注意力指令调控语音听觉反馈控制的神经振荡机制研究

本研究针对注意力指令如何影响语音听觉反馈控制这一关键问题，通过结合行为学与脑电图(EEG)技术，揭示了高β频段(20–30 Hz)神经振荡活动在注意力调控下的特异性减弱现象。研究发现，接受注意力指令的受试者表现出更小的语音补偿峰值幅度，同时其高β频段神经活动显著去同步化，表明注意力指令通过增强音频-发声整合优化了语音运动控制机制。该成果为临床言语障碍的靶向治疗提供了新思路。

　　

语音是人类最复杂的运动行为之一，需要精确整合发声动作与听觉反馈。尽管已有研究揭示了感觉运动整合在语音产生中的核心作用，但高级认知功能如注意力如何影响这一过程仍存在知识空白。这正是南卡罗来纳大学研究团队在《Neuropsychologia》发表的最新研究要解决的关键问题。

传统观点认为，听觉反馈扰动会触发自动补偿反应，但最新证据表明这些反应可能受到认知调控。该研究创新性地采用注意力指令范式，结合200毫秒音高扰动刺激(±100音分)和同步EEG记录，首次揭示了注意力对语音反馈控制的神经振荡机制特异性影响。

研究团队招募43名健康老年人，分为注意力指令组(需按键报告音高变化)和无指令组。通过分析语音补偿行为和EEG时间频率特征，发现三个突破性现象：首先，注意力指令组表现出更小的语音补偿峰值幅度(150-400ms)，但反弹期(500-1000ms)无差异；其次，高β频段(20–30 Hz)神经活动出现显著去同步化；最后，γ频段(30–80 Hz)功率与补偿幅度正相关，而α/β频段功率与任务准确率相关。这些发现构建了"注意力-神经振荡-行为补偿"的完整调控链条。

关键技术包括：1)实时音高扰动系统(Eventide Eclipse Harmonizer)；2)64导EEG记录与独立成分分析(ICA)去噪；3)复杂Morlet小波变换分析θ(4–7 Hz)、α(8–12 Hz)、β(13–30 Hz)和γ(30–80 Hz)频段功率；4)基于ROI的时频特征提取。

【语音补偿行为】
注意力指令组在300-450ms窗口的补偿幅度显著小于无指令组(t=-3.925,p=0.0005)，但两组在500-1000ms无差异。这表明注意力选择性影响早期自动补偿阶段，支持"干扰假说"——有意识监测会干扰自动运动调整。

【神经振荡特征】
高β频段(20–30 Hz)功率在注意力指令组显著降低(t=-2.839,p=0.0077)，这种去同步化反映运动皮层抑制解除，与增强的误差检测能力一致。虽然θ和α频段也显示降低趋势，但经FDR校正后不显著。

【行为-神经关联】
γ频段功率与补偿幅度正相关(t=2.1,p=0.0421)，证实其在感觉运动整合中的作用；而α/β频段功率与按键准确率正相关，揭示其与注意力加工的专一联系。这种双分离现象表明：γ活动驱动实际补偿，而低频活动支持注意监测。

该研究通过神经振荡视角，为DIVA模型补充了注意力调控维度。高β去同步化可能反映预测误差信号增强，促使系统更有效区分内外源扰动。这对临床有重要启示：针对失语症等患者，注意力训练可能通过调节β振荡来改善语音控制。研究还提出了"补偿增益动态调制"模型——注意力增强误差检测灵敏度，使系统能下调对外源扰动的过度补偿。

这些发现突破了传统语音控制模型的局限，首次建立了注意力指令-神经振荡-行为补偿的三级调控框架。未来研究可探索：1)不同频段振荡的脑区特异性；2)临床人群的异常振荡模式；3)实时神经反馈训练的干预潜力。该成果为发展精准化言语康复策略提供了重要理论基础。