《Cortex》：Quantifying the impact of age-related hearing loss on neural signatures of target selection and distractor suppression
编辑推荐：
伴听力损失（hearing loss, HL）的聆听者常报告难以将相关目标声与无关干扰分离。此类听觉选择性注意（auditory selective attention）困难可能由目标选择（target selection）和干扰抑制（distractor s
伴听力损失（hearing loss, HL）的聆听者常报告难以将相关目标声与无关干扰分离。此类听觉选择性注意（auditory selective attention）困难可能由目标选择（target selection）和干扰抑制（distractor suppression）背后的低效神经机制所致。在本注册报告（registered report）中，研究人员检验了30名伴HL的老年聆听者相较于32名正常听力（normal hearing, NH）老年聆听者和33名年轻NH聆听者，其目标选择与干扰抑制的神经与行为特征（neural and behavioural signatures）是否选择性受损。为此，研究人员采用听觉音高辨别任务（auditory pitch discrimination task），该任务能够分离由空间分离所致目标选择与干扰抑制所对应的神经alpha活动（neural alpha activity，～8–12 Hz）和微眼动方向（microsaccade direction）变化。研究人员的结显示，轻度至中度听力损失（mild-to-moderate hearing loss）个体的空间注意（spatial attention）神经特征可能相对保留。具体而言，研究人员未发现确凿证据表明听力损失影响目标相关或干扰相关alpha偏侧化（alpha lateralization）。相比之下，干扰相关而非目标相关alpha偏侧化随年龄减弱。此外，研究人员未发现确凿证据表明单试次（single-trial）alpha偏侧化预测聆听准确率（listening accuracy）或信心（confidence）。研究人员发现，微眼动率（microsaccade rate）的注意调制独立于方向偏向（directional bias）和alpha偏侧化。与目标选择相比，侧化干扰抑制期间微眼动率而非微眼动方向显著增加，且未观察到镜像神经alpha偏侧化的眼动模式（oculomotor pattern）。总体而言，这些发现提示，衰老对干扰抑制神经特征的影响强于对目标选择神经特征的影响。
研究背景与问题：2023年全球约15亿人（近20%人口）受听力损失（HL）影响。背景噪声和多说话人环境是听力受损聆听者最显著的交流挑战。此类条件下的聆听成功依赖听觉选择性注意（auditory selective attention），即选择目标声源并抑制无关干扰（distractor suppression）。现有助听器因缺乏注意控制实现，不能从非平稳多说话人噪声中选择性放大关注语音；外周噪声损伤标志也不能预测多说话人环境中的聆听成功。因此，个体听力缺陷的具体原因，究竟与听觉神经传入纤维损失有关还是与注意控制的认知因素有关，仍不清楚。已有证据表明，注意选择与抑制和神经alpha活动（alpha activity，～8–12 Hz神经振荡）密切相关；alpha功率在任务相关脑区降低、在非任务相关脑区升高。听觉空间注意中，alpha功率在空间注意焦点同侧半球相对升高、对侧半球降低。但既往研究因目标与干扰位置混杂，无法在神经层面分离目标选择与干扰抑制；需将目标与干扰位置在空间上解耦。W?stmann et al. (2019a)发现，当侧化刺激为目标时alpha功率在目标同侧升高，当侧化刺激为干扰时alpha功率在干扰对侧升高，目标选择与干扰抑制表现为两种符号相反的alpha偏侧化（alpha lateralization，半球间alpha功率差异）模式。本研究为注册报告，旨在检验HL是否表现为目标选择与干扰抑制神经特征受损及其与成功聆听的关系。
研究开展与结论意义：研究人员比较30名伴轻度至中度HL的老年聆听者、32名老年NH聆听者和33名年轻NH聆听者。采用空间音高辨别任务，操纵侧化刺激位置（左/右）与目标刺激位置（前/侧），形成select-left、select-right、suppress-left、suppress-right条件，并比较目标选择与干扰抑制相关alpha偏侧化。研究结论显示，未发现确凿证据表明HL损害目标选择（H1a）和干扰抑制（H1b）的神经特征；干扰相关alpha偏侧化随年龄减弱（H1c），而目标相关alpha偏侧化在年龄组和听力状态间较稳健；单试次alpha偏侧化不预测聆听准确率或信心；微眼动率受注意条件调制，但无方向偏向且不镜像alpha偏侧化。其意义在于，衰老更强影响干扰抑制而非目标选择的神经特征，提示康复与干预策略中强调主动干扰过滤可能对老年人群广泛相关。
关键技术方法：样本包括W?stmann et al. (2019a)的33名年轻NH再分析数据，以及Lübeck队列（34名老年；15名NH、19名HL）和Zurich队列（30名老年；17名NH、13名HL）；最终分析32名老年NH、30名老年HL和33名年轻NH。关键技术为听觉空间音高辨别任务、64导脑电（EEG）记录与alpha调制指数（alpha modulation index, AMI）/单试次偏侧化指数（lateralization index, LI）计算、Bayesian重复测量方差分析和Bayesian广义混合效应模型，以及老年组眼动记录与微眼动检测。
研究结果：Level of bias control小标题报告偏倚控制水平为Level 2，部分数据/证据在IPA前已被访问并部分观察，但作者认证尚未观察用于回答研究问题的关键变量，并采取额外措施最大化偏倚控制与严谨性。No evidence that HL impairs neural signatures of target selection and distractor suppression (H1a/H1b)小标题下，预注册重复测量方差分析显示Condition × Hemisphere交互显著，目标选择与干扰抑制均存在稳健alpha偏侧化；但Condition × Hemisphere × Group三阶交互证据不确定，未发现确凿证据表明HL影响目标相关或干扰相关alpha偏侧化。Distractor-related alpha lateralization diminishes with age (H1c)小标题下，将老年NH与HL合并后分析，Condition × Hemisphere × Age Group交互显著；年轻和老年均显示目标相关alpha偏侧化，年轻NH显示稳健干扰相关alpha偏侧化，而老年组未显示可比效应。Alpha Lateralization does not predict single-trial accuracy (H2a)小标题下，Bayesian logistic混合效应模型显示，单试次LI主效应及涉及LI的交互均无实质支持；准确率主要受音高方向一致性（Congruency）和音高差异驱动。Alpha Lateralization does not predict Subjective Listening Confidence (2Hb)小标题下，同类模型显示LI主效应可忽略，涉及LI的交互无实质支持；音高差异强烈预测信心。Microsaccade rate, but not direction, was modulated by the attention condition (H3)小标题下，Bayesian线性混合效应模型显示Direction × Role交互无支持，Role主效应有支持：干扰抑制条件微眼动率高于目标选择条件；Direction主效应无支持；时间进程聚类检验显示cue-to-target间期后半段干扰抑制微眼动率较高；探索性分析未发现老年NH与HL差异。Absolute Alpha Power Changes (Reviewer-Requested Analysis)小标题下，Bayesian混合效应模型显示Role × Hemisphere对绝对alpha功率的Bayes因子证据不确定；目标选择存在同侧-对侧差异，干扰抑制无半球差异；三阶交互Bayes因子支持零模型。Behavioural results (unregistered analyses)小标题下，行为分析显示老年HL与老年NH的滴定音高差无差异，年轻NH显著更小；准确率在一致试次高于不一致试次，组间准确率无差异，但Group × Congruency交互显著，老年组一致-不一致差异大于年轻组；信心方面，老年NH高于年轻NH，老年NH描述性高于老年HL但校正后不显著，Congruency主效应显著，Group × Congruency交互显著，年轻NH在一致试次信心更高而老年组无此一致性效应。
讨论总结：原文认为，轻度至中度HL者的空间滤波神经特征可能相对保留；无确凿证据表明目标相关alpha偏侧化受年龄或HL影响，而干扰相关alpha偏侧化随年龄减弱，HL额外影响的证据不确定；单试次alpha偏侧化不预测准确率或信心；alpha偏侧化未由水平眼动方向变化反映；干扰抑制时微眼动率增强，但该效应不链接方向偏向或alpha偏侧化，且在HL聆听者中保留。原文指出，目标相关alpha偏侧化对年龄和HL稳健，与Bonacci et al. (2019)结果不同，关键差异包括本研究采用个体化音高差滴定以平衡任务难度，并固定一个刺激于中线以分离目标选择与干扰抑制；干扰抑制随年龄减弱与既往老年聆听研究一致，支持目标选择与干扰抑制在功能和神经生物学上可分离。单试次alpha偏侧化与行为关联的缺失与既有混合证据一致；微眼动率而非方向受注意条件调制，可能与非空间维度选择性听觉注意框架有关。局限包括个体化音高差调整可能影响信心比较。康复意义方面，原文提示强调主动干扰过滤的策略可能对老年人群广泛相关；由于单试次alpha偏侧化缺乏行为关联，难以判定观察到的变化是干扰抑制缺陷还是代偿性适应。研究结论部分可译为：“总体而言，这些发现提示，衰老主要影响与干扰相关的偏侧化，而不是空间滤波的目标相关机制。”以及“总体而言，这些发现提示，衰老对干扰抑制神经特征的影响强于对目标选择神经特征的影响。”
