听觉分心对神经同步化的最强影响在慢速时间尺度上显现

本研究通过创新性范式同步测量人类听皮层对多重时间尺度（500Hz精细结构~0.5Hz模式重复）的声音特征编码，首次揭示听觉分心（distraction）对目标声音神经同步化的选择性影响。研究发现：1）新发现的包络变化跟随响应（ECFR，6.8Hz）对分心水平敏感；2）传统频率跟随响应（FFR）和包络跟随响应（EFR）仅反映外周听觉干扰；3）错误试验中ECFR降低与分心旋律节拍同步增强形成"此消彼长"特征。该成果为临床人群（如耳鸣、自闭症谱系障碍）的听觉分心抑制障碍提供了新型电生理标记物。

　　

听觉系统面临的核心挑战是在复杂声学环境中分离目标与干扰声音。最新研究通过精心设计的实验范式，揭示了神经同步化在不同时间尺度上对听觉分心的差异化响应特征。

2 材料与方法

研究招募65名听力正常受试者（最终59人纳入分析），采用包含嵌套时间特征的靶刺激：517Hz载波频率（FFR）、5种正弦调幅（SAM）速率（27-82Hz，EFR）、6.8Hz包络变化率（ECFR）以及0.5Hz模式重复。分心刺激采用AI生成的旋律（高干扰）及其频谱匹配噪声（低干扰）。通过64导联脑电图（EEG）同步记录多时间尺度神经同步化，并结合听觉外周生物物理模型验证结果。

3 结果

3.1 目标上下文与同步化

靶刺激成功诱发了预期中的FFR（517Hz）、EFR（27-82Hz）和新型ECFR（6.8Hz）。值得注意的是，ECFR幅度与相邻SAM速率差异显著相关（p<0.001），但模式重复上下文对所有同步化指标均无影响（p>0.05）。这与既往使用被动聆听范式的研究形成鲜明对比，提示主动注意可能调制模式识别过程。

3.2 分心对行为的影响

在速度-准确率权衡任务中，旋律分心使分类准确率从82%降至72%（p<0.001），反应时延长0.22秒。匹配噪声干扰的中间效应（准确率79%）证实了旋律的特异性分心作用。EEG实验室任务再现了这一现象：旋律使准确率从92%降至80%（p<0.001），而匹配噪声仅降至91%。

3.3 分心对靶同步化的影响

所有时间尺度的神经同步化均受竞争声音影响。关键发现在于：1）ECFR受干扰最显著（PLV从0.070降至0.033，p<0.001）；2）FFR（0.27→0.16）和多数EFR也显著降低；3）68Hz EFR例外（p=0.23）。听觉外周模型显示这些变化部分源于外周干扰，但无法解释ECFR特异性。

3.4 分心水平的差异效应

匹配噪声与旋律在模型中的FFR/EFR干扰相当，但行为上干扰更弱。神经数据揭示关键差异：仅ECFR在两种分心间显示梯度变化（旋律0.030 vs 噪声0.048，p<0.001），且与靶单独条件（0.070）仍存差距。分心旋律特异的节拍同步（19.5Hz）在错误试验增强，形成与ECFR的"跷跷板"效应。

3.5 知觉报告相关的同步化变化

错误试验分析显示：ECFR降低（不对称指数+0.043）伴随旋律节拍同步增强（-0.11）的拮抗模式（p<0.05），FFR仅微弱变化（-0.026）。这种资源竞争模式强烈支持中枢分心机制，而非外周干扰。

4 讨论

该研究建立了首个多时间尺度听觉分心评估范式，其核心发现在于：慢速ECFR反映高级分心处理，而快速FFR/EFR主要编码外周干扰。ECFR的皮层可能起源（6.8Hz）与注意调制的时间窗口（~150ms）高度吻合，这解释了其对分心的敏感性。在临床转化方面，ECFR为耳鸣患者的非自愿注意捕获、自闭症谱系的过滤缺陷等提供了可量化指标。未来可通过神经反馈训练探究ECFR的可塑性，为听觉分心障碍开发靶向干预方案。

研究创新性体现在：1）首次在统一范式实现毫秒到秒级同步化测量；2）发现ECFR作为分心特异性标记；3）通过匹配噪声设计分离外周/中枢效应。这些突破为理解"鸡尾酒会问题"的神经机制提供了新视角，也为临床评估开辟了新路径。