听觉言语幻觉(AVHS)或听到临床和非临床人群中的声音,但它们的机制尚不清楚。精神病的预测处理模型提出,幻觉是由于感知中先前的预期过度加权而产生的。然而,这是未知的,这是否反映了(i)对先验知识的明确调制的敏感性,还是(ii)在模棱两可的环境中自发使用此类知识的先前趋势。进行了四个实验,以检查健康参与者听歧义语音刺激的问题。在实验1a(n = 60)和1B(n = 60)中,参与者在暴露于原始语言模板之前和之后区分了可理解且难以理解的正弦波语音(即对期望的调制)。在自上而下的调制和两种常见的幻觉 - 主持性衡量之间没有观察到任何关系。实验2(n = 99)用不同的刺激(SVOCODEC)证实了这种模式,该模式旨在最大程度地减少歧视中的上限效应,并更加紧密地模拟先前在精神病中报道的自上而下效应。在实验3(n = 134)中,参与者在没有先验的语音的情况下暴露于SVS(即天真的听力)。avh-proneness显着预测了SVS中隐藏的单词的言语预测和成功的回忆,这表明参与者实际上可以自发地解码隐藏的信号。总的来说,这些发现支持了一种先前存在的趋势,即自发地利用容易患AVH的健康人的先验知识,而不是对期望临时调制的敏感性。我们提出了一种跨听觉和视觉方式的临床和非临床幻觉模型,并为未来的研究提供了可测试的预测。
行为9-11并研究/实现脑机接口。12-14 fNIRS仪器特别适用于表征与听觉系统相关的功能性血流动力学变化。使用临床成像方式(例如X射线计算机断层扫描或磁共振成像)通常很难测量响应听觉皮层激活的大脑活动,因为仪器声音会增加背景噪音,这可能会破坏向受试者呈现的听觉刺激,从而严重影响实验结果。部分由于这些优势,最近的几项研究7、15-17已经使用商用 fNIRS 仪器来表征人类听觉皮层的功能刺激。例如,Chen 等人7 测量了听觉皮层对 440 和 554 Hz 纯音以及 1000 Hz 调频或颤音的血流动力学反应。 Hong 和 Santosa 16 进行了类似的实验,研究“自然”声音刺激(如英语和非英语单词、恼人的声音和自然声音)的血流动力学反应。Issa 等人 18 测量了在呈现 750 和 8000 Hz 的纯音刺激以及宽带噪声时听觉皮层的血流动力学变化。这些实验的主要目标是测量或成像听觉皮层内脑组织氧合的局部变化 - 这可以被认为是 fNIRS 实验的基本问题。人类的初级听觉皮层跨度约为 1650 mm3,位于颞叶的 Heschl 回内,并沿多个功能维度组织,其中最突出的是音调定位。19、20 因此,我们预计纯音刺激将激活听觉皮层的更局部区域,而宽带噪声将激活更广泛的区域。 19、21、22
使用了不同可能的回归器的子集:(1)从初始条件来看; (2)扩展上下文条件(见图1)。为了探索整个组的条件和上下文分析的主要影响,我们采用了voxel-type I误差阈值的α= 0.03,并使用群集范围方法来校正多个比较[23]。超过校正的集群I型误差阈值α= 0.006(k> 1055素体,在空间范围内等效到15个原始未恢复的体素)进行进一步分析,以确定类别特异性主要效应的方向性并测试相互作用。鉴于群集范围方法不如假发现率(FDR)或家庭明智误差(FWE)那么严格,因此我们选择了α= 0.03。使用这些1055素素二级随机
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尽管越来越多的证据表明年龄较大的儿童和青少年的听觉感知尚未成熟(Buss 等人,1999 年;Hartley 等人,2000 年;Johnson,2000 年;Wightman 和 Kistler,2005 年;Bishop 和 Dawes,2008 年;Lutfi 等人,2010 年;Wightman 等人,2010 年;Banai 等人,2011 年;Ross 等人,2011 年;Buss 等人,2017 年;Huyck 和 Wright,2017 年;Huyck,2018 年;Huyck 和 Rosen,2018 年),但大多数发展研究仅评估 9 至 12 岁的儿童,并未涵盖从青春期早期到成年的整个年龄范围。因此,人们对听力和聆听能力长期成熟的过程知之甚少。通常,当年龄较大的儿童或青少年在感知任务上的表现比成年人更差时,人们会争论这种差异是由于感官因素还是“非感官”因素造成的(Bishop 和 Dawes,2008 年;Wightman 等人,2010b 年;Halliday 等人,2012 年;Huyck 和 Wright,2013 年、2017 年)。该研究将使用心理和生理测量相结合的方式,评估频谱和时间(感官)编码以及各种认知(“非感官”子集)功能对青少年时期未成熟的听觉感知的相对贡献。
目的。研究表明,在听觉脑机接口 (BCI) 中使用自然声音可以改善分类结果和可用性。一些听觉 BCI 基于流分离,其中受试者必须关注一个音频流而忽略其他音频流;这些流包括某种需要检测的刺激。在这项工作中,我们专注于事件相关电位 (ERP),并研究为每个音频流提供可理解的内容是否有助于用户更好地集中注意力于所需的流,从而更好地关注目标刺激并忽略非目标刺激。方法。除了控制条件外,还使用两个同时和空间化的音频流测试了基于选择性注意和鸡尾酒会效应的两种实验条件:i) 条件 A2 包括听觉刺激(单音节)在由每个流的自然语音组成的背景上的重叠,ii) 在条件 A3 下,使用对每种语音的自然流的短暂改变作为刺激。主要结果。这两个实验方案在校准部分的交叉验证分析和在线测试中都改进了控制条件(单个单词作为刺激,没有语音背景)的结果。ERP 反应的分析也表明,与控制条件相比,这两个方案具有更好的可辨别性。主观问卷的结果支持第一个实验条件具有更好的可用性。意义。使用自然语音作为背景可改善基于 ERP 的听觉 BCI 中的流分离(在性能指标、ERP 波形和主观问卷中的偏好参数中具有显著的结果)。基于 ERP 的流分离领域的未来工作应该研究将自然语音与容易感知但不分散注意力的刺激相结合使用。
摘要 - 目的:当前听力设备中的降噪算法缺乏有关使用多个源时用户参与的声源的信息。为了解决此问题,可以将它们与听觉注意解码(AAD)算法相辅相成,该算法使用电解形成术(EEG)传感器解释了注意力。最新的AAD算法采用了刺激重建方法,其中,从EEG重建了所在源的信封,并与单个来源的信封相关。这种方法在短信号段上的性能很差,而较长的段则在用户切换注意力时会产生不切实际的检测延迟。方法:我们建议使用纤维库公共空间模式滤波器(FB-CSP)作为替代AAD范式来解码注意力的方向焦点,该范式不需要访问干净的源信封。结果:所提出的FB-CSP方法在短信号段上的刺激重建方法以及在同一任务上的卷积神经网络方法都优于刺激重建方法。我们达到了很高的精度(1秒钟的窗口为80%,准瞬时决策为70%),这是足以达到低于4 s的最小预期开关持续时间的能力。我们还证明,解码器可以适应来自看不见的主题的未标记数据,并且仅与位于耳朵周围的EEG通道的一部分一起工作,以模仿可穿戴的EEG设置。结论:提出的FB-CSP方法提供了对听觉注意力的方向焦点的快速准确解码。明显的能力:非常短的数据段上的高精度是迈向实用神经传导的听力设备的重要一步。
摘要 与狗和猫不同,人类在将注意力集中在新颖、突出或与任务相关的刺激上时不会将耳朵指向前方。然而,人类可能保留了退化的耳廓定向系统,该系统作为大脑中的“神经化石”存在了大约 2500 万年。与这一假设一致,我们证明了听觉注意力的方向反映在退化耳廓运动系统内肌肉的持续电活动中。表面肌电图 (EMG) 取自移动耳廓或改变其形状的肌肉。为了评估反射性、刺激驱动的注意力,我们在四个不同的侧面位置呈现来自扬声器的新声音,同时参与者默默阅读他们面前的无聊文本。为了测试自愿的、目标导向的注意力,我们指示参与者听其中一个扬声器发出的短篇故事,同时忽略另一侧相应扬声器发出的竞争故事。在这两个实验中,EMG 记录都显示,在关注刺激的一侧的耳朵上活动较大,但模式略有不同。向上运动(竖起)仅在自愿定向时根据侧向注意力焦点而有所不同;耳廓上侧边缘向后折叠仅在反射定向时表现出这种差异。人类存在耳廓定向系统,并且可以通过实验获得,这为基础科学和应用科学提供了机会。
摘要 — 目标:当存在多个声源时,当前听力假体中的降噪算法缺乏有关用户关注的声源的信息。为了解决这个问题,可以将它们与听觉注意力解码 (AAD) 算法相结合,该算法使用脑电图 (EEG) 传感器直接从大脑解码注意力。最先进的 AAD 算法采用刺激重建方法,其中关注源的包络从 EEG 重建并与各个源的包络相关联。然而,这种方法在短信号段上表现不佳,而较长的片段在用户切换注意力时会产生不切实际的长检测延迟。方法:我们提出使用滤波器组通用空间模式滤波器 (FB-CSP) 解码注意力的方向焦点作为替代 AAD 范式,它不需要访问干净的源包络。结果:提出的 FB-CSP 方法在同一任务上优于传统刺激重建方法以及卷积神经网络方法。我们实现了高精度(1 秒窗口为 80%,准瞬时决策为 70%),足以实现低于 4 秒的最小预期切换持续时间。我们还证明该方法可用于未见受试者的未标记数据,并且仅使用位于耳朵周围的部分 EEG 通道来模拟可穿戴 EEG 设置。结论:提出的 FB-CSP 方法可以快速准确地解码听觉注意力的方向焦点。意义:在非常短的数据段上实现高精度是朝着实用神经引导听力假体迈出的重要一步。
a 麻省理工学院脑与认知科学系和麦戈文脑研究所,美国马萨诸塞州剑桥 02139 b 哈佛医学院耳鼻咽喉头颈外科系,美国马萨诸塞州波士顿 02115 c 马萨诸塞大学波士顿分校,美国马萨诸塞州波士顿 02215 d 哈佛医学院,美国马萨诸塞州波士顿 02115 e 波士顿 VA 医疗保健系统,美国马萨诸塞州波士顿 02130 f 贝斯以色列女执事医疗中心,美国马萨诸塞州波士顿 02215 g 精神病学神经影像实验室,布莱根妇女医院和哈佛医学院精神病学系,美国马萨诸塞州波士顿 h 东北大学,美国马萨诸塞州波士顿 02139 i 渥太华大学皇家精神健康研究所心智、脑成像和神经伦理研究部,加拿大安大略省渥太华 j 雷伊胡安医学图像分析实验室(LAIMBIO)西班牙马德里卡洛斯大学