多感官同步性判断训练改善噪声环境下言语理解的神经机制：一项随机对照试验

编辑推荐：为解决噪声环境下言语理解困难的问题，Vanderbilt大学团队通过随机对照试验发现，多感官同步性判断训练(SJ)能显著缩小时间绑定窗口(TBW)，并通过fNIRS技术证实训练效果与左侧颞中回(MTG)等脑区激活模式相关，为听力障碍患者的康复干预提供了新靶点。

　　

在嘈杂环境中理解言语是人类日常交流的重大挑战。当背景噪声掩盖语音信号时，人们往往会依赖说话者的唇部运动等视觉线索来辅助理解。这种听觉与视觉信息的整合依赖于大脑对多感官时间同步性的精确处理——只有当两种感官输入在特定时间窗内发生时，大脑才能将其绑定为统一事件。这个关键时间窗被称为时间绑定窗口(Temporal Binding Window, TBW)，其宽度直接影响多感官整合的效率。然而，听力受损人群常表现出TBW异常增宽，导致视听信息整合障碍。如何通过训练改善TBW成为听觉康复领域的重要课题。

Vanderbilt大学医学院Ansley J.Kunnath领衔的研究团队在《Scientific Reports》发表了一项开创性研究。该团队设计了三日随机对照试验，30名健康成人被分为训练组和对照组。训练组通过自适应同步性判断(Simultaneity Judgment, SJ)任务进行训练，使用视听音节刺激("ba")在不同刺激起始异步性(Stimulus Onset Asynchrony, SOA)下判断同步性，并接受实时反馈。对照组仅完成测试。研究采用功能性近红外光谱(functional near-infrared spectroscopy, fNIRS)监测训练前后大脑皮层激活变化，结合噪声环境下的词语识别测试评估行为学改善。

关键技术方法包括：1)采用自适应SJ训练范式，根据个体每日测试结果动态调整SOA难度；2)使用fNIRS系统(84通道)记录视听言语任务中氧合血红蛋白(HbO)等指标；3)通过词语识别测试评估-10dB HL信噪比下的言语理解力；4)采用混合效应模型分析TBW变化与行为学改善的关联。

多感官同步性判断训练改善时间敏感性
训练组TBW从403ms显著缩小至345ms(p=0.030)，反应时减少112ms(p=0.019)，而对照组TBW无显著变化。混合模型显示训练组存在显著的"组×时间"交互效应(β=-61.12,p<0.001)，证实SJ训练能有效提升多感官时间敏感性。

多感官训练对噪声中言语理解的异质性影响
虽然组间比较未达显著差异，但53.3%训练者表现出听觉词语识别改善。值得注意的是，个体分析发现TBW每缩小23ms可带来10%的听觉识别提升(R²=0.291,p=0.038)，揭示训练效果存在显著个体差异。

时间绑定窗口缩小与言语理解改善相关
线性回归显示，基线TBW较大者训练后缩小更显著(R²=0.362,p=0.018)。更重要的是，TBW缩小程度与听觉词语识别改善呈正相关(β=-2.261)，证实时间敏感性提升可直接转化为言语理解获益。

个体训练反应差异的神经相关性
fNIRS发现三个关键脑区：1)左侧颞中回(Middle Temporal Gyrus, MTG)基线HbDiff(氧合-脱氧血红蛋白差值)较低者训练后言语识别改善更显著(R²=0.866,p=0.006)；2)左侧角回与颞上回(Superior Temporal Gyrus, STG)类似关联(R²=0.852)；3)视觉皮层活动增强与视听词语识别改善相关(R²=0.746,p=0.036)。

这项研究首次建立SJ训练-TBW缩小-言语理解改善的完整证据链，并揭示MTG等脑区活动的关键调控作用。特别重要的是，发现基线多感官皮层活动低下者训练获益更大，这为个性化康复提供了生物标志物。尽管存在训练周期短、样本量有限等局限，但研究证实fNIRS可作为听力辅助设备兼容的神经监测工具。未来研究可拓展至临床人群，探索多感官训练对听力障碍患者的长期效益。该成果为开发基于神经可塑性的新型听觉康复方案奠定了重要基础。