《Brain Sciences》：Behavioral and Neural Measures of Auditory Distraction Are Not Associated with Tinnitus Severity
背景/目标：慢性耳鸣（chronic tinnitus）患者感知到一种幻听（phantom sound），其可能在整个清醒时段内持续造成令人烦恼且难以抑制的分心，或表现为一种相对轻微的烦扰，往往消退至潜意识觉知水平。耳鸣显著性（tinnitus salience）的差异可能反映了对任何分心声音（无论外部或内部产生）的一般性抑制控制（inhibitory control）差异。在本项探索性（exploratory）研究中，研究人员检验了使用耳鸣致残量表（Tinnitus Handicap Inventory, THI）评估的耳鸣负担（tinnitus burden）是否与对外界听觉分心（auditory distraction）的行为和神经反应存在关联。方法：三十名慢性耳鸣成人完成了行为和脑电图（electroencephalographic, EEG）测试。低THI分组（lower-THI group）与高THI分组（higher-THI group）的参与者在年龄和听力阈值上相似。来自二十三名神经典型成人（neurotypical adults）的数据提供了额外的参考队列。参与者在行为测试中将调幅音序列（amplitude-modulated tone sequences）分类为随机或重复排列，或在结合行为与EEG记录的会话中进行分类。竞争性噪声或旋律性分心物（competing noise or melodic distractors）分别施加了较低和较高水平的分心。结果：旋律性分心物比噪声分心物更大程度地降低了反应准确率（response accuracy），且这种效应在低THI组和高THI组中相当。对目标序列变化的神经同步（neural synchronization）在旋律性分心物条件下也更多地降低，但该效应在两组间无差异。针对目标及分心物特征的其他同步（synchronization）测量未显示显著的组间差异。结论：行为和神经测量指标对外界听觉分心敏感，但未能区分耳鸣负担较低与较高的参与者。这些发现并不支持在实验条件下存在一种普遍性的外部听觉分心物抑制缺陷（suppressing external auditory distractors），作为解释耳鸣负担更重的原因。
1. Introduction
慢性主观性耳鸣患者持续感知到一种恒定且难以停止的幻听，其对意识、睡眠、专注力及心理健康的影响存在显著个体差异。理解这种差异有助于确定耳鸣病因并指导治疗。现有模型通常区分幻听产生过程与决定其情绪和注意影响的过程。中央听觉通路中兴奋-抑制失衡导致神经增益（neural gain）和神经同步（neural synchrony）过盛是耳鸣产生的重要机制。心理声学测量如响度、音高匹配及掩蔽水平与耳鸣痛苦仅有弱关联。情绪和认知反应方面，对情绪声音的瞳孔和面部运动反应可预测耳鸣严重程度，提示边缘系统（limbic system） involvement。注意控制研究表明耳鸣患者听觉诱发电位调制不同，若耳鸣难以摆脱反映抑制分心声音的广泛困难，则耳鸣负担重者可能对外部听觉分心更易感。然而，言语-in-噪声任务涉及语言过程和能量掩蔽（energetic masking），难以分离分心物抑制的特异性。本研究应用提供听觉分心行为和神经生理测量的新范式，以神经同步为指标，检验耳鸣负担与外部听觉分心的关联。
2. Materials and Methods
2.1 Participants
研究团队通过口碑、传单及马萨诸塞州总医院布莱根医疗系统招募网站招募了38名耳鸣参与者。所有程序经马萨诸塞州总医院布莱根机构审查委员会批准，于2023年11月至2025年2月在麻省眼耳科进行。参与者在知情同意后接受筛查：认知功能正常、英语流利、心理健康良好、中耳正常及听力状态合格。纯音听阈要求在0.5–2 kHz正常，3–8 kHz不超过中度听力损失。被临床医生认定仅有间歇性耳鸣者（n=7）及1名误解任务说明者被排除，最终30人（19名男性，平均年龄54岁）。参与者完成家庭平板测试和面对面EEG会议。另23名神经典型成人（10名男性）提供额外参考数据，因未与耳鸣队列在年龄、性别和听力阈值上匹配，故仅作为新范式参考点。
2.2 Hearing Assessments
参与者在家庭测试和实验室中均接受听力评估，包括耳鸣致残量表（THI）、高敏问卷（HQ）、纯音听阈及实验刺激响度不适阈（loudness discomfort levels）测量。部分参与者还选择参加混响条件下时间压缩词语识别评估（n=22）。
2.3 Experimental Stimuli
2.3.1 Target Stimuli
目标刺激由单一恒定载波频率516 Hz和五种调幅速率之一（27, 41, 54, 68, 81 Hz）的正弦调幅音组成。边带与载波形成以调幅速率间隔的音调复合体，听者可感知速率变化为音高变化。五个AM音调随机排序形成重复模式，或伪随机拼接形成随机排列。五种AM标记的120种排列各作为独特模式刺激使用。
2.3.2 Melodic Distractor Stimuli
旋律序列由Magenta RL Tuner生成，转置为纯音位于目标刺激上下方，保持1/3倍频程间隔以尽量减小能量掩蔽，并施加正弦调幅。音符持续时间和调幅速率在两种硬件间调整以保持整数音符和AM循环。
2.3.3 Noise Distractor Stimuli
噪声分心物匹配旋律分心物的幅度谱，由旋律音符频率作为分量构成，各分量在刺激持续时间内存在且幅度按包含该音符的节拍比例缩放，起始相位随机化，并施加与旋律相同的幅度包络。
2.4 At-Home Procedures
参与者完成速度选择任务，报告目标AM音调序列是随机还是重复排列。刺激通过校准耳机呈现，持续4个循环（约3秒）。采用基于反应时的计分机制：倒计时从1000起倒数，正确反应加剩余秒数，错误或未反应则扣分。测试包括三种条件（单独目标、12 dB SNR噪声、12 dB SNR旋律）各8区块×10试次，共240试次。测试前进行练习，需达到正确标准方可进入下一阶段。
2.5 In-Person EEG Session
EEG会议任务有所修改：目标刺激以随机序列开始，4循环后切换为重复模式。刺激总持续12循环（约9秒），载波极性每循环反转。参与者需待刺激结束再反应，触摸屏在刺激期间不显示按钮以减少运动伪迹。完成两个区块（旋律和噪声分心物各一），每区块240试次。使用64通道BioSemi Active Two系统以8192 Hz采样率记录EEG。
2.6 EEG Pre-Processing and Analysis
EEG数据经EEGLAB导入Matlab R2020a，使用四阶Butterworth滤波器在1–3000 Hz滤波，并重新参考至两个乳突电极平均值。分析频率跟随反应（FFR）、包络跟随反应（EFRs）、包络变化跟随反应（ECFR）及分心物EFR时，分别选择不同长度时段并与相应特征起始锁定。对各同步反应计算跨时段的相位锁定值（PLV），取所有通道的均方根PLV。为跨组比较，计算噪声与旋律分心物条件间的不对称指数（(PLV with Noise ? PLV with Melodic)/(PLV with Noise + PLV with Melodic)）。
2.7 Statistical Analysis
组间比较采用双样本t检验、Mann–Whitney U检验和重复测量ANOVA。THI作为连续变量与行为及神经测量的关联采用Kendall's tau。统计分析在Matlab中进行，以分心物类型为被试内因素，THI组为被试间因素。使用Bonferroni-Holm法控制族错误率。通过基于贝叶斯信息准则（BIC）的零假设贝叶斯因子（BF01）对ECFR进行深入分析。行为准确率应用有理化反正弦变换以满足参数检验假设。
3. Results
3.1 THI Groups
按样本中位数（THI < 16）将参与者分为低THI组（n=16）和高THI组（n=14）。两组年龄相似（低THI: 53.8 ± 13.6岁；高THI: 53.9 ± 8.3岁），听力阈值无显著差异（F(1, 28) = 0.36, p = 0.55）。高THI组表现出更大的声音耐受降低倾向（HQ中位数10.5 vs 8），但差异不显著（Mann–Whitney U z = ?1.36, p = 0.18）。时间压缩词语识别分数亦无组间差异（t(20) = 1.18, p = 0.25）。
3.2 Behavioral Response to Auditory Distraction
耳鸣参与者表现出与神经典型参与者相似的行为分心模式：平均准确率从单独目标的87%降至噪声分心物的82%，再降至旋律分心物的76%。重复测量ANOVA确认分心物条件效应显著（F(2, 58) = 35.1, p < 0.001）。平均反应时从2.2秒增至2.3秒和2.4秒，分心物条件效应显著（F(2, 58) = 37.5, p < 0.001）。重复测量ANOVA显示分心物条件主效应（F(1, 50) = 39; p < 0.001, η
p2 = 0.44），但组主效应（F(2, 50) = 1.66; p = 0.20）和交互作用（F(2, 50) = 1.43; p = 0.25）均不显著。
3.3 Neural Responses to Auditory Distraction
AM序列可同时区分九个神经反应特征。目标刺激产生FFR、五个AM速率上各自的EFRs及ECFR。分心物产生19.5 Hz AM速率上的EFR和9.75 Hz旋律节拍反应。ECFR对分心物类型最敏感，在耳鸣参与者中，旋律分心物条件下ECFR相位锁定值显著低于噪声条件（配对t检验t(29) = ?4.53, p < 0.001）。
3.4 Behavioral and Neural Distraction Effects by Tinnitus Burden
EEG任务中，两组平均反应准确率均降低（低THI: 84% vs. 93%；高THI: 87% vs. 95%）。重复测量ANOVA确认分心物类型主效应（F(1, 28) = 20; p < 0.001; η
p2 = 0.42），但组效应和交互作用均不显著。ECFR亦呈现类似模式：低THI组平均PLV从0.058（噪声）降至0.042（旋律），高THI组从0.054降至0.045，分心物类型主效应显著（F(1, 28) = 20; p < 0.001; η
p2 = 0.42），但交互作用（F(1, 28) = 0.03; p = 0.87）和组主效应（F(1,28) = 2.28 × 10
?5; p = 0.99）不显著。基于BIC的BF01 = 5.84 favor reduced model。不对称指数比较显示组间均无显著差异。完整队列与神经典型参考队列的比较显示分心物类型主效应（F(1, 51) = 59, p < 0.001, η
p2 = 0.54），但队列主效应和交互作用均不显著。
4. Discussion
使用新型行为和神经生理探索性范式，研究人员未发现证据表明耳鸣负担更重的个体更易受外界刺激分心。这些发现不支持在实验条件下存在一种普遍性的外部听觉分心物抑制缺陷作为解释耳鸣负担加重的原因。
4.1 Limitations of the Study
此解释存在若干限制。THI测量耳鸣的广泛影响而非专门评估幻听侵入意识的容易程度或抑制困难。按样本中位数分组创建了报告负担不同但并未直接区分幻听成功与不成功抑制的组。研究仅足够 powered to发现大效应，30名耳鸣参与者无法排除较小关联，但ECFR的贝叶斯分析确实提供了反对关联的证据。神经典型队列未在年龄、性别或听力阈值上匹配，因此主要推论涉及耳鸣负担内变化。
4.2 Relationship to Perceptual and Neural Studies
耳鸣负担与外部声音反应的区分类似于心理声学研究。耳鸣响度、音高和最小掩蔽水平与痛苦仅有弱关联。Zeng等发现仅8 kHz频率辨别受损，而强度辨别和多说话人言语识别在低刺激水平下反而优于对照。本研究未发现时间压缩语音识别和声学模式识别在高低THI评分者间存在差异。客观神经和自主反应作为耳鸣标志物显示出前景。中央增益测量可区分耳鸣和声音敏感队列，但与THI个体差异无关；而 involuntary瞳孔扩张和面部反应对情感声音刺激可预测耳鸣严重程度，提示情感参与和觉醒反应可能捕捉到低水平感觉检测未能反映的负担维度。结构MRI和静息态功能测量亦提供了互补证据。
4.3 Implications and Conclusions
对于旨在减少耳鸣痛苦的治疗，有用的生物标志物应追踪负担变化而非仅识别幻听存在。耳鸣严重程度与自主/神经反应的关联表明，情感和觉醒反应值得与静息态测量一起进一步研究。本研究发现竞争声音产生明确的行为和神经分心效应，但这些效应与THI评估的耳鸣负担无显著关联。这些发现留下可能性：耳鸣持续的侵入性可能取决于未被此任务捕捉的情感意义或内部起源方面。
