturation of the cortical auditory evoked potential in infants and young children. Hearing Research, 212(1), 185-202. https://doi.org/10.1016/j.heares.2005.11.010