声音诱发闪光错觉中的感知决策：基于EEG与行为的试验级分层贝叶斯整合

《Behavioral and Brain Functions》：Perceptual decision-making in the sound-induced flash illusion: a trial-level hierarchical Bayesian integration of EEG and behavior

　　

摘要

本研究采用声音诱导闪光错觉（SIFI）范式，通过将试验级的脑电图数据与行为数据整合到分层贝叶斯回归框架中，探究感官一致性、视听节奏配置以及瞬时神经状态如何共同影响感知决策。30名健康成年人参与了六种蜂鸣声-闪光组合的实验（B0F1、B0F2、B1F1、B1F2、B2F1和B2F2），其中包括两种仅视觉刺激的基线条件、两种视听信息一致的条件下，以及两种信息不一致的闪光错觉条件。研究同时记录了反应准确率与反应时间，以及刺激前的枕叶α波段功率、听觉和视觉N1波幅，还有用于反映证据积累程度的中央顶正电位（CPP）。首先，通过重复测量方差分析和相关分析来探讨不同条件下的效应及脑电图与行为数据之间的关系；随后，运用试验级分层贝叶斯回归模型分别对反应准确率（采用伯努利分布结合逻辑斯蒂链接函数，效应以比值比表示）和反应时间（采用学生t分布结合对数反应时间，效应以中位数反应时间的百分比变化表示）进行建模，并通过帕累托平滑重要性抽样留一法（PSIS-LOO）交叉验证来评估模型的泛化能力。从行为表现来看，单一模式且信息一致的条件下，反应既更快也更准确；而信息不一致的条件下——尤其是“2次蜂鸣声对应1次闪光”的组合——会出现更高的错觉发生率，反应时间也会显著延长，这凸显了因果结构与信号可靠性在跨模态信息权重分配中的作用。从神经层面来看，试验前较高的枕叶α波功率与正确反应的概率降低存在稳定关联，这表明皮质兴奋性较低，决策标准更为保守；较大的听觉N1波幅则预示着更快的反应速度；在描述性分析中，CPP的斜率与反应时间变化趋势高度一致，这与将其视为一种反映证据积累至阈值的信号的解释相符。模型比较结果显示，实验条件能够解释大部分行为变异，而在当前的线性加性模型设定下，脑电图相关变量带来的样本外预测价值较为有限且不稳定。不过，刺激前的α波功率仍与反应准确率存在稳定的负相关关系，听觉N1波幅与反应速度的关联虽较弱，但表明这些神经指标在理论上仍具有参考价值，即便它们并未显著提升模型的整体泛化能力。