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耳鸣患者的症状可通过转移注意力缓解,但具体机制不明。研究人员开展 “Frontal gamma-alpha ratio reveals neural oscillatory mechanism of attention shifting in tinnitus” 的研究,发现耳鸣患者额叶异常神经振荡可被注意力转移调节,该调节作用与症状严重程度相关,为临床干预提供依据。
在日常生活中,不少人被耳鸣困扰,耳边无端响起的嗡嗡声,不仅影响睡眠、让人难以集中精力,还会给社交带来诸多不便。据统计,耳鸣的患病率在 10% - 15%,虽不是每个人都对耳鸣难以忍受,但仍有 1 - 2% 的成年人深受其害 ,生活质量严重下降。目前,耳鸣的潜在神经学机制尚未完全明晰,也没有能彻底治愈的方法。临床常用的认知行为疗法(CBT)、耳鸣再训练疗法等,主要通过转移患者注意力来减轻心理痛苦,虽有一定效果,但注意力转移究竟如何在大脑层面发挥作用,仍有待探索。
为了揭开这一谜题,来自华南理工大学自动化科学与工程学院、中山大学孙逸仙纪念医院等多个机构的研究人员展开了深入研究,相关成果发表在《iScience》杂志上。
研究人员为探究注意力转移对耳鸣患者神经活动的影响,设计了一系列实验。实验招募了 52 名慢性耳鸣患者和 52 名年龄匹配的健康对照者。研究过程中,参与者需完成不同任务,包括主动聆听耳鸣(仅耳鸣参与者)、指示凝视任务(轻度分心)、心算任务(强烈分心),同时设置睁眼和闭眼静息状态作为对照。研究人员利用脑电图(EEG)技术记录大脑活动,提取并分析 EEG 功率谱密度(PSD)特征及 PSD 比值。
研究结果如下:
- 耳鸣患者颞叶 α 和 γ 功率的异常关系:在睁眼和闭眼状态下,耳鸣患者颞叶的 α - γ 相关性均显著,且其回归直线斜率比健康对照组更陡峭,这验证了同步化抑制丧失模型(SLIM)的有效性 。该模型认为,耳鸣患者听觉皮层的抑制功能丧失,导致神经元活动同步性改变,反映在 α 和 γ 频段的功率变化上。
- 特定脑区的 γ/α 比值差异:在静息状态下,耳鸣患者额叶的 γ/α 比值显著升高;在注意力转移任务中,颞顶叶的 γ/α 比值显著高于对照组。这表明 γ/α 比值可作为捕捉耳鸣患者神经振荡异常的有效指标,且异常神经振荡涉及多个脑区。
- 注意力转移对 γ/α 比值的调节作用:随着分心任务负荷增加,耳鸣患者额叶的 γ/α 比值线性下降,而健康对照组无此调节作用。这说明注意力转移能调节耳鸣患者的异常神经振荡,且调节效果与任务负荷相关。
- 个体注意力转移调节与临床严重程度的关联:通过训练支持向量机(SVM)模型发现,注意力转移对 γ/α 比值的调节作用在大多数耳鸣患者中一致,且与耳鸣临床严重程度相关。具体而言,心算任务(高负荷)比指示凝视任务(低负荷)对调节耳鸣相关振荡指标更有效,尤其是对轻度症状患者。
在讨论部分,研究人员指出,γ/α 比值可作为耳鸣相关异常振荡的生物标志物,丰富了对 SLIM 模型的理解。注意力转移对耳鸣患者神经振荡的调节,可能是通过解除注意力与耳鸣声音的纠缠,恢复额叶的抑制功能,进而缓解耳鸣感知。这一发现支持了耳鸣可通过自上而下的机制进行调节的观点,与 SLIM 模型中高级认知功能影响 γ 和 α 振荡关系的预测相符。
从临床意义来看,研究结果表明高负荷注意力转移任务对调节耳鸣更有效,但严重耳鸣患者可能因认知储备减少,难以从传统注意力转移干预中获益。因此,未来临床干预可考虑结合更先进的方法,如基于神经反馈的脑机接口技术,同时对耳鸣患者进行认知筛查,确保提供更合适的治疗。
总的来说,该研究通过多层面注意力负荷任务,深入探究了耳鸣患者注意力调节相关的神经振荡动力学,为耳鸣的病理模型提供了体内证据,明确了额叶 γ/α 比值作为注意力转移潜在神经机制的重要性,为临床实践和干预奠定了坚实基础,有望推动耳鸣治疗领域的进一步发展。