Influence of speech-language therapy on P300 outcome in patients with language disorders: a meta-analysis / Influência da terapia fonoaudiológica no resultado do P300 em pacientes distúrbio de linguagem: uma metanálise

Abstract Introduction: The patient's evolution in the audiology and speech-language clinic acts as a motivator of the therapeutic process, contributing to patient adherence to the treatment and allowing the therapist to review and/or maintain their clinical therapeutic conducts. Electrophysiological measures, such as the P300 evoked potential, help in the evaluation, understanding and monitoring of human communication disorders, thus facilitating the prognosis definition in each case. Objective: To determine whether the audiology and speech-language therapy influences the variation of P300 latency and amplitude in patients with speech disorders undergoing speech therapy. Methods: This is a systematic review with meta-analysis, in which the following databases were searched: Pubmed, ScienceDirect, SCOPUS, Web of Science, SciELO and LILACS, in addition to the gray literature bases: OpenGrey.eu and DissOnline. The inclusion criteria were randomized or non-randomized clinical trials, without language or date restriction, which evaluated children with language disorders undergoing speech therapy, monitored by P300, compared to children without intervention. Results: The mean difference between the latencies in the group submitted to therapy and the control group was −20.12 ms with a 95% confidence interval of −43.98 to 3.74 ms (p = 0.08, I 2 = 25% and p value = 0.26). The mean difference between the amplitudes of the group submitted to therapy and the control group was 0.73 uV with a 95% confidence interval of −1.77 to 3.23 uV (p = 0.57, I 2 = 0% and p value = 0.47). Conclusion: The present meta-analysis demonstrates that speech therapy does not influence the latency and amplitude results of the P300 evoked potential in children undergoing speech therapy intervention.

Resumo Introdução: A evolução do paciente na clínica fonoaudiológica atua como fator motivador do processo terapêutico, contribui para a sua adesão ao tratamento e possibilita ao terapeuta a revisão e/ou a manutenção de suas condutas. As medidas eletrofisiológicas, como o potencial evocado P300, auxiliam na avaliação, na compreensão e no monitoramento dos distúrbios da comunicação humana, facilitam, dessa forma, a definição do prognóstico de cada caso. Objetivo: Determinar se a terapia fonoaudiológica influencia na variação da latência e da amplitude do P300 em pacientes com distúrbio de linguagem submetidos à terapia fonoaudiológica. Método: Revisão sistemática com metanálise, na qual foram feitas buscas nas seguintes bases de dados: Pubmed, ScienceDirect, Scopus, Web of Science, SciELO e Lilacs, além das bases de literatura cinzenta: OpenGrey.eu e DissOnline. Foram considerados critérios de inclusão: ensaios clínicos aleatórios ou não, sem restrição de idiomas ou data, que submeteram crianças com distúrbio de linguagem à terapia fonoaudiológica, monitoradas pelo P300, comparadas a crianças sem intervenção. Resultados: A diferença média entre as latências do grupo submetido à terapia e do grupo controle foi de -20,12 ms com intervalo de confiança 95% entre -43,98 e 3,74 ms (p = 0,08; I2 = 25% e o valor de p = 0,26). A diferença média entre as amplitudes do grupo submetido à terapia e do grupo controle foi de 0,73 uV com intervalo de confiança de 95% entre -1,77 e 3,23 uV (p = 0,57; I2 = 0% e o valor de p = 0,47). Conclusão: A terapia fonoaudiológica não influencia nos resultados de latência e amplitude do potencial evocado P300 em crianças submetidas à intervenção fonoaudiológica.

Caracterização eletrofisiológica da audição em indivíduos com Síndrome de Down / Electrophysiological characterization of hearing in individuals with Down syndrome

RESUMO Introdução Poucos estudos realizaram, concomitantemente, o potencial evocado auditivo de tronco encefálico (PEATE) e o P300 na Síndrome de Down (SD), em indivíduos audiologicamente normais, para a avaliação da via auditiva central, principalmente pela dificuldade de realizar estes procedimentos nesta população. Estudos anteriores sugeriram que indivíduos com SD podem apresentar padrões de respostas diferentes das encontradas em indivíduos com desenvolvimento típico, sendo que a identificação destes seria fundamental para o estabelecimento de um diagnóstico audiológico preciso. Objetivo Caracterizar o PEATE e o P300 em indivíduos com SD audiologicamente normais. Método Foram analisados o PEATE e o P300 de 17 indivíduos com SD e 21 com desenvolvimento típico de sete a 15 anos. A análise foi quantitativa e qualitativa, utilizando medidas descritivas e os testes de hipótese. Resultados Os valores de latência foram menores no PEATE para o grupo SD, com diferença estatisticamente significante para a onda V, interpicos III-V e I-V; não foram encontradas diferenças significantes nos valores de latência do P300. Observou-se maior número de indivíduos com valores precoces para as latências do PEATE e com latências atrasadas para o P300 no grupo SD; ambas as comparações mostraram diferenças significantes. Conclusão Crianças e adolescentes com SD podem apresentar respostas precoces para os componentes do PEATE, sugerindo que a via auditiva destes necessita de menor tempo para a transmissão neural do estímulo acústico até o tronco encefálico. Quanto ao P300, indivíduos com SD podem apresentar latências aumentadas, sugerindo comprometimento na via auditiva central quanto ao processamento cortical da informação auditiva.

ABSTRACT Introduction Few studies have performed Brainstem (BAEP) and P300 Auditory Evoked Potentials simultaneously to assess central auditory pathways in normal hearing individuals with Down syndrome (DS), mainly because of the difficulty in applying these procedures to this population. Previous studies have suggested that individuals with DS might present different patterns of response compared with those of individuals with typical development; nevertheless, the identification of these potentials would be crucial for the establishment of an accurate audiological diagnosis. Purpose To characterize BAEP and P300 in normal-hearing individuals with DS. Methods BAEP and P300 were analyzed in 17 individuals with DS and in 21 individuals with typical development aged 7 to 15 years. The results were quantitatively and qualitatively analyzed using descriptive measures and hypothesis tests. Results In the quantitative analysis, latency values were lower in the BAEP for the DS group, with statistically significant difference for wave V and interpeaks III-V and I-V; there were no significant differences in the P300 latency values. In the qualitative analysis, there were a larger number of individuals with early values for BAEP latencies and late latencies for P300 in the DS group; both comparisons showed statistically significant differences. Conclusion Children and adolescents with DS can present early responses to the components of BAEP, suggesting that their auditory pathway requires less time for the neural transmission of acoustic stimuli to the brainstem. Concerning P300, individuals with DS may present increased latencies, suggesting impairment in the central auditory pathway for the cortical processing of auditory information.

Aplicabilidade do teste padrão de frequência e P300 para avaliação do processamento auditivo / Applicability of the P300 frequency pattern test to assess auditory processing

A ordenação temporal e atenção auditiva são habilidades importantes no processamento da informação, sendo avaliadas com teste comportamental, como o teste padrão de frequência (TPF), na ordenação temporal (OT) e por teste eletrofisiológico, como o P300, na atenção auditiva. OBJETIVO: Analisar a aplicabilidade do TPF e P300 como testes para avaliação do processamento auditivo. MÉTODO: Foi realizada uma revisão bibliográfica integrativa, com artigos que atenderam aos critérios de inclusão, utilizando as bases de dados MedLine, LILACS e SciELO, com as palavras-chave: atenção auditiva, potencial evocado P300, eletrofisiologia e P300, ordenação temporal, processamento e TPF. Foram identificados 13 artigos concernentes ao uso do TPF e 16 referentes ao uso do P300. RESULTADOS: O TPF foi o teste mais utilizado na avaliação da OT, apresentado de forma diótica em indivíduos com alterações de linguagem, músicos, com cegueira, trabalhadores rurais e diversas faixas etárias. O P300 é feito na frequência de 1.000 Hz no estímulo frequente e 2.000 Hz para estímulo raro, aplicável em indivíduos de ambos os sexos, diversas faixas etárias, e em portadores de síndrome de Down, cirrose hepática, AIDS e síndrome da apneia do sono. CONCLUSÃO: O TPF e P300 são instrumentais eficazes para avaliação das habilidades propostas.

Temporal ordering and auditory attention are important skills in information processing, being evaluated by a behavioral test, as the frequency pattern test (FPT) in temporal ordering (TO) and electrophysiological testing, as the P300 in auditory attention. OBJECTIVE: To analyze the applicability of FPT and P300 as testing for auditory processing. METHOD: We performed an integrative literature review, with papers that met the inclusion criteria, using the MedLine, LILACS and SciELO databases, with the keywords: hearing attention, P300 evoked potential, P300 and electrophysiology, temporal ordering, processing and FPT. We found 13 papers concerning the use of the TPF and 16 regarding the use of P300. RESULTS: The TPF was the most used test in the evaluation of TO, presented in a diotic way in individuals with language disorders, musicians, blind people, rural workers and different age groups. The P300 is used in the frequency of 1000 Hz in the frequent stimulus and 2000 Hz for the rare stimulus, applicable in individuals of both genders, different age groups, and in patients with Down syndrome, liver cirrhosis, AIDS and Sleep Apnea Syndrome. CONCLUSION: The FPT and P300 are efficient instruments used to assess the intended skills.

Evaluación experimental y estadística de un prototipo de interfaz cerebro-computador (ICC) / Experimental and statistical evaluation of a brain-computer interface (BCI) prototype

En la actualidad, las Interfaces Cerebro-Computador (ICC) se diseñan con el fin de usarlas tanto en estudios experimentales como clínicos, y cuyos resultados permiten la creación de nuevas tecnologías asistidas para personas que se encuentran en situación de discapacidad motora. En el año 2008 se desarrolló un prototipo de una ICC en la Escuela de Ingeniería de Antioquia y la Universidad CES, la cual hace uso de los potenciales evocados cognitivos P300 mediante electroencefalografía (EEG). En este trabajo se propone un estudio experimental y estadístico para comparar un prototipo de ICC con un sistema comercial (USBamp), estudiando si existen diferencias significativas entre los dos sistemas. El estudio se concentra en pruebas destinadas a la caracterización de sistemas empleando como entrada, inicialmente, señales determinísticas con diferentes valores de frecuencia y amplitud, y cuya evaluación se hace a través del valor cuadrático medio, la densidad espectral de las señales, el tiempo de respuesta y el máximo pico ante un estímulo. En segunda instancia, se realizan pruebas análogas en señales de P300 evaluando la energía de la señal y el tiempo de latencia por canal. Se hace uso de elementos de inferencia estadística como la evaluación de hipótesis para dos medias suponiendo varianzas desconocidas iguales y prueba de medias para dos muestras pareadas. De las pruebas evaluadas se concluye que la ICC es apta en cuanto la adquisición de EEG y su procesamiento, pero se establecen planes de mejoramiento para algunos tratamientos que incluyen el diseño de nuevos circuitos para mejorar el ancho de banda.

Nowadays, brain-computer interfaces (BCI) are designed to use them in experimental and clinical studies, which results allow the creation of new assistive technologies for people with motor disabilities. In 2008, a prototype of a BCI was developed in the School of Engineering of Antioquia and University CES, which uses the cognitive P300 evoked potential recorded by electroencephalography (EEG). In this paper we propose an experimental and statistical design to compare our BCI prototype with a commercial device (USBamp), studying if they show significant differences or not. At first instance, this study is focused in some tests that characterize the systems using as input, deterministic signals with different values of frequency and amplitude, and which evaluation is made through mean square value, signals spectral density, response time and maximum peak during a stimulus. Secondly, we performed some analog tests in P300 signals evaluating signal energy and latency per channel. We use elements of statistical inference such as: the evaluation of a hypothesis for two means assuming unknown equal variances and equal means tests for two paired samples. According to the evidence, we concluded that our BCI is suitable to measure and process EEG signals but is necessary to establish some improvement for certain treatments such as: the design of new circuits to optimize band width.

The efficacy of formal auditory training in children with (central) auditory processing disorder: behavioral and electrophysiological evaluation / A eficácia do treinamento auditivo formal em crianças com transtorno de processamento auditivo (central): avaliação comportamental e eletrofisiológica

Long Latency Auditory Evoked Potentials can be used to monitor changes in the Central Auditory Nervous System after Auditory Training. AIM: The aim of this study was to investigate the efficacy of Auditory Training in children with (Central) Auditory Processing Disorder, comparing behavioral and electrophysiological findings before and after training. MATERIAL AND METHODS: twenty nine individuals between eight and 16 years of age with (Central) Auditory Processing Disorder - diagnosed by behavioral tests - were involved in this research. After evaluation with the P300, the subjects were submitted to an Auditory Training program in acoustic booth and, at the end, a new evaluation of (central) auditory processing and a new recording of P300. RESULTS: The comparison between the evaluations made before and after the Auditory Training showed that there was a statistically significant difference among P300 latency values and also among behavioral test mean values in evaluation of (central) auditory processing. CONCLUSION: P300 appears to be a useful tool to monitor Central Auditory Nervous System changes after Auditory Training, and this program was effective in the rehabilitation of the auditory skills in children with (Central) Auditory Processing Disorder.

Os Potenciais Evocados Auditivos de Longa Latência podem ser uma ferramenta útil no monitoramento das mudanças ocorridas no Sistema Nervoso Auditivo Central após Treinamento Auditivo. OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi verificar a eficácia do Treinamento Auditivo em crianças com Transtorno de Processamento Auditivo (Central), comparando as medidas comportamentais e eletrofisiológicas antes e após o treinamento. MATERIAL E MÉTODO: Participaram do estudo 29 indivíduos com idades entre oito e 16 anos diagnosticados, por meio de testes comportamentais, com Transtorno de Processamento Auditivo (Central). Após serem submetidos à avaliação do P300, foi realizado com os sujeitos um programa de Treinamento Auditivo em cabina acústica e, ao término, foram realizadas nova avaliação do processamento auditivo (central) e nova gravação do P300. RESULTADOS: Quando comparadas as avaliações realizadas antes e depois do Treinamento Auditivo, houve diferença estatisticamente significante entre os valores de latência do P300 e entre a porcentagem de acertos nos testes comportamentais utilizados na avaliação do processamento auditivo (central). CONCLUSÃO: O P300 mostrou-se um instrumento útil no monitoramento das mudanças ocorridas no Sistema Nervoso Auditivo Central após o Treinamento Auditivo, o qual se mostrou eficaz na reabilitação das habilidades auditivas alteradas nas crianças com Transtorno de Processamento Auditivo (Central).

Potencial evocado auditivo de longa latência-P300 em indivíduos normais: valor do registro simultâneo em Fz e Cz / P300-long-latency auditory evoked potential in normal hearing subjects: simultaneous recording value in Fz and Cz

O P300 é um Potencial Evocado Auditivo denominado potencial endógeno por refletir o uso funcional que o indivíduo faz do estímulo auditivo, sendo altamente dependente das habilidades cognitivas, entre elas atenção e discriminação auditiva. É um procedimento de avaliação objetiva, mas que depende da experiência do avaliador em detectar os picos das ondas, sendo importante a utilização de métodos de registro que facilitem a análise da presença de resposta e a interpretação dos resultados. OBJETIVO: Analisar o Potencial Evocado Auditivo de Longa Latência-P300 obtido com a utilização de dois eletrodos ativos posicionados em Fz e Cz. MATERIAIS E MÉTODOS: Participaram deste estudo 33 indivíduos de ambos os gêneros com idade entre 7 e 34 anos, audição normal e sem fator de risco para problemas mentais. RESULTADOS: Os resultados demonstraram que não houve diferença estatisticamente significante para a latência de N2 e P3 e amplitude do P3 quando analisado o gênero e nem correlação com a idade dos indivíduos. Houve forte correlação destas medidas com o posicionamento dos eletrodos em Fz e Cz. CONCLUSÃO: O posicionamento dos eletrodos ativos em Fz e Cz pode ser considerado um recurso a mais para auxiliar na análise clínica do P300.

The P300 is and auditory Evoked Potential, called endogenous potential because it reflects the functional use the individual makes of the auditory stimulus, being highly dependent on cognitive skills; among them we list attention and auditory discrimination. It is a procedure of objective evaluation; however, one that depends on the examiner's experience to detect wave peaks, and it is important to use recording methods that facilitate the response presence analysis and result interpretation. AIM: to analyze the P300 Long Latency Auditory Evoked Potential obtained through the use of two active electrodes positioned on Fz and Cz. MATERIALS AND METHODS: 330 individuals from both genders and age ranging between 7 and 34 years participated in this study, they all had normal hearing and did not have any risk factor for mental problems. RESULTS: Results show that there was no statistically significant difference for N2 and P3 latency and P3 amplitude as far as gender is concerned, nor correlation with the individual's age. There was a strong correlation of these measures with Fz and Cz electrode positioning. CONCLUSION: Fz and Cz active electrodes positioning can be considered one more resource to help in the P300 clinical analysis.