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本推荐聚焦自我生成动作对多感觉整合(MSI)的影响。研究通过 "说话 - 倾听" 范式,对比主动与被动条件下的时间结合窗(TBW),发现主动条件 TBW 更窄,表明自我生成动作可提升 MSI 精度,为理解感知与动作的交互机制提供新视角。
在感知世界的过程中,人类大脑时刻面临着整合多通道感觉信息的挑战。视觉、听觉等不同模态的信号如何被精准匹配,进而构建出统一的感知体验,一直是认知神经科学领域的核心问题之一。尤其当感觉信号源自自身动作时,大脑是否会采用特殊的处理机制?以往研究表明,自我生成的单感觉刺激(如自己说话的声音)会因推论放电(corollary discharge)机制产生感知抑制,但在多感觉整合(multisensory integration, MSI)层面,这种自我动作的影响却鲜有系统性研究。多数相关实验依赖抽象刺激(如闪光、蜂鸣声),缺乏与日常行为紧密关联的自然刺激场景,导致研究结论的生态效度受限。
为填补这一研究空白,希腊雅典大学心理健康神经科学与精准医学研究所(University Mental Health Neurosciences and Precision Medicine Research Institute "COSTAS STEFANIS")联合潘泰翁大学社会政治科学学院多感觉与时间处理实验室(MultiTimeLab)等机构的研究团队,开展了一项针对言语情境下自我生成动作与 MSI 关系的研究。该研究成果发表于《Experimental Brain Research》,通过创新的实验范式,揭示了主动言语生成对视听整合精度的调制作用,为理解感知 - 动作交互的神经机制提供了关键证据。
研究采用 "说话 - 倾听" 双条件范式,核心技术方法包括:①同步记录与操控视听刺激的时间 onset 异步(stimulus onset asynchrony, SOA),通过 vMix 软件和 E-prime 编程实现刺激呈现与反应采集;②利用心理物理 sigmoid 函数拟合感知同步率,计算时间结合窗(temporal binding window, TBW)宽度,量化 MSI 精度;③设置主动条件("说话":实时观看自己说话视频并聆听语音回声)与被动条件("倾听":观看 / 聆听预录的相同言语视频),对比分析不同条件下的 TBW 差异;④通过重复测量方差分析(ANOVA)和配对 t 检验,验证条件间效应的统计学显著性。实验招募 18 名健康参与者(9 男 9 女),排除神经系统疾病史及影响中枢功能的药物使用,确保样本同质性。
研究结果
主动条件下 TBW 显著收窄
通过对 17 名有效参与者的数据拟合发现,主动条件的总 TBW 宽度(360.24 ms)较被动条件(481.53 ms)显著减小(p<0.001, ηp2=0.652)。进一步分析表明,这一差异主要来源于视觉 - 听觉(VA)方向的 TBW 收窄(主动 119.53 ms vs. 被动 222.41 ms, p<0.001, d=1.466),而听觉 - 视觉(AV)方向无显著差异(p=0.409)。这提示自我生成动作对 MSI 的调制具有方向特异性,可能与言语产生时的运动 - 感觉预测偏侧化有关。
感知同步率与反应信心的条件差异
被动条件下参与者判断 "视听同步" 的比例更高(尤其在 VA 方向),但主动条件的 TBW 曲线峰值(反映判断信心)显著低于被动条件(p<0.001, d=1.426)。这一 "精度 - 信心分离" 现象可能源于主动条件中任务复杂度的增加 —— 参与者需同时执行言语生成与同步判断,导致注意力资源分配的竞争。
时序效应与实验顺序的稳健性
主动条件的 TBW 呈现听觉偏移(AV 方向宽度大于 VA),而被动条件呈对称分布(p=0.002 vs. p=0.175)。在 6 名反向顺序(先被动后主动)的参与者中,结果模式完全一致,排除了顺序效应的干扰。额外设置的 "双听觉刺激" 被动对照组显示,主动条件的 TBW 收窄无法归因于听觉分心,进一步支持自我生成动作的特异性调制作用。
结论与讨论
本研究首次在自然言语情境中证实,自我生成动作通过推论放电机制提升 MSI 精度,表现为 TBW 的显著收窄。这一效应可能源于运动皮层向感觉区域传递的动作预测信号(如 Broca 区至听觉皮层的传出拷贝),使视听信号的时间匹配更精准。与以往按钮按压等抽象动作研究不同,言语作为高度熟练的自然行为,其运动 - 感觉关联已通过长期经验固化,为预测性编码提供了更强的神经基础。
研究结果整合了单感觉抑制与多感觉整合的理论框架,提示推论放电不仅参与自我 - 非我区分,更在跨模态整合层面发挥主动调制作用。这对理解自闭症等社交沟通障碍中 MSI 异常具有潜在启示 —— 若自我动作相关的预测机制受损,可能导致视听整合精度下降,进而影响言语感知与社会互动。未来研究可结合 EEG 等神经影像技术,进一步解析主动 MSI 的时空神经动力学,为构建感知 - 动作交互的计算模型提供跨尺度证据。