眼球运动相关鼓膜振荡(EMREOs)的视觉非依赖性机制：揭示跨模态参考系整合的神经基础

本研究通过黑暗环境下的自由眼动实验，首次证实眼球运动相关鼓膜振荡(EMREOs)无需视觉输入即可产生，揭示该现象由眼球运动传出信号而非感觉反馈驱动。研究人员采用眼动追踪与鼓膜振荡记录技术，发现EMREOs特征在视觉引导与黑暗条件下高度一致，为理解跨模态空间整合的早期神经机制提供了新证据。

　　

在感知外界时，大脑需要整合来自不同感官的信息。视觉和听觉系统分别采用以眼球为中心(eye-centered)和以头部为中心(head-centered)的参考系处理空间信息。当眼球转动时，两个参考系会产生偏差，这就需要大脑通过某种机制进行协调。既往研究发现，眼球运动能调节从下丘(inferior colliculus)到听觉皮层(auditory cortex)的多级听觉神经反应，但直到2018年Gruters等人才首次在鼓膜记录到与眼球运动直接相关的振荡现象——眼球运动相关鼓膜振荡(eye movement-related eardrum oscillations, EMREOs)。这一发现引发关键问题：EMREOs究竟是由视觉刺激诱发的反馈信号，还是纯粹由眼球运动传出信号(oculomotor efference copy)驱动？

为解决这一问题，德国汉堡大学心理学与运动科学系的研究团队设计了两项精巧实验。在《Hearing Research》发表的这项工作中，研究人员首先让受试者在视觉引导下完成标准眼跳任务(Experiment 1)，随后创新性地在完全黑暗环境中记录自由眼动时的鼓膜振荡(Experiment 2)。通过比较两种条件下EMREOs的特征差异，并结合不同眼动仪校准方法的验证，最终证实EMREOs的产生完全不依赖视觉输入。

关键技术方法包括：1) 双耳微型麦克风记录鼓膜振荡；2) 红外眼动追踪系统监测水平/垂直眼跳参数；3) 采用标准校准与替身校准(stand-in calibration)两种眼动仪校准方案；4) 严格控制视觉(完全黑暗)与听觉(无声环境)刺激条件。实验纳入视觉正常、听力健康的受试者，所有操作均通过汉堡大学伦理委员会审查。

【Eye movements to visual targets in silence systematically affected eardrums oscillations】
视觉引导实验显示，左向眼跳在左耳引发先正后负的鼓膜振荡波形，右向眼跳则呈现镜像模式。水平眼跳幅度与振荡幅度呈线性相关，垂直眼跳主要影响振荡频率。这些特征与既往研究高度一致，验证了实验系统的可靠性。

【Discussion】
黑暗实验的关键发现在于，无视觉输入时的自由眼动仍能诱发具有方向特异性的EMREOs，其相位-方向关系与视觉引导条件无统计学差异。通过替身校准法验证，排除了眼动记录误差对结果的干扰。这表明：1) EMREOs由传出性眼动信号而非视觉反馈驱动；2) 该现象可能通过橄榄耳蜗束(medial olivocochlear bundle)或中耳肌(tensor tympani/stapedius)的调节实现；3) 为跨物种保守机制提供了证据，因猴类研究也观察到类似现象。

【Conclusion】
研究确立了EMREOs作为纯运动传出信号的本质特征，其产生不依赖视觉或听觉感觉输入。这一发现革新了对跨模态整合时程的认识——参考系对齐的神经计算可能始于听觉外周器官而非中枢神经系统。理论意义在于：1) 支持"预测编码"假说，即运动系统会预调听觉通路的响应特性；2) 为开发新型听觉辅助设备提供生物启发，例如利用眼动信号增强空间听力；3) 为特殊人群(如盲人)的跨模态重组研究开辟新视角。技术层面，验证了替身校准法在EMREOs研究中的可行性，这对动物实验或临床研究具有重要应用价值。

这项工作由Hossein Abbasi领衔完成，合作者包括发现EMREOs现象的原创团队核心成员Jennifer M. Groh。研究不仅解决了感觉-运动整合领域的关键争议，更将外周听觉器官重新定义为多模态信息整合的活跃参与者，为理解感知统一的神经基础提供了全新框架。