"听觉预期如何削弱鸡尾酒会效应中的语音追踪:基于EEG的P2阶段神经机制解析"

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:Cortex 3.3

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  研究人员通过EEG-TRF技术探究先验经验对多说话者场景中语音选择的影响,发现精确预知的语音目标会抑制P2阶段(220-320 ms)的皮层追踪响应,但保留注意增益。该研究揭示听觉系统通过预测误差优化噪声环境下的语音解析,为认知神经科学提供新证据。

  

论文解读:

在喧嚣的咖啡厅里,人类大脑却能神奇地锁定特定对话——这一现象被称为"鸡尾酒会效应"。尽管已知注意力能增强目标语音的神经表征,但先验经验如何调节这一过程仍是未解之谜。乌拉圭共和国大学心理学系的研究团队通过系列脑电实验发现,当听众对语音内容有精确预期时,大脑会减少对目标语音的冗余编码,这一发现发表于《Cortex》,为理解预测编码在复杂听觉场景中的作用提供了关键证据。

研究采用时间响应函数(TRF)分析单试次脑电(EEG)数据,通过三个实验系统比较了完全重复(实验1)、嗓音特征(实验2a)和语义内容(实验2b)三种先验条件对双说话者场景中语音追踪的影响。74名受试者在"预听-正式听"范式下完成语音理解任务,研究者量化了皮层对语音包络起始时间标志的锁定响应。

实验1:完全重复的抑制效应
当目标语音与预听材料完全相同时,P2成分(220-320 ms)的TRF振幅显著降低,但注意增益仍保持。这表明精确预期通过减少对目标语音时间边缘线索的预测误差编码,优化了神经资源分配。

实验2a/b:部分预期的局限性
仅预知说话者嗓音(实验2a)或语义内容(实验2b)时,未观察到P2抑制效应,说明预测误差调节需要精确的感官匹配。值得注意的是,N1成分(约100 ms)的注意增益在所有条件下均稳定存在。

探索性发现
P2振幅降低程度与受试者的词语报告准确率正相关,暗示该成分可能编码目标语音特有的时间预测误差信号。

讨论指出,该发现支持"预测性编码"理论框架——在P2这一晚期处理阶段,听觉系统通过比较预期与实际输入来构建噪声不变的语音表征。这种机制不同于早期(N1)的注意选择,而是反映了更高阶的感知推断过程。研究首次证明先验经验会特异性调节而非增强目标语音的神经追踪,为临床听力障碍干预提供了新靶点。

结论强调,多说话者环境中,大脑通过动态平衡注意增益与预期驱动抑制来实现稳健的语音解析。P2阶段作为关键节点,可能标志着听觉系统对时间结构确定性的终极检验,这对发展助听设备和神经可塑性训练具有重要启示。

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