摘要:中央听觉系统的开发,包括听觉皮层和处理声音所涉及的其他领域,是由遗传和环境因素塑造的,使婴儿能够学习如何说话。在解释人类听证会之前,提供了听觉功能障碍的简短概述。环境因素(例如接触声音和语言)可能会影响听觉系统声音处理的开发和功能,包括辨别语音感知,唱歌和语言处理。婴儿可以在出生前听到,声音暴露会雕刻其发展中的听觉系统结构和功能。让婴儿唱歌和说话可以支持他们的听觉和语言发展。在衰老的人类中,海马和听觉核中心受阿尔茨海默氏病等神经退行性疾病的影响,导致记忆和听觉处理困难。随着疾病的发展,会发生明显的听觉核中心损害,导致处理听觉信息的问题。总而言之,记忆和听觉处理的困难显着影响人们交流和与社会本质互动的能力。
声音处理的年代和横向化对大脑中听觉刺激的处理的理解显着贡献。There is ample evidence that the temporal hierarchy and the interactions between the right- and left-sided auditory pathways significantly determine the circuits between the peripheral to the cortical level ( Tervaniemi and Hugdahl , 2003 ; Eggermont and Moore , 2012 ), pointing out that the left hemisphere is specialized for temporal processing, whereas the right hemisphere subserves processes domiciled in空间/光谱域(Zatorre和Belin,2001; Poeppel,2003; Boemio等人,2005年; Schönwiesner等。,2005年)。人类听觉皮层被细分为具有多个互连的三个主要部分:核心(主要的听觉皮层),皮带(次级听觉皮层)和正确分子区域(Hackett等人(Hackett等),1998; Rauschecker和Scott,2009年),它们从皮质下边缘投影获得皮质输入(Kraus and Nicol,2005; Wong等人。,2007年; Kraus和Chandrasekaran,2010年; Kraus and Anderson,2014年; Kraus等。,2017年)和来自较高认知水平和触发连接的自上而下的预测(Zatorre等人,2007年; Rauschecker和Scott,2009年)。音乐大脑是显示听觉处理的神经可塑性的绝佳模型(Münte等人,2002年; Wan and Schlaug,2010年)。积极的音乐制作涉及众多对感知,认知,行为和大脑活动的神经过程(Hyde等人。,2009年; Moreno等。,2009年; Skoe等。,2015年; Slater等。,2015年; Habibi等。,2018年至青春期(Tierney等人。,2015年)和成年(Pantev等人,1998; Herdener等。,2010年; Benner等。,2017年;詹姆斯等人。,2020)。此外,在了解神经处理与音乐专业知识(指音乐能力和音乐训练)和杰出的听觉技能方面的关系方面获得了宝贵的见解(Zatorre等人。,2007年; Kraus和Chandrasekaran,2010年; Zatorre and Salimpoor,2013年; Kraus and Anderson,2014年; Wengenroth等。,2014年)。发现,在听觉皮层中心的Heschl Gyri(HG)平均比非音乐家的灰质平均多130%(Schneider等人。,2002)。音乐家还具有扩大的听觉诱发响应模式(Schneider等人,2005年; Benner等。,2017年)。可以通过磁脑摄影(MEG)定位于第一HG的中心部分,包括早期中等潜在的P30和随后发生的P50响应模式,发生在刺激后,刺激性30和50 ms。听觉带和偏对区域的随后的次级N1和第三纪P2响应更多地源于第一hg的周围带区域(Schneider等人,2005年)。晚期听觉诱发领域的P1-N1-P2复合物通常与基本声音感知,注意因素,特征识别和
摘要 目的:本文研究了一种耳周脑电图系统,作为传统头皮脑电图系统的替代方法,用于对听觉刺激引起的唤醒-效价域中的人类情感状态进行分类。方法:在情感状态分类任务的有效性方面,将从耳朵周围记录的脑电图与根据国际 10-20 系统收集的脑电图进行比较。本研究设计了一种具有八个干脑电图通道的可穿戴设备用于耳部脑电图采集。21 名受试者参加了一项为期三天、共六次的实验,使用耳朵和头皮脑电图采集方法。实验任务包括聆听听觉刺激并自我报告对所述刺激引起的情绪。各种特征与不对称方法结合使用,以评估使用耳朵脑电图信号与头皮脑电图相比的唤醒和效价状态的二元分类性能。主要结果。在受试者相关环境中,使用耳部脑电图信号训练多层极限学习机后,我们实现了唤醒 67.09% ± 6.14 的平均准确度和效价 66.61% ± 6.14 的平均准确度,而头皮脑电图方法实现了唤醒 68.59% ± 6.26 的平均准确度和效价 67.10% ± 4.99 的平均准确度。在受试者无关的环境中,耳部脑电图方法实现了唤醒 63.74% ± 3.84 的准确度和效价 64.32% ± 6.38 的准确度,而头皮脑电图方法实现了唤醒 64.67% ± 6.91 的准确度和效价 64.86% ± 5.95 的准确度。最佳结果表明,耳部脑电图和头皮脑电图信号在情感状态分类方面没有显著差异。意义重大。据我们所知,本文是第一篇探索耳部脑电图信号在情绪监测中的应用的论文。我们的研究结果证明了耳部脑电图系统在开发情绪监测装置方面的潜在用途,与传统的头皮脑电图装置相比,这种装置更适合用于日常情感生活日志系统。
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。
由于涉及来自不同模式的刺激,且可能存在不同的有效机制(例如疼痛刺激与金钱奖励),因此对食欲和厌恶条件作用背后的生理机制进行比较通常具有挑战性。嗅觉系统为研究人类的这两种条件作用提供了一个独特的机会,因为等强度的气味可以作为相当愉快和不愉快的刺激。为了研究食欲和厌恶学习过程中的生理和行为反应,我们在受试者内设计中使用气味作为非条件刺激 (US),测量各种条件生理反应,包括皮肤电导、心率、脉搏波幅度、呼吸、恐惧增强惊吓、耳后反射、面部肌电图以及事件相关电位和来自脑电图的听觉稳态反应 (ASSR)。我们对总共 95 名参与者进行了四项实验,呈现三种中性声音,搭配愉快的气味、难闻的气味或无味的空气。第一个实验涉及未经指导的参与者和频率调制条件刺激 (CS),用于 ASSR 分析。在第二个实验中,我们省略了频率调制和惊吓探针。第三个实验包括对 CS-US 偶发性的实验前指导,而第四个实验与其他三个实验相比采用了延迟条件范式。我们的结果表明,CS+ 和 CS- 之间的差异仅在实验 3 中的恐惧增强惊吓反应中。未发现其他影响。在多个外周和神经生理测量中观察到的学习效果极小或缺失,可能归因于嗅觉通路的丘脑外性质以及随后与听觉刺激形成关联的困难。
[1] 马克斯普朗克人类认知与脑科学研究所神经病学系,莱比锡 04103,德国 [2] 柏林夏里特医学院伯恩斯坦计算神经科学中心,柏林 10117,德国 [3] 罗氏制药研究与早期开发、神经科学与罕见疾病,罗氏巴塞尔创新中心,F.霍夫曼-罗氏有限公司,巴塞尔,4070,瑞士 [4] 莱比锡大学 LIFE – 文明疾病研究中心,莱比锡,04109,德国 [5] IU 国际应用技术大学心理学系,埃尔福特,53604,德国 [6] 莱比锡大学医学中心精神病学和心理治疗系,莱比锡,04103,德国 [7] 精神病学、心身医学和心理治疗,法兰克福歌德大学,法兰克福,60323,德国 [8] 医学信息学,统计学和流行病学研究所(IMISE),莱比锡大学,莱比锡,04109,德国 [9] 认知神经病学系,莱比锡大学医院,莱比锡,04103,德国 [10] 神经物理学组,神经病学系,夏里特 - 柏林大学医学院,柏林,10117,德国
一些患有阅读障碍的孩子表现出预阅读的听觉和语音处理困难。此外,左听觉皮层结构可能与家庭阅读障碍的风险有关,而不是阅读结果。但是,尚不清楚听觉和语音处理和听觉皮层结构在多大程度上介导家庭风险与阅读之间的关系。在当前的纵向研究中,我们研究了家庭风险(使用父母阅读问卷测量)和预测三年级单词阅读中的听觉措施的作用。我们测量了162名读者的听觉和语音处理,家庭风险有所不同。在其中129个,我们还获得了结构磁共振成像(MRI)。我们量化了双边颞叶(TTG(S))的表面积和重复模式,以及双侧平面颞叶(PT)的表面积。我们发现了预读的听觉和语音处理,左FIRST TTG的表面积和双侧PT以及左TTG重复模式的影响对以后阅读。这些度量上的较高的预读值可以预测更好的单词读数。尽管我们还发现了一些证据表明家庭风险对听觉和语音处理的影响,但后者的措施并未介导家庭风险和随后的阅读之间的牢固关系。我们的研究表明了预读听觉和语音处理以及听觉皮层解剖学的重要性,以便以后阅读。对阅读开发过程中这种相互关系的更好理解将有助于早期诊断和干预,考虑到一般人群中家庭风险的连续性,这一点尤其重要。
[1] 马克斯普朗克人类认知与脑科学研究所神经病学系,莱比锡 04103,德国 [2] 柏林夏里特医学院伯恩斯坦计算神经科学中心,柏林 10117,德国 [3] 罗氏制药研究与早期开发、神经科学与罕见疾病,罗氏巴塞尔创新中心,F.霍夫曼-罗氏有限公司,巴塞尔,4070,瑞士 [4] 莱比锡大学 LIFE – 莱比锡文明疾病研究中心,莱比锡,04109,德国 [5] IU 国际应用技术大学心理学系,埃尔福特,53604,德国 [6] 莱比锡大学医学中心精神病学和心理治疗系,莱比锡,04103,德国 [7] 精神病学、心身医学和心理治疗,法兰克福歌德大学,法兰克福,60323,德国 [8] 医学信息学,统计学和流行病学研究所(IMISE),莱比锡大学,莱比锡,04109,德国 [9] 认知神经病学系,莱比锡大学医院,莱比锡,04103,德国 [10] 神经物理学组,神经病学系,夏里特 - 柏林大学医学院,柏林,10117,德国
摘要 神经系统因其对意外感觉输入的强烈反应而臭名昭著,但这种现象的生物物理和解剖学基础仅被部分理解。在这里,我们利用生物详细模型的新皮层微电路的计算机实验来研究听觉皮层中的刺激特异性适应 (SSA),即神经元反应对重复(“预期”)音调有显著的适应性,但对罕见(“意外”)音调则无适应性。通过刺激投射到微电路的音调定位映射的丘脑皮层传入神经来模拟 SSA 实验;这些传入神经的活动是根据我们对单个丘脑神经元的体内记录建模的。建模的微电路自然地表达了许多实验观察到的 SSA 特性,表明 SSA 是新皮层微电路的一般特性。通过系统地调节电路参数,我们发现 SSA 的关键特征取决于突触抑制、尖峰频率适应和循环网络连接的协同作用。探索了这些机制在塑造 SSA 中的相对贡献,解释了与 SSA 相关的其他实验结果,并提出了进一步研究 SSA 的新实验。简介初级听觉皮层 A1 中的神经元表现出一种称为刺激的现象
au:PleaseconfirmthatalleadinglevelsarerepressedCorrected:音乐是人类体验的核心,但是音乐表现为基础的精确神经动力学仍然未知。我们分析了29例听取Pink Floyd歌曲并采用先前在语音域中使用的刺激重建方法的患者的颅内脑电图(IEEG)数据集。我们成功地从直接神经记录中重新构造了可识别的歌曲,并量化了不同因素对解码精度的影响。结合了编码和解码分析,我们发现了音乐感知的右半球优势,其主要作用是高级临时回旋(STG)的主要作用,证明了一个新的STG子区域调用了音乐节奏,并定义了一个前及Posterior STG组织,表现出了持续的音乐响应,并表现出对音乐元素的持续反应。我们的发现表明,在单个患者中获取的短数据集上应用预测建模的可行性,为将音乐元素添加到大脑 - 计算机界面(BCI)应用程序铺平了道路。