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Einfluss von Mund-Nasen-Schutz auf Sprachverständnis

Impact of face masks on speech comprehension

Nathan Weisz (ORCID: 0000-0001-7816-0037)
  • Grant-DOI 10.55776/P34237
  • Förderprogramm Einzelprojekte
  • Status beendet
  • Projektbeginn 01.11.2020
  • Projektende 30.04.2024
  • Bewilligungssumme 252.452 €

Wissenschaftsdisziplinen

Medizinisch-theoretische Wissenschaften, Pharmazie (80%); Psychologie (20%)

Keywords

    Corona, Face-Mask, Speech comprehension, Hearing loss, Listening effort

Abstract Endbericht

Bis zur Verfu gbarkeit eines Impfstoffs ist eine Verhinderung der Ausbreitung von SARS- CoV-2 in der Bevo lkerung ein herausragendes gesundheitspolitisches Ziel. Wann ein solcher Impfstoff breit verfügbar ist und wie stark er schützt ist unsicher. D.h. auf eine la ngere Zeit hinaus, ist das effektivste Mittel zur Beka mpfung des Virus die Anpassung von menschlichen Verhalten. Neben social distancing und Hygienepraktiken, wird in vielen La ndern die Anwendung von Mund-Nasen- Schutz (MNS) empfohlen oder sogar vorgeschrieben, v.a. in Situationen in denen Mindestabsta nde nicht einzuhalten sind. Ein wenig beachteter Nebeneffekt dieser aus virologischer Sicht sinnvollen Maßnahme ist, dass zwischenmenschlicher sprachlicher Kommunikation ein extrem wichtiger Hinweisreiz entzogen wird: die Lippenbewegungen der/s Sprecher/in. Diese visuelle Information unterstu tzt das Verstehen von Sprache v.a. in herausfordernden Ho rsituationen (z.B. Gespra ch in einem la rmenden Cafe). Wa hrend dies eine generelle Feststellung ist, d.h. auch auf Normalho rende zutrifft, gilt sie um so mehr fu r Menschen mit Ho rproblemen, laut einer WHO Scha tzung von 2017 ca. 1.3 Milliarden Menschen weltweit. Die Benachteiligung dieser Individuen durch MNS ist aus zweifacher Sicht zu betrachten: 1) ein qualitativ vermindertes Sprachversta ndnis v.a. durch fehlende Informationen u ber Lippenbewegungen; und 2) eine Erho hung der notwendigen Ho ranstrengung als eine kompensatorische Konsequenz. Auch angesichts der Tatsache, dass Hörverlust als ein wichtiger Prädiktor für prospektive Entwicklung von Demenz gilt, ist es wichtig diese angenommene Benachteilung quantitativ zu erfassen und möglichst funktionell zu verstehen. Das Akut-Projekt zielt darauf ab, zu verstehen, wie verdeckte Lippenbewegungsinformationen unter Verwendung von MNS offene (z. B. Verstehen, subjektive Anstrengung) und aus neuronalen Daten hergeleitete (z. B. Tracking, physiologisch basierte Schätzungen der Verständlichkeit und Anstrengung) sprachbezogene Prozesse beeinflussen.

Das Forschungsprojekt zielte darauf ab zu verstehen, wie das Tragen von Gesichtsmasken, welche visuelle Sprachhinweise blockieren und möglicherweise die Akustik verzerren, die Sprachverständlichkeit, insbesondere in schwierigen Hörsituationen, beeinflusst. Sprachverständnis ist im täglichen Leben von entscheidender Bedeutung und stellt für viele Menschen, insbesondere für diejenigen mit Hörbeeinträchtigungen, eine Herausforderung dar. Laut WHO betrifft dies weltweit etwa 1,3 Milliarden Menschen. Lippenbewegungen helfen Zuhörern, besonders denjenigen mit Hörproblemen, Sprache besser zu verstehen, indem sie wichtige visuelle Hinweise liefern. Das weit verbreitete Tragen von Gesichtsmasken aufgrund von Maßnahmen zum Schutz der öffentlichen Gesundheit während der COVID-19-Pandemie nimmt den Zuhörern jedoch diese visuellen Hinweise und kann zudem die Klangqualität der Sprache beeinflussen. Um dies zu untersuchen, wurden sowohl junge Erwachsene mit normalem Hörvermögen als auch ältere Erwachsene mit unterschiedlich stark ausgeprägten Hörbeeinträchtigungen getestet. Den Teilnehmern wurden Sprachaufnahmen mit und ohne Gesichtsmasken vorgespielt entweder mit gemeinsam mit dem dazugehörigen Video oder nur als Audio, teils unter zusätzlichen Hintergrundgeräuschen, um schwierigere Hörsituationen zu simulieren. Die Gehirnaktivität als auch das Sprachverständnis der Teilnehmer wurde erhoben um die zugrunde liegenden Prozesse zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Herausforderung durch Gesichtsmasken eine Kombination aus blockierten visuellen Sprachhinweisen und möglicherweise verzerrter Akustik darstellt, insbesondere bei Menschen mit Hörbeeinträchtigungen. Bei jungen Erwachsenen mit normalem Hörvermögen war der Verlust der visuellen Hinweise das Hauptproblem. Die Studie bestätigte auch frühere Erkenntnisse, dass der neuronale Nutzen visueller Sprachhinweise stark zwischen den Individuen variiert. Diese individuelle Fähigkeit, von visuellen Sprachhinweisen zu profitieren, war ein starker Prädiktor dafür, wie sehr Menschen in schwierigen audiovisuellen Hörsituationen auf visuelles Sprachtracking angewiesen sind. Interessanterweise korrelierte diese Abhängigkeit nicht mit den Hörschwellen, was darauf hindeutet, dass die Nutzung visueller Sprachhinweise als kompensatorische Strategie nicht unbedingt häufiger bei Menschen mit Hörbeeinträchtigungen vorkommt. Diese Erkenntnisse haben praktische Implikationen, insbesondere in den Bereichen Gesundheit, Bildung und Berufsleben, wo Kommunikation entscheidend ist. Ein Verständnis der Auswirkungen von Gesichtsmasken auf die Kommunikation kann dazu beitragen, bessere gesundheitspolitische Maßnahmen und Kommunikationsstrategien zu entwickeln, insbesondere für Menschen mit Hörbeeinträchtigungen. Darüber hinaus könnten diese Erkenntnisse die Entwicklung neuer Technologien oder Ansätze unterstützen, um Menschen zu helfen, Kommunikationshindernisse in Umgebungen zu überwinden, in denen Gesichtsmasken weiterhin verwendet werden könnten. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Gesichtsmasken zwar für den Gesundheitsschutz unerlässlich sind, jedoch erhebliche Kommunikationsbarrieren darstellen, insbesondere für Menschen mit Hörbeeinträchtigungen. Diese Forschung unterstreicht die Bedeutung, diese Herausforderungen in gesundheitspolitischen Maßnahmen zu berücksichtigen, und betont die Notwendigkeit alternativer Kommunikationsmethoden, um diejenigen zu unterstützen, die stark auf visuelle Sprachhinweise angewiesen sind.

Forschungsstätte(n)
  • Universität Salzburg - 100%
Nationale Projektbeteiligte
  • Anne Hauswald, Universität Salzburg , nationale:r Kooperationspartner:in
Internationale Projektbeteiligte
  • Hyojin Park, The University of Birmingham - Großbritannien

Research Output

  • 61 Zitationen
  • 14 Publikationen
  • 5 Datasets & Models
Publikationen
  • 2025
    Titel Neural Speech Tracking Contribution of Lip Movements Predicts Behavioral Deterioration When the Speaker's Mouth Is Occluded
    DOI 10.1523/eneuro.0368-24.2024
    Typ Journal Article
    Autor Reisinger P
    Journal eNeuro
    Link Publikation
  • 2023
    Titel Cochlear implantation in adults with acquired single-sided deafness improves cortical processing and comprehension of speech presented to the non-implanted ears: A longitudinal EEG study
    DOI 10.31234/osf.io/5vpjc
    Typ Preprint
    Autor Chen Y
    Link Publikation
  • 2023
    Titel Individual prediction tendencies do not generalize across modalities
    DOI 10.1111/psyp.14435
    Typ Journal Article
    Autor Schubert J
    Journal Psychophysiology
    Link Publikation
  • 2023
    Titel Lip movements and lexical features improve speech tracking differently for clear and multi-speaker speech
    DOI 10.1101/2023.05.15.540818
    Typ Preprint
    Autor Haider C
    Seiten 2023.05.15.540818
    Link Publikation
  • 2022
    Titel Masking of the mouth area impairs reconstruction of acoustic speech features and higher-level segmentational features in the presence of a distractor speaker
    DOI 10.1016/j.neuroimage.2022.119044
    Typ Journal Article
    Autor Haider C
    Journal NeuroImage
    Seiten 119044
    Link Publikation
  • 2021
    Titel Occlusion of lip movements impairs reconstruction of acoustic speech features and higher-level segmentational features in the presence of a distractor speaker
    DOI 10.1101/2021.09.28.461909
    Typ Preprint
    Autor Haider C
    Seiten 2021.09.28.461909
    Link Publikation
  • 2024
    Titel Cochlear implantation in adults with acquired single-sided deafness improves cortical processing and comprehension of speech presented to the non-implanted ears: a longitudinal EEG study
    DOI 10.1093/braincomms/fcaf001
    Typ Journal Article
    Autor Chen Y
    Journal Brain Communications
    Link Publikation
  • 2024
    Titel Decreasing hearing ability does not lead to improved visual speech extraction as revealed in a neural speech tracking paradigm
    DOI 10.1101/2024.03.13.584400
    Typ Preprint
    Autor Haider C
    Seiten 2024.03.13.584400
    Link Publikation
  • 2024
    Titel Neural Speech Tracking Highlights the Importance of Visual Speech in Multi-speaker Situations
    DOI 10.1162/jocn_a_02059
    Typ Journal Article
    Autor Haider C
    Journal Journal of cognitive neuroscience
    Seiten 128-142
    Link Publikation
  • 2024
    Titel Visual benefits in the listening brain
    Typ PhD Thesis
    Autor Chandra Leon Haider
  • 2024
    Titel Degraded Speech Processing in Normal Hearing Population and Single-Sided Deaf Cochlear Implant Users
    Typ PhD Thesis
    Autor Ya-Ping Chen
  • 2022
    Titel Cortical tracking of formant modulations derived from silently presented lip movements and its decline with age
    DOI 10.1093/cercor/bhab518
    Typ Journal Article
    Autor Suess N
    Journal Cerebral Cortex
    Seiten 4818-4833
    Link Publikation
  • 2023
    Titel Individual prediction tendencies do not generalise across modalities
    DOI 10.1101/2023.02.02.526758
    Typ Preprint
    Autor Schubert J
    Seiten 2023.02.02.526758
    Link Publikation
  • 2023
    Titel Neural speech tracking benefit of lip movements predicts behavioral deterioration when the speaker’s mouth is occluded
    DOI 10.1101/2023.04.17.536524
    Typ Preprint
    Autor Reisinger P
    Seiten 2023.04.17.536524
    Link Publikation
Datasets & Models
  • 2024 Link
    Titel Neural Speech Tracking Highlights the Importance of Visual Speech in Multi-speaker Situations
    DOI 10.17605/osf.io/ngcfr
    Typ Database/Collection of data
    Öffentlich zugänglich
    Link Link
  • 2024 Link
    Titel Masking of the mouth area impairs reconstruction of acoustic speech features
    DOI 10.17605/osf.io/zvnad
    Typ Database/Collection of data
    Öffentlich zugänglich
    Link Link
  • 2024 Link
    Titel Neural speech tracking highlights the importance of visual speech in multi-speaker situations
    Typ Data analysis technique
    Öffentlich zugänglich
    Link Link
  • 2024 Link
    Titel Decreasing hearing ability does not lead to improved visual speech extraction as revealed in a neural speech tracking paradigm
    Typ Computer model/algorithm
    Öffentlich zugänglich
    Link Link
  • 2022 Link
    Titel Modeling of influences of facemaks on neuromagentic brain activity
    Typ Data analysis technique
    Öffentlich zugänglich
    Link Link

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