Dichotická stimulace je forma sluchové stimulace, při níž jsou každému uchu současně předkládány různé zvuky.
V kognitivní psychologii a neurovědách se dichotický poslechový test běžně používá ke zkoumání selektivní pozornosti ve sluchovém systému. Konkrétně se „používá jako behaviorální test hemisférické lateralizace vnímání řečových zvuků“. Při standardním dichotickém poslechovém testu jsou účastníkovi současně prezentovány dva různé sluchové podněty (obvykle řeč), a to do každého ucha zvlášť přes sluchátka. Účastníci jsou požádáni, aby rozlišili/identifikovali jeden nebo (v experimentu s rozdělenou pozorností) oba podněty. Později mohou být dotázáni na obsah obou sdělení.
Při experimentu se selektivní pozorností může být účastník požádán, aby nahlas zopakoval obsah sledované zprávy, což je úkol známý jako stínování. Jak zjistil Colin Cherry (1953), lidé si stínované sdělení špatně vybavují, což naznačuje, že většina zpracování potřebného ke stínování přítomného sdělení probíhá v pracovní paměti a není zachována v dlouhodobé paměti. Výkon v případě nezachycené zprávy je samozřejmě mnohem horší. Účastníci většinou nejsou schopni o obsahu nezastíněného sdělení sdělit téměř nic. Ve skutečnosti změna z angličtiny na němčinu v nenavštíveném kanálu obvykle proběhne bez povšimnutí. Účastníci jsou však schopni hlásit, že bezobslužná zpráva má spíše řečový než neverbální obsah. Pokud navíc obsah bezobslužného sdělení obsahuje určité informace, například jméno posluchače, pak je pravděpodobné, že si bezobslužného sdělení všimnou a zapamatují si ho. Také pokud sdělení obsahuje sexuální slova, pak si jich lidé obvykle okamžitě všimnou. To naznačuje, že i nezúčastněná informace prochází analýzou a klíčová slova na ni mohou odvést pozornost.
Na počátku 70. let minulého století demonstroval Tim Rand v Haskinsových laboratořích dichotické vnímání. V jeho studii byl první formant (F1) prezentován jednomu uchu, zatímco druhý (F2) a třetí (F3) formant byl prezentován druhému uchu. F2 a F3 se lišily nízkou a vysokou intenzitou. V konečném důsledku se ve srovnání s binaurálním stavem „při dichotickém poslechu řeči vyhneme perifernímu maskování“. Tato demonstrace byla původně známá jako „Randův efekt“, ale následně byla přejmenována na „dichotické uvolnění od maskování“ na „dichotické vnímání“ nebo „dichotický poslech“. Podobně zhruba ve stejné době zkoumal další badatel v Haskinsových laboratořích Jim Cutting (1976), jak posluchači dokážou správně identifikovat slabiky, když jsou různé složky slabiky prezentovány různým uším. Formanty samohlásek a jejich vzájemný vztah jsou pro rozlišování samohlásek klíčové. Jak již bylo řečeno, přestože posluchači slyšeli dva oddělené signály (žádné ucho nedostalo „kompletní“ samohlásku), dokázali slabičné zvuky identifikovat.
Dichotický poslech lze také použít k testování hemisférické asymetrie kognitivních funkcí, jako je například zpracování jazyka. Na počátku 60. let Doreen Kimura uvedla, že dichoticky prezentované slovní podněty (konkrétně mluvené číslovky) předkládané účastníkovi vyvolávají výhodu pravého ucha (REA). Výhodu pravého ucha přičítala „lokalizaci zpracování řeči a jazyka v tzv. dominantní levé hemisféře mozkové kůry“. Podle její studie tento jev souvisel se strukturou sluchových nervů a levostrannou dominancí pro zpracování jazyka. Je důležité poznamenat, že REA se netýká zvuků, které nejsou řečí. Studdert-Kennedy a Shankweiler (1970) navíc v práci „Hemisférická specializace pro vnímání řeči“ zkoumají dichotický poslech slabičných párů souhláska – samohláska – souhláska (CVC). Šest stopových souhlásek (b, d, g, p, t, k) je párováno se šesti samohláskami a je analyzována variace počátečních a koncových souhlásek. REA je nejsilnější, když se zvuková podoba liší u počáteční souhlásky, a nejslabší, když samohláska zažívá variaci. Asbjornsen a Bryden (1996) uvádějí, že „mnoho výzkumníků se rozhodlo použít souhláskové dvojice (CV), které se obvykle skládají ze šesti stopových souhlásek v páru se samohláskou \a\. V průběhu let bylo na základě takového materiálu získáno velké množství dat.“
Na přelomu 60. a 70. let minulého století Donald Shankweiler a Michael Studdert-Kennedy z Haskinsových laboratoří použili techniku dichotického poslechu (kdy na opačných uších současně poslouchali různé nesmyslné slabiky), aby prokázali disociaci fonetického (řečového) a sluchového (neřečového) vnímání a zjistili, že fonetická struktura zbavená významu je nedílnou součástí jazyka a je typicky zpracovávána v levé mozkové hemisféře. Dichotický poslechový výkon s výhodou pro jedno ucho je interpretován jako důkaz výhody zpracování v kontralaterální hemisféře. V jiném příkladu Sidtis (1981) zjistil, že zdraví dospělí mají při experimentu s dichotickým rozpoznáváním výšky tónu výhodu levého ucha. Tento výsledek interpretoval jako důkaz dominance pravé hemisféry při rozlišování výšky tónu.
Vzhledem k tomu, že dichotický poslech lze použít jako lateralizovaný úkol pro hodnocení řeči, využili neuropsychologové tuto techniku ke zkoumání úlohy jednotlivých neuroanatomických struktur při vnímání řeči a jazykové asymetrie. Například Hugdahl et al. (2003) zkoumali výkonnost dichotického poslechu a funkci čelního laloku u pacientů s lézí levého a pravého čelního laloku bez afázie ve srovnání se zdravými kontrolami. Ve studii byly všechny skupiny vystaveny 36 dichotickým pokusům s dvojicemi slabik CV (souhláska-samohláska) a každý pacient měl uvést, kterou slabiku slyšel nejlépe. Podle očekávání vykazovali pacienti s lézí pravého ucha výhodu pravého ucha stejně jako zdravá kontrolní skupina, ale pacienti s lézí levé hemisféry vykazovali zhoršení ve srovnání s pacienty s lézí pravého ucha i s kontrolní skupinou. Z této studie vědci vyvodili závěr, že „dichotický poslech jako do neuronálního okruhu, který zasahuje i do čelních laloků, a že to může být kritický aspekt vnímání řeči“. Podobně Westerhausen a Hugdahl (2008) analyzovali roli corpus callosum při dichotickém poslechu a vnímání řeči. Po přezkoumání mnoha studií dospěli k závěru, že „… dichotický poslech by měl být považován za test funkční interhemisférické interakce a konektivity, kromě toho, že je testem lateralizované funkce temporálního laloku jazyka“ a „corpus callosum se kriticky podílí na kontrole pozornosti shora dolů při výkonu dichotického poslechu, a má tak kritickou roli ve sluchové lateralitě“.
Dichotický test fúzovaných slov (DFWT)
„Dichotický test sloučených slov“ (DFWT) je upravenou verzí základního dichotického poslechového testu. Původně jej zkoumali Johnson et al. (1977), ale na počátku 80. let Wexler a Hawles (1983) tento původní test upravili, aby zjistili přesnější údaje týkající se hemisférické specializace jazykových funkcí. V testu DFWT každý účastník poslouchá dvojice jednoslabičných rýmujících se souhláskových slov (CVC). Každé slovo se liší počáteční souhláskou. Významným rozdílem v tomto testu je, že „podněty jsou konstruovány a zarovnány tak, že dochází k částečnému interaurálnímu splynutí: účastníci obvykle zažívají a hlásí pouze jeden podnět na pokus“. Podle Zatorreho (1989) mezi hlavní výhody této metody patří „minimalizace faktorů pozornosti, protože vjem je jednotný a lokalizovaný na střední čáru“ a „efekty dominance podnětů mohou být explicitně vypočteny a jejich vliv na asymetrii uší posouzen a eliminován“. Wexlerova a Hawlesova studie dosáhla vysoké spolehlivosti test-retest (r=0,85). Vysoká spolehlivost test-retest je dobrá, protože dokazuje, že údaje získané ze studie jsou konzistentní.
Testování pomocí emočních faktorů
Byla vyvinuta emoční verze dichotické poslechové úlohy. V této verzi jedinci poslouchají stejné slovo v každém uchu, ale slyší ho buď v překvapeném, veselém, smutném, naštvaném, nebo neutrálním tónu. Účastníci jsou poté požádáni, aby stiskli tlačítko označující, jaký tón slyšeli. Obvykle dichotické poslechové testy ukazují na výhodu pravého ucha pro zvuky řeči. Výhoda pravého ucha/levé hemisféry se očekává, protože existují důkazy z Brocovy oblasti a Wernickeovy oblasti, které se u většiny praváků nacházejí v levé hemisféře. Naproti tomu levé ucho (a tedy pravá hemisféra) často lépe zpracovává nejazykový materiál. Údaje z emoční dichotické poslechové úlohy jsou v souladu s ostatními studiemi, protože účastníci mají tendenci mít více správných odpovědí na levé ucho než na pravé. Je důležité poznamenat, že úloha emočního dichotického poslechu je pro účastníky zdánlivě těžší než úloha fonematického dichotického poslechu. To znamená, že jednotlivci podali více nesprávných odpovědí.
Manipulace s časem nástupu hlasu (VOT)
Manipulace s časem nástupu hlasu (VOT) během dichotických poslechových testů přinesla mnoho poznatků o fungování mozku. Doposud se nejčastěji používají čtyři podmínky VOT: dvojice krátký-dlouhý (SL), kdy je levému uchu prezentována slabika souhláska-samohláska (CV) s krátkým VOT a pravému uchu je prezentována slabika CV s dlouhým VOT, a dále dvojice dlouhý-krátký (LS), krátký-krátký (SS) a dlouhý-dlouhý (LL). V roce 2006 Rimol a kol. poprvé uvedli, že u zdravých dospělých vyvolávají dvojice SL největší výhodu pro pravé ucho (REA), zatímco ve skutečnosti dvojice LS vyvolávají významnou výhodu pro levé ucho (LEA). Studie na dětech ve věku 5-8 let ukázala vývojovou trajektorii, podle níž dlouhé VOT postupně začínají převažovat nad krátkými VOT, když jsou za dichotických podmínek prezentovány LS páry. Konvergující důkazy ze studií modulace pozornosti efektu VOT ukazují, že kolem 9. roku věku děti postrádají kognitivní flexibilitu podobnou dospělým, která je nutná k tomu, aby mohly vykonávat kontrolu shora dolů nad procesy řízenými podněty zdola nahoru. Arciuli et al.(2010) dále prokázali, že tento druh kognitivní flexibility je prediktorem zdatnosti při řešení komplexních úloh, jako je čtení.
Dichotické poslechové testy lze použít také jako úlohu pro hodnocení lateralizované řeči. Neuropsychologové tento test využívají ke zkoumání role jednotlivých neuroanatomických struktur při vnímání řeči a jazykové asymetrie. Například Hugdahl et al. (2003), zkoumali výkonnost dichotického poslechu a funkci čelního laloku u pacientů s lézí levého a pravého čelního laloku bez afázie ve srovnání se zdravými kontrolami. Ve studii byly všechny skupiny vystaveny 36 dichotickým pokusům s dvojicemi CV slabik a každý pacient měl uvést, kterou slabiku slyšel nejlépe. Podle očekávání vykazovali pacienti s lézí pravé hemisféry výhodu pravého ucha stejně jako zdravá kontrolní skupina, ale pacienti s lézí levé hemisféry vykazovali zhoršení ve srovnání s pacienty s lézí pravé hemisféry i kontrolní skupinou. Z této studie vědci vyvodili závěr, že „dichotický poslech jako do neuronálního okruhu, který zahrnuje i čelní laloky, a že to může být kritický aspekt vnímání řeči“. Podobně Westerhausen a Hugdahl (2008) analyzovali roli corpus callosum při dichotickém poslechu a vnímání řeči. Po přezkoumání mnoha studií dospěli k závěru, že „… dichotický poslech by měl být považován za test funkční interhemisférické interakce a konektivity, kromě toho, že je testem lateralizované funkce temporálního laloku jazyka“ a „corpus callosum se kriticky podílí na kontrole pozornosti shora dolů při výkonu dichotického poslechu, a má tak kritickou roli ve sluchové lateralitě“.
Dichotický poslech lze také použít k testování hemisférické asymetrie zpracování jazyka. Na počátku 60. let Doreen Kimura uvedla, že dichotické verbální podněty (konkrétně mluvené číslovky) předkládané účastníkovi vyvolávají výhodu pravého ucha (REA). Výhodu pravého ucha přičítala „lokalizaci zpracování řeči a jazyka v tzv. dominantní levé hemisféře mozkové kůry“. Podle její studie tento jev souvisel se strukturou sluchových nervů a levostrannou dominancí pro zpracování jazyka. Je důležité poznamenat, že REA se netýká zvuků, které nejsou řečí. Studdert-Kennedy a Shankweiler (1970) ve své práci „Hemisférická specializace pro vnímání řeči“ zkoumají dichotický poslech dvojic slabik CVC. Šest stopových souhlásek (b, d, g, p, t, k) je spárováno se šesti samohláskami a je analyzována variace počátečních a koncových souhlásek. REA je nejsilnější, když se liší zvuková podoba počáteční a koncové souhlásky, a nejslabší, když se mění pouze samohláska. Asbjornsen a Bryden (1996) uvádějí, že „mnoho výzkumníků se rozhodlo použít dvojice slabik CV, které se obvykle skládají ze šesti stopových souhlásek v páru se samohláskou \a\. V průběhu let bylo pomocí takového materiálu získáno velké množství dat“.
Při experimentech se selektivní pozorností mohou být účastníci požádáni, aby nahlas zopakovali obsah poslouchaného sdělení. Tento úkol je znám jako stínování. Jak zjistil Colin Cherry (1953), lidé si stínované sdělení dobře nepamatují, což naznačuje, že většina zpracování potřebného ke stínování sledovaného sdělení probíhá v pracovní paměti a není uchována v dlouhodobé paměti. Výkon při zpracování nezastíněné zprávy je horší. Účastníci většinou nejsou schopni o obsahu nezastíněného sdělení sdělit téměř nic. Ve skutečnosti změna z angličtiny na němčinu v nenavštíveném kanálu často zůstane nepovšimnuta. Účastníci jsou však schopni hlásit, že bezobslužná zpráva má spíše řečový než neverbální obsah. Pokud navíc obsah bezobslužné zprávy obsahuje určité informace, například jméno posluchače, je pravděpodobnější, že si bezobslužné zprávy všimnou a zapamatují si ji. Také pokud sdělení obsahuje sexuální slova, pak si jich lidé obvykle okamžitě všimnou. To naznačuje, že i nezúčastněná informace prochází analýzou a klíčová slova na ni mohou odvést pozornost. Dichotické naslouchání souvisí také s třetí základní vlastností vědomí: Selektivita, což je schopnost zahrnout některé objekty, ale ne jiné.
Manipulace s dobou nástupu hlasu (VOT) při dichotickém poslechu přinesla nové poznatky o fungování mozku. Dosud se nejčastěji používají čtyři podmínky VOT: dvojice krátký-dlouhý (SL), kdy je levé ucho slyší slabiku CV s krátkým VOT a pravé ucho slabiku CV s dlouhým VOT, a dále dvojice dlouhý-krátký (LS), krátký-krátký (SS) a dlouhý-dlouhý (LL). V roce 2006 Rimol, Eichele a Hugdahl poprvé uvedli, že u zdravých dospělých vyvolávají dvojice SL největší REA, zatímco ve skutečnosti dvojice LS vyvolávají významnou výhodu levého ucha (LEA). Studie na dětech ve věku 5-8 let ukázala vývojovou trajektorii, kdy při prezentaci LS párů v dichotických podmínkách začínají postupně převažovat dlouhé VOT nad krátkými VOT. Konvergující důkazy ze studií modulace pozornosti efektu VOT ukazují, že ve věku kolem 9 let děti postrádají kognitivní flexibilitu podobnou dospělým, která je nutná k tomu, aby mohly vykonávat kontrolu shora dolů nad procesy řízenými podněty zdola nahoru. Arciuli et al.(2010) dále prokázali, že tento druh kognitivní flexibility je prediktorem zdatnosti při řešení komplexních úloh, jako je čtení.
Studie na různých populacích
Studie provedená pomocí dichotického poslechového testu s důrazem na podtypy schizofrenie (zejména paranoidní a nediferencovaný) ukázala, že největší výhodu levé hemisféry mají paranoidní schizofrenici – nejmenší pak nediferencovaní schizofrenici (u nichž jsou přítomny psychotické příznaky, ale nejsou splněna kritéria pro paranoidní, dezorganizovaný nebo katatonní typ). Aplikace dichotického poslechového testu pomohla prohloubit přesvědčení, že zachované zpracování v levé hemisféře je produktem paranoidní schizofrenie a naopak, že nedostatečná aktivita levé hemisféry je příznakem nediferencované schizofrenie. V roce 1994 se M. F. Green pokusil pomocí studie dichotického poslechu uvést do souvislosti „funkční integraci levé hemisféry u halucinujících a nehalucinujících psychotických pacientů“. Studie ukázala, že sluchové halucinace souvisejí s poruchou funkce levé mozkové hemisféry.
Na přelomu 60. a 70. let minulého století Donald Shankweiler a Michael Studdert-Kennedy z Haskinsových laboratoří použili techniku dichotického poslechu (předkládání různých nesmyslných slabik), aby prokázali disociaci fonetického (řečového) a sluchového (neřečového) vnímání a zjistili, že fonetická struktura zbavená významu je nedílnou součástí jazyka a je typicky zpracovávána v levé mozkové hemisféře. Dichotický poslechový výkon s výhodou pro jedno ucho je interpretován jako důkaz výhody zpracování v kontralaterální hemisféře. V jiném příkladu Sidtis (1981) zjistil, že zdraví dospělí mají při experimentu s dichotickým rozpoznáváním výšky tónu výhodu levého ucha. Tento výsledek interpretoval jako důkaz dominance pravé hemisféry při rozlišování výšky tónu.
Na počátku 70. let minulého století demonstroval Tim Rand v Haskinsových laboratořích dichotické vnímání. V jeho studii byl první podnět: formant (F1) prezentován jednomu uchu, zatímco druhý a třetí podnět: formanty (F2) a (F3) byly prezentovány opačnému uchu. Formanty F2 a F3 se lišily nízkou a vysokou intenzitou. V konečném důsledku se ve srovnání s binaurálním stavem „při dichotickém poslechu řeči vyhneme perifernímu maskování“. Tato demonstrace byla původně známá jako „Randův efekt“, ale později byla přejmenována na „dichotické uvolnění od maskování“. Název pro tuto demonstraci se dále vyvíjel a nakonec byl pojmenován „dichotické vnímání“ nebo „dichotický poslech“. Přibližně ve stejné době Jim Cutting (1976), výzkumník z Haskinsových laboratoří, zkoumal, jak posluchači dokážou správně identifikovat slabiky, když jsou různé složky slabiky prezentovány různým uším. Formanty samohlásek a jejich vzájemný vztah jsou pro rozlišování samohlásek klíčové. Přestože posluchači slyšeli dva oddělené signály, přičemž ani jedno ucho nezachytilo „kompletní“ samohlásku, dokázali slabičné zvuky identifikovat.