Kognitiv, språklig och kommunikativ utveckling hos döva och gravt hörselskadade barn med cochleaimplantat (CI) Birgitta Sahlén och Björn Lyxell Institutet för Handikappvetenskap Linköping/Örebro/ Jönköping Forskning och forskarutbildning om funktionshinder och funktionshindrade Linnécentrum HEAD 10-årigt tvärvetenskapligt forskningsprogram om döva och hörselskadade HEAD forskarskola Forskarskola för doktorander inom området hörselnedsättning/dövhet. Linnécentrum CCL 10-årigt tvärvetenskapligt forskningsprogram i Lund om kognition, kommunikation och lärande hos barn och vuxna med och utan funktionshinder Nätverk för forskning om döva och hörselskadade barn med CI och/eller hörapparat Nationellt tvärvetenskapligt nätverk för forskning, erfarenhetsutbyte och koordinering av forskningsaktiviteter Syfte och inledning Syfte - Att studera hur kognitiv, språklig och kommunikativ utveckling hos döva och gravt hörselskadade barn påverkas av den auditiva stimulering som ett cochlea implantat (CI) ger. Forskningsinriktning Döva och hörselskadade barn präglas av en hög grad av heterogenitet. En konsekvens av detta är att forskning på hörselskadade och döva barn kräver en tvärvetenskaplig eller problemorienterad inriktning. Det är ej tillräckligt att studera barnens utveckling från ett enda perspektiv. Detta kräver ett samarbete främst mellan tekniker, medicinare, psykologer, logopeder och pedagoger. Forskning om döva och hörselskadade barn med CI och/eller hörapparat Kommunikativ utveckling Utveckling hos specifika populationer av barn Audiologi Utveckling av läsoch skrivförmåga Döva och hörselskadade barn med CI och/eller hörapparat Intervention Neurofysiologisk utveckling Språklig utveckling Kognitiv utveckling Svensk aktivitet från omkring 2004 och framåt inom området kognitiv och språklig utveckling: - Omkring 35 publikationer i internationella tidskifter - Tre doktorsavhandlingar - 15 doktorander som är aktiva inom området - 12 – 14 seniora forskare - Samarbete med de flesta kliniker i landet som genomför CIoperationer Vad vet vi om dessa barn? Varför vet vi inte mer om varför det går bra för vissa barn med CI och inte för andra? Kan man bortförklara allt med heterogenitet? Pisoni, D. (Marchark & Hauser, 2008) ’Teoribygget’ har gått trögt…. 1.Forskarna är klinker – bias? 2. Testbatterierna utvecklade av fabrikanterna – enkel språksyn? 3. Testbatterierna saknar processmått och speglar inte viktiga processbegränsningar 4. För mycket fokus på medicinska, demografiska och utbildningsfaktorer 5. Avsaknad av GEMENSAMT teorietiskt ramverk aud/log/lingvistik/psykologi ( vi behöver Cognitive Hearing Science) Vi kan inte förutspå resultatet av ett CI. Neuroplasticiteten ’rör till det’. Nya förmågor uppstår efter implantation (’vikariefunktioner’ och ’hus-occupanter’) Men vi kan utveckla bättre metoder för att hitta riskbarn tidigare…. Ett CI ger inte normal hörsel - 'Vi vet inte vad de hör'. Uppfattningen av språkliga kontraster (tex skillnaden mellan t och k) är 'deformerade på oförutsägbara sätt' (Hansberger, 2001). Mer oförutsägbart än vid SLI? CI-hörande har svårare bygga upp stabil kategorisk perceptionsförmåga. Behövs för att höra ’k’ i ’katt’ och ’kisse’ som ETT språkljud i olika kontexter. Kan vara orsaken till att barn med CI i vissa test kan 'göra men inte höra'? (t.ex. repetera, producera kontraster mellan språkljud de i nästa ögonblick inte kan diskriminera) Processbegränsningar hos barn med CI Långsammare talhastighet/ordmobilisering Långsammare även i visuella uppgifter Minnes- och inlärningseffekter tex Mindre hjälpta av redundans än hörande AV vs A stimuli Mindre hjälpta av repetition än hörande kontroller Minst två framgångsfaktorer hos ’stjärnorna’ dvs barn som presterar extremt bra efter två års CI användning (Svirsky) - utveckling och användning av snabba och automatiserade fonologiska bearbetningsförmågor - goda exekutiva funktioner - att barnet utvecklar uppmärksamhet och kontroll av egna beteendet ’It is all about the brain’? Effekterna av dövhet inte begränsade till perception och bearbetning av auditiva signaler. Reorganisation som inte sker ’i tid’ ger ’kaskadeffeker’ på frontala system i hjärnan (som tex ansvarar för förmågan att samtidigt bearbeta och lagra information, uppmärksamhet, planering, kontroll) Från en logopeds perspektiv… Hur hitta riskbarn tidigare? Teorier och metoder (test) använda inom SLI forskning (barn med specifik språkstörning) kan hjälpa oss att bättre förstå och tidigare identifiera döva barn som löper risk att inte utveckla talspråk som förväntat. Kliniska markörer för språkstörning Svag förmåga att repetera nonord (att minnas hur ord lät) är en klinisk (genetisk?) markör i anglosachsiska språk. Gäller både segmentella (konsonant- och vokalljuden) och suprasegmentella drag (betoning, accenter). Problem med verbböjningar. Problem med satsrepetition. Metodologiska aspekter Forskning på hörselskadade barn och döva barn med CI Den auditiva stimulering som ett eller två CI eller hörapparater ger barnet, borde ge upphov till en mängd intressanta teoretiska och grundläggande frågeställningar om hur ljud påverkar den kognitiva, språkliga och kommunikativa utvecklingen. Ock, visst är det så, man kan ställa alla möjliga frågor, men . . .! Allt är dock inte vare sig praktiskt eller teoretisk möjligt att genomföra! Barn med CI och hörselskadade barn är inga enkla eller okomplicerade populationer att studera! Populationen präglas av en hög grad av heterogenitet! Det finns en rad olika metodologiska problem som man inte kan lösa, men som man på olika sätt måste förhålla sig till. Dessa metodologiska problemen är oftast att hänföra till ”påverkan av andra faktorer också”. Att man inte kan lösa ”problemen” på sedvanligt sätt gör att vi får vissa problem då vi vill tolka våra resultat. Faktorer som påverkar effekten av CI (demografi) • Typ av implantat: fler elektroder-bättre • Implantationsålder: ju tidigare desto bättre • Tid som döv: ju kortare desto bättre • Om man fått hörselskadan före eller efter att man lärt sig att tala: efter - bättre • Ett eller två CI: två-bättre än ett (?) Faktorer som påverkar effekten av CI (forts.) •Diagnos – orsak till hörselskadan •Ca 35 -40% av döva eller hörselskadade barn med har oftast ett annat funktionshinder •Huvudsakligt kommunikationssätt •Språklig stimulering •Skolform och pedagogik •Få barn, spridd över en stor geografisk region! Populationens heterogenitet ger tolkningsproblem! Den forskningsstrategi som vi använder handlar att studera gruppen och individerna i minst tre nivåer: 1. Gruppnivå 2. Sub-gruppnivå 3. Fall-studie Översiktliga slutsatser Mer detaljerade Specifika Samtliga tre nivåer kräver en bra och etablerad teori samt ett bra jämförelsematerial! Jämförelser med hörande barn, barn med dyslexi och barn med milda till måttliga hörselnedsättningar! Olika dimensioner för att studera problematik relaterad till döva och hörselskadade barn Vertikal och horisontell dimension Horisontell dimension: Jämförelse mellan olika typer av barn med funktionshinder och barn med typisk utveckling. Vertikal dimension: Jämförelse mellan olika typer av vetenskapliga förklaringsnivåer. Kognition Kognition/Kognitiv psykologi handlar om… • hur vi uppmärksammar, tar emot och tolkar information från omvärlden • hur vi minns, hur vi löser problem och fattar olika typer av beslut, hur vi tänker • hur vi tar emot, producerar och använder språk • Individuella skillnader i kognitiv prestation! • Kognitiva förmågor utvecklas och avvecklas under ett livslopp! • Fokus i våra studier har varit på arbetsminne, lexikal och fonologisk förmåga • Dessa tre förmågor är centrala i rad andra, mer sammansatta kognitiva förmågor som läsning, skrivande, talproduktion – talförståelse, matematik, kommunikation osv. • De tre förmågor utvecklas och tidigare forskning på andra populationer av barn har visat att auditiv stimulering påverkar denna utveckling Arbetsminne • Working memory is our brain’s post-it note! • Ett minnessystem för samtidig lagring och bearbetning av information • Fullt utvecklat i slutet av tonåren • Kapaciteten på arbetsminnet börjar (mycket sakta) avta i ålderspannet 30 – 35 år. • Arbetsminnet består av olika komponenter som hanterar information på lite olika sätt. • Central exekutiv: Styrenhet som planerar och koordinerar verksamheten och har viss lagringskapacitet. • Fonologiskt arbetsminne: Lagrar fonologisk och ljudmässig information. • Visuellt arbetsminne: Lagrar visuell och spatial information. • Episodisk buffer: Fungerar som ett bindeled mellan nya, inkommande information och gammal information lagrad i långtids minnet. Arbetsminnet (forts.) • Särskilt viktig för utveckling av läsning, skrivning och matematikfärdigheter. • Kopplat till talförståelse och talproduktion hos barn • Viktigt för all form av kommunikation Lexikal åtkomst • Lexikal åtkomst betecknar förmågan att snabbt hämta språkrepresentationer och/eller semantiska representationer från långtidsminnet • Fullt utvecklad i slutet av tonåren • Stark koppling till alla språklig utveckling • Långsam lexikal åtkomst har inverkan på alla kognitiva och språkliga funktioner tex brist på lexikal variation i mer komplexa språkliga aktiviteter som skriftligt berättande? • Snabb aktivering tyder på automatisering av språkliga processer Fonologiska förmågor • Fonologiska förmågor - samlingsterm för medvetenhet om och känslighet för språkets ljudstruktur, te x förmåga att höra skillnader och likheter i språkljud och förmåga att manipulera språk och språkljud (t ex leka med ord och delar av ord). • Fonologisk representation har varit fokus i våra studier. • Fonologisk representation handlar om att kunna bygga upp minnen av hur olika typer av ljud och ord låter samt att kunna utnyttja dessa minnen. Strategi kognitiv utveckling Var och en av de tre kognitiva förmågorna som vi har studerat består av olika delkomponenter och vår strategi har varit att studera ett par av dessa inom varje komponent. Syftet har varit se om hur de olika delkomponenterna följer eller inte följer ett typiskt utvecklingsmönster och om eventuella avvikelser kan härledas till demografiska faktorer. Vi tror också att vi kan se två typer av effekter på kognitiv utveckling; primära och sekundära. Grundantaganden om hur kognitiva och språkliga förmågor påverkas av CI CI Primära effekter Sekundära effekter Lexikal åtkomst Konversation kommunikatio Fonologisk förmåga Läsning Talproduktion Arbetsminne Talförståelse Deltagare och metod Deltagande barn • Omkring 100 barn i åldrarna 6 – 10 år – 70% har bilaterala CI – Första CI: 2 år 4 mån (8 mån – 6 år) – Andra CI: 3 år (1,3 år- 9 år) • 150 åldersmatchade normalt hörande barn. Tester arbetsminne • Meningsifyllnad och återgivning - Generellt arbetsminne • Serial Recall av nonord, Nonordsrepetition - Fonologiskt arbetsminne • Matrismönster - Visuospatialt arbetsminne Tester - fonologi • Nonordsdiskrimination Avgöra om par av nonord är identiska • Fonemidentifikation Avgöra om ett visst ljud finns i ett nonord, ex. finns det /s/ i nesolå? • Fonemsegmentering Dela in ord i fonem, ex s-o-l • Fonologiska representationer Avgöra om ett ord låter rätt d v s är rätt uttalat eller ej, ex kanin - panin Tester på lexikal aktivering • Ordförståelse - matcha bilder till talade ord • Wordspotting - identifiera riktiga ord bland nonord • Kategoribestämning - semantiskt beslutsfattande Testbatteri Datorbaserat testbatteri Möjlighet till presentation av auditiva och bildbaserade stimuli. Möjlighet till att registrera responser i tid och antal korrekta svar. (Barnen tycker att testningen är kul!) Resultatsammanfattning Övergripande resultat kognitiva förmågor • Barn med CI presterar generellt sämre än hörande barn på en del test, på andra är prestationen likvärdig eller endast något sämre. • Stor spridning vad gäller prestation hos barnen med CI! Andel barn m CI som presterar inom normalvariationen för hörande barn • Visuellt arbetsminne 90 –100% • Generellt arbetsminne 70 – 80% • Fonologiskt arbetsminne 20% • Lexikal åtkomst 45 - 60% • Fonologisk förmåga 11% Proportion of children with CI performing within normal range compared to normal hearing children 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 barn med CI Barn med NH 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Barn med CI Barn med NH Sammanfattning av resultaten • Liten eller ingen skillnad mellan barnen då det gäller kognitiva uppgifter som har relativt låga krav på fonologisk bearbetning – stor skillnad då det finns relativt stora krav på fonologisk bearbetning! • Ingen skillnad i bearbetningstid då det gäller rätta svar för fonologiska och lexikala uppgifter. • Kognitiv utveckling: ”It´s not a question of all or none”! Läs- och skrivförmåga Läsförmåga Läsning = samspelet mellan avkodning och förståelse Läsförståelse Fonologisk ordavkodning Ortografisk ordavkodning NH >,= CI NH >,= CI NH = CI Omkring 65-80 % av de barn med CI som vi testat har läsförståelse i nivå med hörande barn I några studier ser vi en skillnad då det gäller fonologisk ordavkodning, i andra ingen skillnad. Ingen skillnad i ortografisk ordavkodning Uppföljningsstudie av Geers et al • 85 barn med CI av totalt 181 som testats i 8-9 års åldern följdes upp i 15-18 års ålder. • Taluppfattningen hade ökat markant, snabbare utvecklingstakt för språkförmågan än hos barn med NH under denna period men läsförmågan höll inte samma utvecklingstakt som hos barn med NH. • De som utvecklats bäst var barn med högre IQ och som haft undervisning på talat språk. Läsning och arbetsminne hos barn med CI (och hörapparat) • Tydligt samband mellan generellt arbetsminne och läsförståelse hos skolbarn med CI • Tonåringar CI>HA • Inga uppföljningsstudier ännu… Skrivförmåga - skriftligt berättande Berättarförmåga är viktig för skolframgång och i social samvaro. Starkt kopplad till läsförståelse. Barn med hörselskada har ofta problem med berättande, både vad gäller form och innehåll. Skriftligt berättande bygger på muntligt berättande och tvärtom, men kraven på berättaren är helt annorlunda när det inte finns någon interaktion “on-line”. Vad är intressant att mäta? Både produkt och process: stavning, ordvariation (lexikal diversitet), grammatiska fel och gramm. komplexitet,’ röda tråden’ (organisation), längd!omtagningar/redigeringar, skrivhastighet, pausers längd, antal, lokalisation… Tangentbords-loggning I studierna har vi använt ScriptLog (Strömqvist & Karlsson 2002). Tangentbordsloggningsprogrammet spelar in alla tangentbordsaktiviteter med hjälp datorn. Alla ändringar förflyttningar och pauser, liksom deras tidsmässiga aspekter, spelas in och sparas för senare analys. Relationen densitet (lexikal variation) och diversitet(lexikal täthet) är starkt genreberoende Men en tumregel: Hög densitet och hög diversitet hos vuxna. Hög densitet och låg diversitet (mindre funktionsord) hos yngre barn. Lexikal densitet, diversitet och paustid i berättelser hos barn med NH, barn med hörapparat(HA) och barn med CI . Lexikal densitet NH < HA < CI Lexikal diversitet NH > HA = CI Paustid NH = HA < CI Viktigaste skillnaden CI jämfört med hörande kontroller i skriftligt berättande Större variation än NH och HA Mer paustid hos CI men barn med CI skriver inte långsammare! Stavar bättre eller lika bra som NH! Sämre ordvariation och större andel innehållsord (subst, adj, verb) och mindre andel funktionsord (lexikal densitet) Fler grammatikFEL men end tre barn stod för dessa. Mindre komplex grammatik Barn som använde både tecken och tal skilde sig inte från övriga Pausmönster och arbetsminne i skrivprocessen hos tonåringar 14-18 år med CI(6) och HA(7) och NH (13) Ju bättre arbetsminne….. desto mindre andel total paustid för alla deltagare och desto kortare längd på pauserna Speciellt för CI gäller: Större andel paustid, fler och längre pauser (speciellt finala) än HA och NH Inget tyder på att de har problem med lågnivåprocesser i skrivande i genren skriftligt berättande till bildserier Tolkning: Ambition – uppmärksammad grupp? Pedagogiska implikationer Medvetenhet om egen läsförmåga bra! Tidig lästräning! ’Ljud-baserad’ träning viktig! Börja med bildberättelser men speciellt personliga berättelser bör stimuleras hos skolbarn. Glöm inte funktionsord så att grammatiken blir varierad inte bara ordval! Muntligt berättande stöder skriftligt men även tvärtom - Script-log kan användas som återkopplingsverktyg ’att se sin egen skrivprocess och läsa vad man skrivit’ Kognitiv intervention Kognitiv intervention Om nu barnen har en annorlunda kognitiv utveckling vore det då inte poäng att försöka förbättra deras kognitiva förmågor med hjälp av träningsinsatser? Kognitiv intervention är inte så enkel som det ibland kan tyckas vid första anblicken! Problem: - Ofta små effekter - Lång träningsperiod - Generaliserbarhet - Persistens Kognitiv intervention är ett ”hot topic” i kognitiv psykologi idag! Svensk forskning är framgångsrik och har visat på effekter av träning på arbetsminnet för vissa populationer. Delar av arbetsminnet förbättras och man kan även se en annorlunda aktivering av olika områden i hjärnan. Det återstår dock en hel del arbete innan man kan ge generella rekommendationer om träning av arbetsminnet. Försiktigt positiv, men fortsatt kritisk hållning! Kognitiv intervention hos döva och gravt hörselskadade barn med CI Få studier har genomförts! Träning av arbetsminnet för döva barn med CI ser ut att ha en viss effekt, men det är fortfarande oklart till vad man kan generalisera resultaten till och hur länge man skall träna. (Kronenberg, Pisoni et al, 2010, JSLHR). Vår studie Träning av grafem-fonem korrespondens och se hur det påverkar barnen neurofysiologiskt, kognitivt och vilken inverkan som det har på läsutvecklingen. Graphogame – finsk träningsprogram utvecklad av Heikki Lyytinen och kollegor vid universitetet i Jyväskylä. Design: Pre-test1, Pretest2, 4 veckors intervention, post-test. Barn 40 barn i åldrarna 5 – 7 år Intervention via dator i hemmet med support av logoped. (Studien är en logistisk manöver fullt jämförbar med planering av ett olympiskt spel eller en månlandning!) Preliminära resultat Fonologisk träning har effekt för alla barn, magnituden på träningseffekten varierar. Barn med dåliga fonologiska färdigheter ökar mest. Effekten mer global för barn med dåliga fonologiska färdigheter och mer specifik för barn med bra färdigheter. Vi ser också effekter förändrad hjärnaktivitet. Metoden med hemmaträning fungerar! Framtiden: Specifik träning utifrån barnens fonologiska förutsättningar. Skrivintervention • Pågående studie med syfte att utveckla redogörande texter mha videobservation (expertskribent skriver och tänker högt) och tangentbordsloggning för högskolestuderande med hörselskada och kontroller. • Nästa steg: Implementering på mellanstadiet med sk kamratobservation och tangentbordsloggning • Goda resultat så här långt spec vg organisation från barn i åk 5 )(Johansson et al, ms) Summering av resultat Summering Barn med CI har generellt sett en lägre prestationsnivå på flertalet kognitiva test. • Prestationen varierar med kraven på fonologisk bearbetning. • Kan en riktad, systematisk fonologisk träning kan förändra den fonologiska bearbetningsförmågan? • Summering (forts.) Barn med CI har en relativt bra läsförmåga trots att de ofta har en mindre bra fonologisk förmåga. ”Läser bättre än vad de borde!” Två tänkbara förklaringar: (a) annorlunda lässtrategi (mer visuellt betingad) (b) utvecklar en annorlunda fonologisk färdighet Summering forts. • Våra resultat liknar de resultat som Ann Geers fått i sina studier med liknande lästest och med barn i samma åldrar. • Vid en uppföljning 6 – 7 år senare presterade barnen med CI (14 – 16 år gamla) sämre än hörande barn på samtliga lästest! Sammanfattningsvis Vi vet en del om barnens språkliga och kognitiva utveckling, men vi behöver veta åtskilligt mycket mer. Vi behöver den typen av kunskap i olika sammanhang! Ökad kunskap om kognition ger möjlighet till att individanpassa en rad aktiviteter utifrån barnens möjligheter och begränsningar. Individanpassning av hjälpmedel, pedagogik, träning etc Barn med CI är en ”understuderad grupp” med avseende på deras kognitiva och språkliga utveckling! Vi vet mindre om hörselskadade barns (med hörapparat) kognitiva utveckling! Mentaliseringsförmåga – Theory-of-Mind (ToM) Vad det är: Förmågan att förstå ”mental states”— Tankar, intentioner, önskningar och emotioner hos andra individer och även hos individen själv (Siegal & Varley, 2002; Wellman, Cross, & Watson, 2001). Hur det utvecklas: Genom en kontinuerlig omorganisation av barnets tankevärld som en funktion av samspel med andra människor (Gopnik & Wellman, 1994; Gopnik & Meltzoff, 1997; Meltzoff, 1999). Döva barn med döva föräldrar har en utveckling av ToM som ofta liknar utvecklingen hos hörande barn. Vår studie – preliminära resultat 20 barn med CI Barnen presterade som grupp något sämre än hörande barn. Koppling till ålder då de fick sina CI. Barn som var yngre (> 2.5 år) löste ToM uppgifter signifikant bättre än barn som fått sina CI senare. Auditiv och språklig stimulering och utveckling av ToM? Våra samtalstudier-barn och ungdomar med CI Referentiell kommunikation dvs strukturerade samtal (spelet ’vem där’?) Både dialogiskt och individuellt perspektiv, olika samtalspar: CI*-H H*-H (*matchade) I referentiella samtal blir frågestrategierna viktiga framgångsfaktorer! Requests for clarification ”Yes, yes - does he have blue eyes?” ”He has yellow hair and big hair on his upper lip. Yes, he looks a little bit like your father. ”Eh, did you say his hair was yellow? ”What?” ”What colour are his eyes?” Resultat Barn med CI i rollen som lyssnare frågar mer (oftare)!, frågar annorlunda (mer ja/nej-frågor) och frågar om ’nytt’ om de har bra arbetsminne. Barn med sämre arbetsminne frågar oftare om sådant som redan sagts. Barnpar där ett barn har CI löser uppgiften lika korrekt som par med hörande kamrater men tar längre tid på sig. Succéfaktorer för barnen med CI i denna typ av samtal Obegränsad tid och tydlig struktur i uppgiften Att samtalspartnern var känd Att barnet har en känsla (förförståelse) för vad situationen/aktiviteten kräver – terapeutiska implikationer! Förvånande? Barnen med CI verkar skilja sig från barn med SLI och barn med mild/måttlig hns (sv och am us). De är mer aktiva och interaktiva. Inga missförstånd och få ’va?’ De ’säkrar sig’ i samtalet med frågor (och tittar mer på partnern?...) Hur svarar talaren på lyssnarens frågor? • Ja/nej frågor får inga ja/nej svar utan ’elaboreringar’. Ingen skilllnad CI och NH. • Mycket få öppna frågor i materialet men de som ställs får elborerade svar. Ingen skillnad CI och NH. Ögonrörelser i samtal Blick i samtal – hur? ”Nästa är en tjej.” Frågor och frågetyper ”Mhm.” ”Hon har ljust hår och flätor.” ”Har hon blåa ögon?” Återkoppling Ögonrörelsemätning Frågor som väcks… • Blir uppmärksamheten på själva uppgiften lidande av att barnet med hörselskada tittar upp mer på den som pratar? – Inlärningssituationen behöver anpassas efter barnens större behov av att titta på partnern vid vissa verbala händelser. – Snabba och frekventa byten av visuell uppmärksamhet kan bli ett hinder i inlärningen. – Vid interaktiv undervisning med många som pratar i klassrummet – ska barn med hörselskada sitta längst fram?