大腦如何降低聽覺的預期誤差

新聞/媒體: 研究亮點網人文社會

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【本篇報導由教育心理與輔導學系  許禕芳教授研究團隊提供】

  當代的知覺預期編碼假說主張,大腦是一個主動產生預期的系統,能夠透過不斷嘗試匹配內在預期和外在訊息,計算透過精準度加權的預期誤差,藉以修正內在預期,降低預期誤差,進而形成對外在訊息的知覺。過去文獻已經顯示預期誤差的計算歷程會受到精準度的加權,那麼,預期誤差的降低歷程是否也會受到精準度加權的影響呢?本研究結合行為實驗與腦磁波技術發現,在聽覺系統降低預期誤差的歷程當中,那些因為情境規律性不同而得到不同程度精準度加權的預期誤差,其降低的效率也有所差異。在高規律性的情境中,當違反預期的訊息重複出現,這些預期誤差訊號能夠有效地被降低;在低規律性的情境中,當違反預期的訊息重複出現,這些預期誤差則無法有效地被降低。透過探索人類聽覺系統當中預期誤差的精準度加權機制,我們能夠更加瞭解預期機制的認知神經基礎,進而將其應用於改善因為預期機制失常而產生的聽覺功能障礙。

 

  過去人們認為,我們的知覺系統就像是一個被動接收外在訊息的機器,外在訊息出現之後,我們才能夠進行處理,進而形成知覺。但是最近這幾十年來的認知神經科學研究告訴我們,知覺系統的運作方式可能與我們想像的相反:知覺之所以能夠形成,是因為大腦是一個主動產生預期的機器,我們無時無刻都在預期環境當中的各種感覺訊息,並檢核我們的預期跟這些感覺訊息是否吻合,那些不符合預期的感覺訊息會以預期誤差的形式在知覺系統中傳遞,藉以修正我們的預期。換句話說,知覺系統的終極目標,就是儘可能地降低預期誤差。 

  近期的研究指出,預期誤差的計算歷程會受到精準度的加權,在精準度較高的情境中,預期誤差會得到較高的加權,而在精準度較低的情境中,預期誤差則會得到較低的加權。那麼,預期誤差的降低歷程是否也會受到精準度加權的影響呢?我們透過行為實驗與腦磁波技術發現,當違反預期的聽覺訊息重複出現,大腦在降低精準度加權較高的預期誤差時較有效率,並先後涉及右側顳葉的訊號增強和左側顳葉的訊號抑制,相對的,大腦在降低精準度加權較低的預期誤差時則較無效率。就學術層面而言,這個研究顯示,大腦在降低不同精準度加權的預期誤差時涉及不同的歷程,不適合一概而論。就應用層面而言,這個研究採用的腦造影技術具備高時間解析度與低侵入性的優點,對於日後瞭解甚至治療因為預期機制失常而產生的聽覺功能障礙(例如幻聽與耳鳴),當具發展潛力。

 

原文出處:https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2019.116355

 

期間2022 10月 9

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