Features of auditory perception of rhythmic sound sequences in elderly people with normal and impaired hearing

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The results of a psychophysical study of the characteristics of auditory perception of sound rhythmic sequences in a risk group for age-related hearing loss: elderly people aged 60 to 78 years (Group 1: n = 39; M = 15, F = 24, normal hearing according to pure tone threshold audiometry) were presented. The comparison groups included young subjects aged 18 to 30 years with normal hearing (Group 2: n = 47; 24 men and 23 women) and elderly people aged 62 to 76 years with grade 2 bilateral sensorineural hearing loss who do not use hearing aids (Group 3: n = 30; 14 men and 16 women). Age and gender differences in rhythm recognition were analyzed. The experimental stimuli corresponded to sequences of 3 tone bursts (F = 1000 Hz) of varying duration (300, 600 ms; 150 ms pause), forming 6 rhythmic pattern variants (long-short-long, short-short-long, etc.). Additionally, 20 elderly subjects from Group 1 and 22 young subjects from Group 2 took part in short-term auditory memory testing using the auditory digit series reproduction method (Jacobs test). The correlation between the indicators of rhythmic pattern recognition and auditory memory was assessed. The obtained data confirmed the influence of age and hearing condition on rhythm perception. The reliable decrease in its indicators (p < 0.01) observed in elderly subjects with normal hearing thresholds. In this group, gender differences in the “success” of auditory rhythm perception and their relationship with the characteristics of short-term auditory memory were also evident. The results are discussed in the context of using rhythmic sound sequences in testing programs and sensory-cognitive training for the early detection and prevention of age-related hearing problems, including central auditory analysis and auditory memory processes.

About the authors

E. A. Ogorodnikova

Pavlov Institute of Physiology, Russian Academy of Sciences

Email: ogorodnikovaea@infran.ru
ORCID iD: 0000-0002-8177-0431
PhD in Biology, head of the Laboratory of Speech Psychophysiology, Pavlov Institute of Physiology Russian Academy of Sciences, 199034, Makarov emb., 6, St. Petersburg, Russian Federation, 199034, St. Petersburg

I. S. Medvedev

Pavlov Institute of Physiology, Russian Academy of Sciences

Email: vanes9622@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-4904-0336
Master of Psychology, junior researcher, Laboratory of Speech Psychophysiology, Pavlov Institute of Physiology Russian Academy of Sciences, 199034, Makarov emb., 6, St. Petersburg, Russian Federation, 199034, St. Petersburg

S. P. Pak

Pavlov Institute of Physiology, Russian Academy of Sciences

Email: sppark@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5566-8866
PhD in Biology, researcher, Laboratory of Speech Psychophysiology, Pavlov Institute of Physiology Russian Academy of Sciences, 199034, Makarov emb., 6, St. Petersburg, Russian Federation 199034, St. Petersburg

References

  1. Altman Ya.A., Tavartkiladze G.A. Rukovodstvo po audiologii [Handbook of audiology]. Moscow: DMK Press, 2003. 360 p. (in Russ.)
  2. Balin V.D., Gayda V.K., Gorbachevsky V.K. Praktikum po obshchey, eksperimental’noy i prikladnoy psikhologii [Workshop on general, experimental, and applied psychology]. SPb.: Piter, 2000. 560 p. (in Russ.)
  3. Boboshko M.Yu., Berdnikova I.P., Maltseva N.V., Zhilinskaya E.V., Ogorodnikova E.A. Puti uluchsheniya razborchivosti rechi pri ispol’zovanii slukhovykh apparatov [Ways to improve speech intelligibility when using hearing aids]. Folia Otorhinolaryngologiae et Pathologiae Respiratoriae. 2021. V. 27(1). P. 21–29. https://doi.org/10.33848/foliorl23103825-2021-27-1-22-29
  4. Boboshko M.Yu., Garbaruk E.S., Zhilinskaya E.V., Salakhbekov M.A. Tsentral’nyye slukhovyye rasstroystva (obzor literatury) [Central auditory processing (literature review)]. Ros. otorinolaringologiya. 2014. V. 72(5). P. 87–96. (in Russ.)
  5. Boboshko M.Yu., Zhilinskaya E.V., Ogorodnikova E.A., Pak S.P., Salakhbekov M.A. Analysis of time parameters of sound signals in normal and impaired hearing [Analysis of time parameters of sound signals in normal and impaired hearing]. Folia Otorhinolaryngologiae et Pathologiae Respiratoriae. 2015. V. 21(4). P. 47–55. (in Russ.)
  6. Boboshko M.Yu., Ogorodnikova E.A., Zhilinskaya E.V., Pak S.P. Способ проведения теста восприятия ритмических последовательностей стимулов [Sposob provedeniya testa vospriyatiya ritmicheskikh posledovatel’nostey stimulov]. 2017b. Bull. 17. Patent RU 2611909. (in Russ.)
  7. Golovanova L.Ye., Boboshko M.Yu., Kvasov Ye.A., Lapteva Ye.S. Tugoukhost’ u vzroslogo naseleniya starshikh vozrastnykh grup [Hearing loss in older adults]. Uspekhi gerontologii. 2019. V. 32(1–2). P. 166–173 (in Russ.)
  8. Golovanova L.E., Boboshko M.Yu., Lapteva E.S., Ogorodnikova E.A. Audiologicheskoye testirovaniye v kompleksnoy geriatricheskoy otsenke patsiyentov [Audiological testing in a comprehensive geriatric assessment of patients]. Uspekhi gerontologii. 2023. V. 36(4). P. 525–531. https://doi.org/10.34922/AE.2023.36.4.010 (in Russ.)
  9. Kovaleva A.V. Fiziologicheskiye osnovy vospriyatiya i vosproizvedeniya ritma v nevrologii [Physiological bases of perception and reproduction of rhythm in neurology]. Russkiy meditsinskiy zhurnal. 2018. V. 12(1). P. 61–65. (in Russ.)
  10. Koroleva I.V., Ogorodnikova E.A., Levin S.V., Pak S.P., Kuzovkov V.E., Yanov Yu.K. Ispol’zovaniye psikhoakusticheskikh testov dlya pertseptivnoy otsenki nastroyki protsessora kokhlearnogo implanta u glukhikh patsiyentov [Use of psychoacoustic tests for perceptual assessment of cochlear implant processor tuning in deaf patients]. Vestnik otorinolaringologii. 2021. V. 86 (1). P. 30–35. https://doi.org/10.17116/otorino20218601130 (in Russian)
  11. Koroleva I.V., Ogorodnikova E.A., Pak S.P., Levin S.V., Balyakova A.A., Shaporova A.V. Metodicheskiye podkhody k otsenke dinamiki razvitiya protsessov slukhorechevogo vospriyatiya u detey s kokhlearnymi implantami [Methodological approaches to assessing the dynamics of development of auditory-speech perception processes in children with cochlear implants]. Ros. otorinolaringologiya. 2013. V. 71(3). P. 75–85. (in Russ.)
  12. Medvedev I.S., Pak S.P., Ogorodnikova E.A. Vliyaniye sensorno-kognitivnykh uprazhneniy na pokazateli vospriyatiya, vnimaniya i pamyati u lits pozhilogo vozrasta [The influence of sensory-cognitive exercises on the indicators of perception, attention and memory in elderly people]. Sensornyye sistemy. 2024. V. 38(4). P. 27–37. https://doi.org/10.31857/S0235009224040037
  13. Melnikov A.N., Boboshko M.Yu., Ogorodnikova E.A., Garbaruk E.S., Kibalova Yu.S., Maltseva N.V. Slukh i umeniye ponimat’ yestestvennuyu rech’ plyus diagnostika (SUPER-Plyus) [Hearing and the ability to understand natural speech plus diagnostics (SUPER-Plus)]. 2024. Bull. №7. Patent RU 2024666740 (in Russ.)
  14. Ogorodnikova E.A., Balyakova A.A., Zhilinskaya E.V., Okhareva N.G., Pak S.P., Boboshko M.Yu. Slukhovaya trenirovka kak metod reabilitatsii patsiyentov s narusheniyami slukha i rechi. Folia Otorhinolaryngologiae et Pathologiae Respiratoriae [Auditory training as a method of rehabilitation of patients with hearing and speech impairments]. Folia Otorhinolaryngologiae et Pathologiae Respiratoriae. 2017. V. 23(1). P. 33–42. (in Russ.)
  15. Ogorodnikova E.A., Stolyarova E.I., Balyakova A.A. Osobennosti slukhorechevoy segmentatsii u detey shkol’nogo vozrasta s normal’nym slukhom i narusheniyami slukha i rechi [Features of auditory-speech segmentation in schoolage children with normal hearing and hearing and speech impairments]. Sensornyye sistemy. 2012. V. 26(1). P. 20–31. (in Russ.)
  16. Bégel V., Dalla Bella S., Devignes Q., Vandenbergue M., Lemaître M.P., Dellacherie D. Rhythm as an independent determinant of developmental dyslexia. Developmental Psychology. 2022. V. 58(2). P. 339–358. https://doi.org/10.1037/dev0001293
  17. Bengtsson S.L., Ullen F., Ehrsson H.H. Listening to rhythms activates motor and premotor cortices. Cortex. 2009. V. 45(1). P. 62–71. https://doi.org/10.1016/j.cortex.2008.07.002
  18. Bonacina S., Cancer A., Lanzi P.L., Lorusso M.L., Antonietti A. Improving reading skills in students with dyslexia: The efficacy of a sublexical training with rhythmic background. Frontiers in Psychology. 2015. V. 6. P. 110–116. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2015.01510
  19. Breska A., Ivry R.B. Double dissociation of single-interval and rhythmic temporal prediction in cerebellar degeneration and Parkinson’s disease. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2018. V. 115(48). P. 12283– 12288. https://doi.org/10.1073/pnas.1810596115
  20. Chen J.L., Zatorre R.J., Penhune V.B. Interactions between auditory and dorsal premotor cortex during synchronization to musical rhythms. Neuroimage. 2006. V. 32(4). P. 1771–1781. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2006.04.207
  21. Fink M., Churan J., Wittmann M. Assessment of auditory temporal-order thresholds – a comparison of different measurement procedures and the influences of age and gender. Restor Neurol Neurosci. 2005. V. 23(5–6). P. 281–296.
  22. Fitzgibbons P.J., Gordon-Salant S. Age effects in discrimination of intervals within rhythmic tone sequences. J. Acoust Soc Am. 2015. V. 137(1). P. 388–396. https://doi.org/10.1121/1.4904554
  23. Fitzgibbons P.J., Gordon-Salant S. Age effects on discrimination of timing in auditory sequences. J Acoust Soc Am. 2004. V. 116(2). P. 1126–1134. https://doi.org/10.1121/1.1765192
  24. Fiveash A., Bedoin N., Gordon R.L., Tillmann B. Processing rhythm in speech and music: Shared mechanisms and implications for developmental speech and language disorders. Neuropsychology. 2021. V. 35(8). P. 771–791. https://doi.org/10.1037/neu0000766
  25. Fiveash A., Bella S.D., Bigand E., Gordon R.L., Tillmann B. You got rhythm, or more: The multidimensionality of rhythmic abilities. Atten Percept Psychophys. 2022. V. 84. P. 1370–1392. https://doi.org/10.3758/s13414-022-02487-2
  26. Gates G.A., Mills J.H. Presbycusis. Lancet. 2005. V.366. P. 1111–1120. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(05)67423-5
  27. Ghai S., Ghai I., Effenberg A.O. Effect of rhythmic auditory cueing on aging gait: a systematic review and metaanalysis. Aging Dis. 2018. V. 9(5). P. 901–923. https://doi.org/10.14336/AD.2017.1031
  28. Golding M. Prevalence of central auditory processing (CAP) abnormality in an older Australian population: The Blue Mountains hearing study. J. of the American Academy of Audiology. 2004. V. 15. P. 633–642. https://doi.org/10.3766/jaaa.15.9.4
  29. Goswami U. A temporal sampling framework for developmental dyslexia. Trends in cognitive sciences. 2011. V. 15(1). P. 3–10. https://doi.org/10.1016/j.tics.2010.10.001
  30. Konoike N., Kotozaki Y., Jeong H. et al. Temporal and motor representation of rhythm in fronto-parietal cortical areas: an fMRI study. PloS One. 2015. V. 10(6). P. e0130120. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0130120
  31. Lee B.H., Richard J.E., de Leon R.G., Yagi S., Galea L.A.M. Sex differences in cognition across aging. Curr. Top. Behav. Neurosci. 2023. V. 62. P. 235–284. https://doi.org/10.1007/7854_2022_309
  32. Lo C.Y., Russo F., Singh G. Exploring the impact of hearing loss through music, irony, and rhythm. J Acoust Soc Am. 2023. V. 153(3_suppl). P. А286. https://doi.org/10.1121/10.0018866
  33. Moore B.C.J. An Introduction to the Psychology of Hearing (6th ed.). 2013. Brill. 441 p.
  34. Musiek F.E., Chermak G.D. Handbook of central auditory processing disorder: Auditory neuroscience and diagnosis (V. 1, 2nd edition). San Diego: Plural Publishing, 2014. 745 p.
  35. Nagaraj N. (2024). Hearing loss and cognitive decline in the aging population: Emerging perspectives in audiology. Audiol. Res. V. 14. P. 479–492. https://doi.org/10.3390/audiolres14030040
  36. Park S., Kim M., Sikandaner H., Kim D., Yeo S., Park S.N. A causal relationship between hearing loss and cognitive impairment. Acta Otolaryngol. 2016. V. 136. P. 480–483.
  37. Pearson D.V., Shen Y., McAuley J.D., Kidd G.R. Differential sensitivity to speech rhythms in young and older adults. Front Psychol. 2023. V. 12(14). P. 1160236. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2023.1160236
  38. Qian M., Wang Q., Yang L., Wang Z., Hu D., Li B. The effects of aging on peripheral and central auditory function in adults with normal hearing. Am. J. Transl. Res. 2021. V.13. P. 549–564.
  39. Sauvé S.A., Bolt E.L.W., Nozaradan S., Zendel B.R. Aging effects on neural processing of rhythm and meter. Front Aging Neurosci. 2022. V. 1(14). P. 848608. https://doi.org/10.3389/fnagi.2022.848608
  40. Stach B.A., Spretnjak M.L., Jerger J. The prevalence of central presbycusis in a clinical population. J. of American Academy of Audiology. 1990. V. 1. P. 109–115.
  41. Tierney A.T., Kraus N. The ability to tap to a beat relates to cognitive, linguistic, and perceptual skills. Brain and language. 2013. V. 124(3). P. 225–231. https://doi.org/10.1016/j.bandl.2012.12.014
  42. Tremblay K.L., Pinto A., Fischer M.E., Klein B.E., Klein R., Levy S., Tweed T.S., Cruickshanks K.J. Self-reported hearing difficulties among adults with normal audiograms: the beaver dam offspring study. Ear Hear. 2015. V. 36(6). P. e290-9. https://doi.org/10.1097/AUD.0000000000000195

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».