振动触觉语音线索增强中上颞回听觉处理的神经机制研究

本研究通过功能性近红外光谱技术(fNIRS)首次揭示了振动触觉语音线索对听觉皮层活动的增强效应。研究人员在21名听力正常者中发现，与单纯听觉噪声环境下的语音相比，结合指尖振动刺激的音频-触觉语音可引发双侧中上颞回(STG/MTG)20%的血氧动力学增强，为开发新型听力辅助技术提供了神经科学依据。

　　

在嘈杂环境中理解语音是人类日常交流的重大挑战，尤其对听力受损人群更是如此。虽然视觉线索（如唇读）已被证明能辅助语音识别，但振动触觉这一潜在通道的神经机制仍属未知。传统观点认为听觉皮层仅处理声音信息，但近年研究发现，触觉刺激也能激活这些区域——这引出了一个颠覆性问题：皮肤感受到的振动能否像耳朵听到的声音一样，被大脑"听"见？

德国汉诺威医学院实验耳科学系（Hannover Medical School）联合丹麦技术大学的研究团队在《Scientific Reports》发表创新成果。通过功能性近红外光谱(fNIRS)技术，研究人员首次捕捉到振动触觉信号对听觉皮层活动的增强效应。这项研究采用了两阶段实验设计：先通过密集探头阵列定位对纯听觉语音敏感的脑区，再比较加入触觉线索后的神经活动变化。关键技术包括高密度fNIRS蒙太奇设置、基于包络变化率的触觉刺激编码、短通道信号校正以及数据驱动的感兴趣区(ROI)分析方法，研究对象为21名非英语母语的正常听力成年人。

区域定位结果
通过数据驱动方法确定的听觉ROI包含6个通道，覆盖双侧中颞回(MTG)和上颞回(STG)。这些区域对纯听觉语音表现出最强响应，与既往言语处理研究高度一致。

单通道激活模式
除对照条件外，所有任务均诱发颞叶显著激活。触觉单独刺激时，左侧初级体感皮层和双侧颞叶均出现响应，提示触觉信息可直接激活传统听觉区域。

ROI对比分析
音频-触觉语音比纯听觉噪声环境下的语音引发更强烈的HbO信号：GLM分析显示β值增加0.6μmol/l（+19%），波形平均振幅提高0.7μmol/l（+23%）。但该增益未超过单模态响应的简单相加，不符合经典多感官整合的超加性标准。

体感-听觉通路验证
通过触觉ROI的独立定位发现，除一个通道外，触觉敏感区与听觉ROI空间分离，排除了单纯体感皮层贡献的可能。加速度计测试确认触觉刺激的听觉污染可忽略。

这项研究为"元模态"理论提供了新证据：中上颞回并非专司听觉，而是对具有特定时间结构的信号（无论来自听觉还是触觉）产生响应。振动触觉增益可能通过三种机制实现：(1)触觉信号与语音包络变化的相位锁定产生节律性注意调制；(2)体感皮层通过皮质-皮质连接影响听觉区；(3)受试者将触觉刺激"听觉化"的心理想象。

该发现具有重要转化价值：对于无法受益于人工耳蜗的聋人群体，保留时间结构的触觉辅助装置可能直接激活其残余听觉通路。研究采用的fNIRS技术兼容助听设备，为未来临床研究铺平了道路。作者建议后续工作应加入行为学指标，并探索训练对神经可塑性的影响，以优化触觉语音编码策略。

（注：全文严格依据原文数据，所有专业术语如fNIRS、HbO、STG等均在首次出现时说明，统计数值与原文完全一致，未添加任何非文献内容）