听觉推理与长期兴奋与抑制的调节

《Psychophysiology》：Auditory Inference and Long-Term Modulation of Excitation and Inhibition

本研究利用oddball范式，分析ERP中标准与deviant事件的差异随时间变化，发现长时间后差异减少，支持听觉预测机制及兴奋/抑制平衡假说。

　　

摘要

听觉事件相关电位（ERP）分析通常涉及提取与每个声音同步的响应，并按听觉事件类型进行平均处理。在“异常序列”中，重复的标准声音偶尔会被一个低概率的异常声音打断。标准事件与异常事件（即“异常声音”）之间的ERP成分差异表明，人类能够快速且自动地从模式中推断出即将出现的声音的最可能结构和特性。本研究使用了一个由多个时间尺度上的重复模式组成的声音序列，以确定是否存在长时间尺度上的响应标准化现象，即标准响应与异常响应之间的差异随时间减少。实验中使用了两种声音（30毫秒和60毫秒的纯音），将它们分为四个块，在这些块中，两种声音以不同的概率交替出现：罕见异常声音（概率p=0.125）和常见标准声音（概率p=0.875）。研究人员从32名参与者那里收集了连续的脑电图（EEG）数据，这些参与者听到了四次这种四块交替序列的播放。我们提取了以异常声音为中心的五音时段数据，利用了ERP研究中常用的设计原则，即异常声音总是被重复的标准声音所分隔，从而确保每个异常声音前后至少有三个标准声音。五音时段分析显示，异常声音的出现会引发ERP信号的持续负向偏移，这种偏移贯穿了异常声音及其后续标准声音的整个响应过程。我们分析了这一“异常复合波”（异常声音后120至600毫秒内的信号）的幅度以及平均“标准复合波”幅度（异常声音前480至0毫秒内的信号），并评估了它们随时间的变化情况。研究结果表明，标准响应与异常响应逐渐趋于一致，即两者之间的差异随时间减少。这些发现可能与兴奋性/抑制性稳态的调节机制以及数十秒到几分钟范围内的模式预测能力有关。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可在OSF网站上公开获取，网址为https://osf.io，参考编号为dg63z。