双通道听觉与双眼竞争中的选择性注意神经机制分野：基于功能脑网络分析的新证据

本文推荐研究人员利用fMRI结合自然范式，通过多尺度ICA脑网络分析（inter-/intra-SC及dFC），探究了双通道听觉（DL）与双眼竞争（BR）中选择性注意的神经机制差异。研究发现DL依赖执行控制网络（RECN）和感觉运动网络（SMN）的调控，而BR则依赖于高级视觉网络（HVN）与语言网络（LN）的协同，揭示了跨模态注意机制的差异性，为理解多感官整合与注意调控提供了新视角。

　　

在日常生活中，我们时刻面临海量的感官信息输入，例如嘈杂环境中的多重声音、视觉场景中同时存在的多个物体。大脑如何选择性地处理这些信息，并形成稳定的知觉体验，一直是认知神经科学的核心问题。双通道听觉（dichotic listening, DL）和双眼竞争（binocular rivalry, BR）作为研究选择性注意的经典范式，分别代表听觉和视觉领域中的 bistable perception（双稳态知觉）现象。尽管行为研究表明选择性注意在DL和BR中均可调节知觉优势，但其背后的神经机制是否共享相同的脑网络基础，仍不清楚。

以往研究多采用简化的静态刺激（如纯音、光栅），难以反映真实场景下的神经活动。近年来，自然范式（naturalistic paradigm）逐渐受到重视，因其能更好地模拟日常认知过程。在此背景下，研究人员利用功能磁共振成像（fMRI）结合叙事性听觉刺激和电影片段视觉刺激，试图揭示DL和BR中注意调控的神经机制差异。该研究发表于《NeuroImage》，为理解多模态注意机制提供了新的网络层面证据。

研究采用多尺度独立成分分析（ICA）构建脑网络，并结合 inter-subject correlation（ISC）、intra-subject correlation（intra-SC）以及 dynamic functional connectivity（dFC）分析方法。实验纳入22名BR被试和21名DL被试（来自华南师范大学），采集了高分辨率T1和BOLD信号。BR实验采用红绿立体眼镜呈现人物和建筑电影片段，DL实验则使用双耳分听叙事材料。通过计算相同任务与不同任务条件下的脑网络同步性，以及滑动窗口下的动态功能连接，研究者比较了两种范式下的神经活动模式。

3.1. Behavioral results

行为结果显示，在BR任务中，注意显著延长了目标刺激的知觉优势时长（perceptual dominance duration, PDD）。当注意指向人物时，人物PDD显著长于建筑PDD（p < 0.001），反之亦然。DL任务的记忆测试准确率在两种注意条件下也存在显著差异（p = 0.021），表明任务难度在不同注意条件下具有一致性。

3.2. Neural results

3.2.1. Brain network classification results

通过ICA分解，BR数据识别出29个独立成分（IC），DL数据识别出35个IC，这些成分被归类为14个脑网络，包括前突显网络（ASN）、听觉网络（AudN）、执行控制网络（RECN/LECN）、感觉运动网络（SMN）、高级视觉网络（HVN）、语言网络（LN）等。

3.2.2. Inter-subject correlation

在DL任务中，相同注意条件下，RECN和SMN的inter-SC显著高于不同注意条件（p < 0.05），表明这些网络参与DL的注意调控。而在BR任务中，inter-SC主要出现在视觉和语言网络（如HVN、LN），但相同与不同注意条件之间无显著差异，提示BR的注意机制可能更依赖于刺激驱动处理。

3.2.3. Intra-subject correlation

DL任务中，仅AudN在相同和不同注意条件下均显示显著intra-SC（p < 0.001），再次证实其自下而上的处理角色。BR任务中，仅视觉网络（如PVN、HVN）表现出显著intra-SC，但注意条件间无差异。

3.2.4. Dynamic functional connectivity

dFC分析揭示，BR任务中，当注意指向人物时，LN与HVN的功能连接（FC）显著增强（p < 0.05），且这种增强与人物PDD的差异正相关。而在DL任务中，未发现稳定的dFC效应。

研究结论表明，DL和BR中的选择性注意依赖不同的神经机制：DL涉及自上下的执行控制（RECN）和感觉运动（SMN）网络，反映对持续言语流的认知调控；而BR则依赖于感知处理相关的神经回路（如HVN-LN），体现为对竞争视觉对象的语义-特征整合。这一发现强调了模态特异性在注意研究中的重要性，为理解跨感官注意的神经网络基础提供了新视角。此外，研究方法上的创新（如自然范式、多尺度网络分析）也为未来研究提供了重要借鉴。讨论部分指出，BR中缺乏高阶网络的显著效应可能与知觉竞争的强烈排他性有关，而DL中持续的听觉输入允许更连续的调控过程。未来研究需进一步优化时间序列分析方法，并采用更标准化的实验材料，以揭示更细微的神经动力学机制。