《Experimental Brain Research》：The effect of auditory cues on heading direction during stepping-in-place in healthy adults with experimentally induced vestibular asymmetry
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已知视觉、前庭（vestibular）和本体感觉（proprioceptive）线索会影响人体在空间中的方位定向。听觉线索同样影响空间定向，近期研究表明其可影响静态姿势平衡（static postural balance）。然而，听觉刺激对动态姿势平衡任务（如
已知视觉、前庭（vestibular）和本体感觉（proprioceptive）线索会影响人体在空间中的方位定向。听觉线索同样影响空间定向，近期研究表明其可影响静态姿势平衡（static postural balance）。然而，听觉刺激对动态姿势平衡任务（如前庭扰动下的行进方向维持）的影响尚缺乏研究。本研究旨在探讨在有或无 galvanic vestibular stimulation（GVS，前庭重力刺激/伽伐尼前庭刺激）的原地踏步（stepping-in-place）任务中，听觉线索对行进方向的影响。20名年轻健康受试者蒙眼、头前倾（产生GVS诱发的偏航旋转信号）完成原地踏步任务，要求保持起始体位/朝向，分别在两种听觉条件（无声/有声）和三种前庭条件（NoGVS、阳极左侧、阳极右侧）下重复。按是否告知声源位置将受试者均分为两组。采用运动捕捉测量骨盆相对于声源的角偏差（angular deviation），计算并分析有/无声音时的试验末角偏差误差及其变异性（variability）。结果显示：无GVS时，听觉线索未能减小骨盆旋转角偏差误差及其变异性；左/右GVS使骨盆角偏差较NoGVS显著增大且偏向阳极侧，但有/无声音时GVS诱发的角偏差无差异。研究表明，尽管前庭线索在无视觉时对定向有重要贡献，但在正常及急性前庭扰动下，听觉线索均不能帮助维持原地踏步中的行进方向。
论文解读：《The effect of auditory cues on heading direction during stepping-in-place in healthy adults with experimentally induced vestibular asymmetry》
本研究发表于《Experimental Brain Research》。人体在空间中的精确定向对平衡维持与导航至关重要，视、前庭、本体感觉的作用已被广泛证实，但听觉线索对平衡与导航的贡献尚存争议。既往研究多关注静态站立平衡，且未控制前庭功能完整性——听觉对姿势控制的助益可能在前庭缺损及姿势不稳者中最明显。此外，先前关于原地踏步（Fukuda踏步测试）中听觉空间地标（spatial auditory landmarks）影响的研究结论不一，且未在前庭受控扰动下探究视听交互。Galvanic vestibular stimulation（GVS，伽伐尼前庭刺激/前庭重力刺激）可在不显著影响外周听觉功能的前提下选择性调制前庭传入，适合用于探究听觉–前庭相互作用的基础机制。因此，研究人员开展此项研究，在健康成人原地踏步任务中同时操控听觉条件与GVS诱导的前庭不对称性，检验空间固定声源能否减少行进方向偏差及其变异性，以及能否补偿GVS诱发的偏向性旋转，最终发现听觉线索在此动态任务中无论有无前庭扰动均无补偿作用，提示前庭扰动可能改变了听觉参照的知觉稳定性。
主要技术方法
研究人员招募20名自诉无头晕眩晕及平衡障碍、听力主观正常的青年健康成人，按指令是否告知声源空间位置及固定性均分为两组（无先验知识组/有先验知识组）。受试者蒙眼、头前倾（下巴贴胸）于两足间置垂直圆管限制前后（A/P）与内外（M/L）平移但不提供旋转线索，以94步/分钟节拍器节奏原地踏步50步并保持起始朝向。实验采用2（Auditory：有声连续click声源于正前方2 m、60 dB SPL｜NoAudio：戴耳塞关声源）×3（GVS：NoGVS｜阳极左 mastoid｜阳极右 mastoid，1 mA直流电）共6种条件伪随机呈现，每条件重复3次，每试毕盲折返起始点消除学习效应。骨盆与头部贴红外标记，由4台Certus相机（60 Hz）记录三维运动，以第1步周期初始角为零点，取最后一步周期角偏差中位数及各受试者跨试验标准差（inter-trial SD）为精度指标，采用重复测量ANOVA及置换检验（permutation testing，5000次）进行统计分析。
结果（Results）
Mean angular deviation (accuracy)：重复测量及置换ANOVA显示GVS主效应显著[F(2,36)=111.24, p<0.001；置换F(2,34)=117.89, pperm=0.012]，各GVS条件两两比较角偏差均显著差异（pperm≤0.010），即GVS诱发向阳极侧偏转。Group×GVS交互显著（p=0.013；pperm=0.014），Group×Audio×GVS交互显著（pperm=0.047）。Audio主效应不显著[pperm=0.889]，Group×Audio交互不显著。事后检验各GVS条件下有/无声及组间Audio效应均无显著差异。结论：听觉线索未改变任何GVS条件下的平均角偏差（准确性）。
Inter-trial variability (precision)：对角偏差跨试验标准差做置换及重复测量ANOVA，Audio、GVS主效应及含Audio或GVS的交互均不显著（all p>0.47），各组内及组间Audio与NoAudio的变异性差异不显著。结论：听觉线索未降低原地踏步行进方向的试间变异性（精确性/一致性）。
讨论（Discussion）总结
本研究首次在原地踏步任务中同步控制前庭（GVS）与听觉线索，发现听觉空间地标不能减少健康成人踏步中的行进方向误差或其变异性，即便在无GVS条件下亦如此，这与部分前人Fukuda任务中报告听觉减小偏差的结果不同——本研究采用头前屈位使声源位于正中矢状面（elevation平面）致声音定位能力下降（最小可听运动角MAMA在仰俯面较水平面差2～4倍），且分析保留方向性原始角值而非绝对值；此外限制A/P与M/L位移可能削弱自我运动相关的听觉空间更新所需线索。GVS存在时，前庭错觉致受试者感觉固定声源在动（与Cedras et al. 2025报道GVS损害声源定位一致），即便被告知声源空间固定仍依赖此错觉感知，故先验知识指令无效。听觉空间更新依赖前庭、本体觉及传出副本（efference copy）信号整合（Genzel et al. 2016），本研究中GVS产生被动偏航错觉但头固定于俯屈位缺乏匹配本体/传出信息，无法正确更新声源空间表征，致听觉参照失效。GVS还激活颞上回（BA22）及Heschl's gyrus等听觉处理皮层区，可能干扰听觉空间稳定性感知。研究局限含样本量偏小、未行客观听力与前庭功能确认、GVS双耳双向调制与单侧前庭丧失自然病理不同，结论外推至前庭丧失人群需谨慎，未来应评估声源置于水平方位（azimuth平面）及真实行走情境下的效应。
结论（Conclusion原文意译）
本研究表明，在健康成人蒙眼原地踏步时，即便是空间固定的声源也不足以减小被动诱导前庭不对称（GVS）下或常态下的行进方向角偏差及其变异性，原因可能是前庭扰动改变了听觉参照的知觉稳定性。未来研究应评估前庭扰动对空间听觉加工的影响，并比较主动与被动运动条件下的差异。
