想象节拍：通过经颅磁刺激（TMS）探究背侧前运动皮层（dPMC）在节拍想象中的功能作用

《NeuroImage》：Imagining the beat: causal evidence for dorsal premotor cortex (dPMC) role in beat imagery via transcranial magnetic stimulation (TMS)

节奏想象中的背侧前运动皮层因果作用研究。采用经颅磁刺激（TMS）探究dPMC和SMA在无外部时间线索时维持节拍想象中的作用。结果显示dPMC刺激显著提升判断声调与想象节拍对齐的概率（尤其低听觉想象者），而SMA无显著效应。进一步发现音乐奖励敏感性影响任务表现，低奖励者受TMS干扰更明显。研究支持dPMC通过预测机制在内在节拍生成中的核心作用，揭示神经机制个体差异及多因素交互影响。

　　人类在复杂听觉环境中提取时间结构的能力是一种非凡的特质，这种能力使我们能够感知、预测甚至想象节奏模式，即使没有明确的感官输入。音乐感知中的节奏想象，即在没有外部时间线索的情况下，人们内部生成并维持节奏脉冲，是音乐认知中的一个关键方面。近期理论认为，运动前区可能在节奏感知和节奏想象过程中支持内部时间预测，但直接的因果证据仍较为有限。本研究通过经颅磁刺激（TMS）方法，探讨了背侧运动前皮层（dPMC）和辅助运动区（SMA）在节奏想象中的具体贡献。研究对象为42名非音乐家，他们在听节奏性音乐片段后，判断一个探针音是否与想象的节奏对齐。TMS（10Hz三脉冲）在dPMC、SMA或对照点（将线圈倾斜90度放置在M1上）施加，以确保在节奏想象阶段的因果效应。此外，参与者还完成了Bucknell听觉想象量表（BAIS）以评估个体在听觉想象方面的差异。

研究结果表明，对dPMC的TMS显著影响了节奏想象的表现，尤其是在听觉想象能力较低的个体中更为明显。然而，对SMA的刺激并未产生显著效果。这些发现为dPMC在内部生成节奏结构中的因果作用提供了直接证据，并提示了在节奏导向时间处理中，运动相关区域之间可能存在功能上的差异。此外，刺激效果与个体听觉想象能力之间的相互作用表明，TMS对神经的影响受到个体功能状态的塑造。总体而言，这些结果突显了节奏想象机制的灵活性和情境依赖性，并支持了dPMC以及更广泛意义上的背侧听觉通路在内部引导节奏处理中的预测作用。

节奏感知和节奏想象的神经机制一直是神经科学和认知心理学研究的重点。这些机制不仅涉及听觉系统，还与运动系统密切相关。听觉想象是一种高度可变的现象，其表现既受个体间差异的影响，也受个体内部状态波动的影响。个体的听觉想象能力可能与大脑结构和功能状态有关，例如灰质体积的变化，这些变化可能反映了听觉想象的稳定认知特征。此外，节奏想象的主观生动性可能在每次任务中有所不同，这与任务的参与度或情境有关。在这一背景下，研究发现dPMC和SMA在节奏感知中的功能差异可能与这些认知特征和任务需求有关。

本研究的实验设计旨在验证TMS可能带来的干扰效应，并确保实验结果的准确性。实验一中，参与者在TMS线圈产生的点击声环境下完成节奏对齐任务，以确认这种噪声是否会影响任务表现。结果显示，TMS产生的点击声并未显著干扰任务表现，这为后续实验提供了信心。此外，实验一还评估了个体的听觉想象能力和音乐奖励敏感性，以探讨这些因素是否会影响节奏感知的准确性。研究发现，听觉想象能力较低的个体在节奏感知任务中表现出更强的TMS效应，而音乐奖励敏感性较高的个体在任务中对节奏偏差的判断更为准确。这些结果表明，个体在节奏感知中的表现不仅受到任务本身的结构影响，还受到内部认知资源和功能状态的影响。

实验二中，研究者进一步探讨了dPMC和SMA在节奏想象中的因果作用。通过TMS对这些区域进行刺激，观察其对任务表现的影响。结果显示，dPMC的刺激显著改变了参与者对节奏偏差的判断，尤其是在轻微偏差的情况下，这种影响更为明显。而SMA的刺激则未产生显著效果。这可能意味着dPMC在节奏想象中起着更为关键的作用，而SMA可能在某些特定任务或情境下才表现出其功能。此外，研究还发现，dPMC的刺激效果在听觉想象能力较低的个体中更为显著，这可能是因为这些个体更依赖于运动前区的内部时间预测来维持节奏感。

这一研究的发现对于理解节奏感知和节奏想象的神经机制具有重要意义。它不仅提供了关于dPMC在内部节奏生成中的直接证据，还揭示了个体差异在这些过程中的作用。例如，听觉想象能力较低的个体可能在没有外部时间线索的情况下，更依赖于运动前区的活动来维持节奏感知，而听觉想象能力较高的个体可能更多地依赖于听觉和更高层次的联想区域。这种个体差异的发现有助于我们理解节奏处理的神经基础，并为个性化干预和训练提供了理论支持。

此外，音乐奖励敏感性也被发现与节奏想象的表现有关。研究显示，音乐奖励敏感性较高的个体在节奏对齐任务中表现出更高的准确性，尤其是在较大的节奏偏差下。这可能是因为音乐奖励增强了个体对节奏信息的注意和处理能力，从而提高了节奏想象的准确性。这种关联不仅揭示了音乐情感与认知功能之间的相互作用，还为音乐教育和治疗提供了新的视角。

总体而言，这项研究通过TMS方法，揭示了dPMC在节奏想象中的关键作用，并探讨了个体差异对这些作用的影响。研究结果支持了dPMC在内部时间预测中的预测作用，并提示了运动相关区域在节奏处理中的功能分化。这些发现不仅加深了我们对节奏感知和想象机制的理解，还为未来的研究提供了重要的理论框架和方法论指导。同时，研究还强调了个体认知资源和功能状态在节奏处理中的重要性，这为个性化干预和训练提供了新的思路。