Psychoacoustics and hallucinating schizophrenics. A psychobiological approach to schizophrenia

Abstract

Psychoacoustic experiments have been conducted for schizophrenic patients with auditory hallucinations in their case history and for reference subjects. The aim of the thesis has been to assess differences between the two groups of subjects. The experiments consisted of tests on perceptual grouping mechanisms measuring how sound with high and low pitches is separated into perceptual streams (Study I ), how sound, interrupted by noise, is restored into a meaningful percept (Study II), and how localisation of components of sound is influenced by frequency spectrum and amplitude (contralateral induction ,Study III). In one study (Study IV) eight click-sounds were used in an illusion test, normally perceived as a train of events with equidistant steps from left to right. The last study (Study V) concerned the influence of pre-test learning on streaming appearing by pitch and amplitude. The schizophrenic patients reported fewer and aberrant experiences of streaming and restoration as compared to reference subjects. They were more directed by frequency content than the reference subjects in the contralateral induction experiment. In the directional illusion test, they did not, as the reference subjects, perceive the stimulus as passing in equidistant steps, but as being directed towards the right position. Learning was found to normalize the perception of streaming for the chronic, but not for the more acutely ill schizophrenics. The results are discussed in relation to the psychoacoustic mechanisms involved and with reference to symptoms and neuropathophysiology in schizophrenia. It is concluded that schizophrenics form aberrant streams and utilize restoration to a lesser extent. Their localization perception is also aberrant. Pre-test learning exerts an ameliorating effect on perception of streaming for schizophrenics. Intraindividual variation is great among them, with patchy patterns of deficient function of various psychoacoustic systems. Cortex plays a role in the creation of illusory percepts, but disturbances of brain-stem nuclei cannot be ruled out as a contributing pathogenetic factor.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Psykoakustik och hallucinerande schizofrena



Hallucinationer för hörseln är ett stort problem vid schizofreni. Många har försökt förklara men ingen lyckats. Denna avhandling påvisar avvikelser vid schizofrenisjukdomen vilka kan utgöra grundstenar för framtida förståelse av detta plågsamma symptom.



Vad är psykoakustik ? Psykoakustik kan beskrivas som psykofysiska studier av hörandet och hur hörandet fungerar. Ljud kommer in i örat, behandlas av örat och hjärnan vilket ger information om ljudvärlden utanför lyssnaren — upplevandet (perceptionen) accepter-ar eller förkastar olika ljudfenomen. Det är hjärnan som väljer vad vi skall höra. Psykoakustik är ett brett forskningsfält, från psykologi till fysiologi. Psykoakustiken försöker svara på frågor som; hur lokaliserar vi ljud, varför krockar två toner och upplevs som ett missljud (dissonans)? Två ljud kan också upplevas som ett ljud (fusion) om de befinner sig nära varandra i frekvens. Men ljud kan även upplevas som två om delar av ljudet skiljer sig i frekvens (fission).



Ljud kan även sorteras i hjärnan. Om två skalor spelas samtidigt och vi låter dem korsa varandra uppstår flöden i upplevandet (streaming). Vi hör de ljusa tonerna för sig och de mörka tonerna för sig. De bildar var sitt flöde. Vi kan inte följa en av skalorna från högsta till lägsta ton. Ett annat fenomen är att hjärnan kan återskapa (restaurera) ett avbrutet ljudförlopp så det uppstår en kontinuitets–effekt. Om vi låter ett ”starkt ljud” avbryta ett ”svagt ljud” kan man uppleva att det svaga ljudet hörs samtidigt med det starka.



I följande fall av samtidig presentation av två ljud, från vänster respektive höger, kan man få en illusion av att det ena ljudet vandrar mot det andra. Det ena ljudet består av fler delar (stora ljudet) än det andra (lilla ljudet). Om vi höjer ljudvolymen på det stora ljudet upplever vi att det lilla ljudet vandrar mot det stora. Denna illusion kallas kontralateral induktion.



En annan illusion av förflyttning av ljud i rummet visas i följande försök: En serie klickljud varav hälften kommer från vänster och hälften från höger kan upplevas som vandrande ljud, lika fördelade i avstånd utmed horisontalplanet. Hjärnan gör en tolkning av vad som är möjligt efter sin erfarenhet av hur ljud kan uppträda i naturen.



De hjärnfunktioner som leder till ovan nämnda illusioner är hos människor och djur nedärvda, ursprungliga (genuint upplevande) till skillnad från inlärda (mallbundet upplevande).



Exempel på flöden som är mallbundet upplevda är om man får lära sig en skala i förväg och sedan försöka följa den samtidigt med störande toner, eller om man skall identifiera en känd melodi uppspelad tillsammans med förvillande toner.



Psykoakustisk forskning vid avvikande psykiska tillstånd är ett ännu föga utvecklat område. Personer med schizofreni har ofta grava upplevandestörningar. Det är bara ett fåtal neuro-fysiologiska eller perceptionspsykologiska tester som kan mäta dessa störningar. Anpassningen för att hantera ny information är skadad och förmågan till upp-märksamhet kan svikta. I avhandling--en studeras frågan om det finns psykoakustiska avvikelser hos schizofrena individer.



I avhandlingen ingår fem arbeten där ljudhallucinerande schizofrena patienter har fått rapportera hur de upplever sex psykoakustiska illusioner.



Vid flödesupplevandet kunde de schizofrena patienterna inte höra de ljusa respektive de mörka tonerna för sig, utan de hörde exemplet "som det var". Detta innebär att de kunde höra de två ursprungliga skalorna var för sig, vilket icke–schizofrena försökspersoner ej kan göra. Men då de schizofrena försökspersonerna fick lära sig en skala i förväg blev resultaten lika som för icke–schizofrena försökspersoner, alla hörde skalan lika bra. Det verkar som det genuina upp-levandet är mer stört än det mallbundna hos schizofrena. Detta fynd går emot den aktuella uppfattningen att den viktiga störningen vid schizofreni skulle vara skador i främst hjärnbarken och leda till kognitiva störningar. I stället antyder detta och andra fynd förekomsten av störningar även i andra nätverk i nervsystemet.



Den schizofrena gruppen återskapade inte ett avbrutet ljudförlopp (utebliven restauration). De schizofrena visar åter en benägenhet att inte använda sig av ljudgruppering på ett sätt som icke–schizfrena gör. Även beträffande exemplen rörande lokalisationshörandet framkommer liknande resultat.



Uppslaget att studera den psykofysiska nivån av perceptionen har visat sig synnerligen fruktbart. En mångfald avvikelser betingade av schizofrenisjukdomen har kunnat dokumenteras på ett systematiskt och vetenskapligt sätt. De här i laboratoriet för klinisk psykoakustik vid Institution-en för klinisk neurovetenskap utarbetade nya under--sökningsmetoderna kan i fram-tiden bli ett komplement till redan existerande diagnost-iska instrument inom psykiatrin och de kan användas för kontroll av terapeutiska effekter.

• author: Olsson, Olle M
• supervisor: [unknown] [unknown]
• opponent: Professor Sundberg, Johan, KTH, Stockholm, Sweden
• organization: Psychiatry (Lund)
• publishing date: 2000
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Psychiatry
• keywords: Psychiatry, psychiatry, perception, auditory grouping, psychoacoustics, Schizophrenia, auditory hallucinations, clinical psychology, psychosomatics, Psykiatri, klinisk psykologi, psykosomatik
• pages: 100 pages
• defense location: Psychiatric clinic. University Hospital, Lund, Sweden
• defense date: 2000-04-28 10:15:00
• external identifiers: other:ISRN: LUMEDW/MEPL-1011-SE; scopus:85018875467
• ISBN: 91-628-4119-X
• language: English
• LU publication?: yes
• id: bfb1ad29-25b3-400b-8051-72ea3d3e0e68 (old id 40417)
• date added to LUP: 2016-04-04 11:52:11
• date last changed: 2022-01-29 22:36:24