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。
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人类听众有能力在多人说话的环境中将注意力集中到单个说话者身上。选择性注意的神经关联可以从一次脑电图 (EEG) 数据试验中解码出来。在本研究中,利用源重建和解剖解析的 EEG 数据作为输入,我们试图将 CNN 用作可解释的模型来揭示大脑区域之间特定于任务的交互,而不是简单地将其用作黑匣子解码器。为此,我们的 CNN 模型专门设计用于从五秒输入中学习 10 个皮质区域的成对交互表示。通过专门利用这些特征进行解码,我们的模型能够达到参与者内分类的 77.56% 和参与者间分类的 65.14% 的中位准确率。通过消融分析以及剖析模型特征和应用聚类分析,我们能够辨别出以 alpha 波段为主导的半球间相互作用,以及以 alpha 和 beta 波段为主导的相互作用,这些相互作用要么是半球特有的,要么以左右半球之间的对比模式为特征。对于参与者内部解码,这些相互作用在顶叶和中央区域更为明显,但对于跨参与者解码,这些相互作用在顶叶、中央和部分额叶区域更为明显。这些发现表明,我们的 CNN 模型可以有效利用已知在听觉注意力任务中很重要的特征,并表明将领域知识启发的 CNN 应用于源重建的 EEG 数据可以为研究与任务相关的大脑相互作用提供一个新颖的计算框架。
推荐引用 推荐引用 Corcoran, James P.. “比较腹腔镜检查期间视觉和听觉次要任务之间的心理负荷影响”(2019 年)。理学硕士 (MS),论文,心理学,Old Dominion University,DOI:10.25777/kv21-7v83 https://digitalcommons.odu.edu/psychology_etds/230
歌曲在人脑中如何处理?在歌曲中,音乐和歌词在音乐语言的协同作用中紧密绑定,以传达含义和情感,而不是语言内容,从而提出了有关如何代表两个组成部分并将其整合到有凝聚力的感知整体中的问题。先前的研究指出了对音乐,语音和歌曲敏感的人类皮质的领域,它们既可以找到共享和专业网站。然而,听歌曲时的音乐和歌词处理之间的互动仍然很糟糕。为了解决这个问题,我们探究了具有脑电图的特定于音乐和语音的神经预测机制。当向听众提供歌曲或相应的嗡嗡声(无语言)旋律时,比较了旋律预测的编码。同样,在歌曲和相应的口语(无旋律)歌词中研究了语音预测的编码。我们发现,歌曲中音乐和言语的同意改变了它们的预测信号的产生和处理,从而改变了它们的神经编码。此外,我们在旋律和音素期望的神经编码中找到了一个权衡,其平衡取决于谁在听(反映听众的偏爱的内部驱动力,例如音乐训练)以及歌曲的创作和表演方式(外部驱动程序(外部驱动力)(反映了歌词和音乐的出色和音乐))。总的来说,我们的结果表明,歌曲涉及并行预测过程,以竞争共享处理资源的使用。
。CC-BY 4.0国际许可证可永久提供。是作者/资助者,他已授予Medrxiv的许可证,以显示预印本(未通过同行评审证明)预印版本的版权所有者此版本发布于2025年3月10日。 https://doi.org/10.1101/2025.03.06.25323546 doi:medrxiv preprint
虚拟现实环境为研究脑机接口 (BCI) 在现实环境中的性能提供了绝佳的机会。由于现实世界的刺激通常是多模态的,它们的神经元整合会引发复杂的反应模式。为了研究额外的听觉提示对视觉信息处理的影响,我们使用虚拟现实来模拟工业环境中的安全相关事件,同时记录脑电图 (EEG) 信号。我们模拟了一个在传送带系统上移动的盒子,其中两种类型的刺激(爆炸和燃烧的盒子)会中断正常操作。来自 16 名受试者的记录分为两个子集,一个是纯视觉实验,另一个是视听实验。在纯视觉实验中,两种刺激的反应模式引发了类似的模式——视觉诱发电位 (VEP),然后是枕叶-顶叶上的事件相关电位 (ERP)。此外,我们发现感知到的事件严重程度反映在信号幅度中。有趣的是,额外的听觉提示对先前的发现产生了双重影响:在爆炸盒刺激的情况下,P1 成分被显著抑制,而燃烧盒刺激下 N2c 则有所增强。这一结果凸显了多感官整合对现实 BCI 应用性能的影响。事实上,我们观察到基于混合特征提取(方差、功率谱密度和离散小波变换)和支持向量机分类器的检测任务的离线分类准确度发生了变化。在爆炸的情况下,与仅视觉实验相比,视听实验的准确度略有下降,为 -1.64%。相反,当存在额外的听觉提示时,燃烧盒的分类准确度增加了 5.58%。因此,我们得出结论,特别是在具有挑战性的检测任务中,当 BCI 应该在(多模态)真实世界条件下运行时,考虑多感官整合的潜力是有利的。
摘要:听觉神经病谱系障碍(ANSD)是指一系列听力障碍,其特征是声音从耳蜗传播到大脑。该缺陷可能是由于内部毛细胞(IHC),IHC色带突触(例如,谷氨酸的突触前释放),螺旋神经节神经元的突触后终末或脱蛋白神经元的突触后末端或脱糊状和肌脱肌丢失的。 迄今为止,ANSD的唯一临床治疗方案是助听器和人工耳蜗。 然而,尽管助听器和耳蜗植入技术的进步取得了进步,但感知的声音的质量仍然无法匹配正常耳朵的声音。 最近的晚期遗传诊断和临床听力学使确定病变的确切部位并表征ANSD的特定疾病机制,从而为您的预防或预防听觉神经变性带来了新的希望。 此外,涉及替换或纠正式编辑突变序列或缺陷基因以修复受损细胞的遗传路线,以使聋人的听力恢复未来显示出希望。 在这篇综述中,我们提供了有关遗传病变,听觉突触病和神经病的分子病理生理学的最新发现,以及在啮齿动物模型和临床试验中的基因治疗研究。。迄今为止,ANSD的唯一临床治疗方案是助听器和人工耳蜗。然而,尽管助听器和耳蜗植入技术的进步取得了进步,但感知的声音的质量仍然无法匹配正常耳朵的声音。最近的晚期遗传诊断和临床听力学使确定病变的确切部位并表征ANSD的特定疾病机制,从而为您的预防或预防听觉神经变性带来了新的希望。此外,涉及替换或纠正式编辑突变序列或缺陷基因以修复受损细胞的遗传路线,以使聋人的听力恢复未来显示出希望。在这篇综述中,我们提供了有关遗传病变,听觉突触病和神经病的分子病理生理学的最新发现,以及在啮齿动物模型和临床试验中的基因治疗研究。
目的:伽马同步是大脑皮层的一个基本功能特性,在多种神经精神疾病(如精神分裂症、阿尔茨海默病、中风等)中会受损。伽马范围内的听觉刺激可以驱动整个皮质层的伽马同步,并评估维持它的机制的效率。由于伽马同步在很大程度上取决于小清蛋白阳性中间神经元和锥体神经元之间的相互作用,我们假设皮质厚度和伽马同步之间存在关联。为了验证这一假设,我们采用了脑磁图 (MEG) - 磁共振成像 (MRI) 联合研究。方法:根据解剖 MRI 扫描估计皮质厚度。与 40 Hz 调幅音调曝光相关的 MEG 测量值被投射到皮质表面。我们考虑了两种皮质同步性测量方法:(a)40 Hz 下的试验间相位一致性,提供伽马同步的顶点估计值;(b)初级听觉皮质与整个皮质套层之间的相位锁定值,提供长距离皮质同步性的测量。然后计算了 72 次 MRI-MEG 扫描的皮质厚度与同步性测量结果之间的相关性。结果:试验间相位一致性和相位锁定值均与皮质厚度呈显著的正相关。对于试验间相位一致性,在颞叶和额叶发现了强关联的簇,尤其是在双侧听觉皮质和运动前皮质中。相位锁定值越高,额叶、颞叶、枕叶和顶叶的皮质厚度就越厚。讨论和结论:在健康受试者中,较厚的皮质对应于初级听觉皮质及其他部位的较高伽马同步和连接性,这可能反映了参与伽马回路的潜在细胞密度。这一结果暗示伽马同步与潜在大脑结构一起参与了高级认知功能的大脑区域。这项研究有助于理解固有的皮质功能和大脑结构特性,这反过来可能构成定义伽马同步异常患者的有用生物标志物的基础。
未经同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可不得重复使用。此预印本的版权所有者(此版本于 2021 年 5 月 27 日发布。;https://doi.org/10.1101/2021.05.26.445794 doi:bioRxiv preprint