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聽覺刺激強度增加會導(dǎo)致皮質(zhì)脊髓興奮度更早更快上升

瀏覽次數(shù):513 發(fā)布日期:2024-5-20  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)
01 研究背景
已有研究表明,增加聲音刺激的強度會使得反應(yīng)時加快,這被解釋為是由于強度更大的刺激能被更早檢測出。但是這種解釋并沒有考慮到刺激強度對反應(yīng)初始加工過程的影響。本實驗的目的是探究聲音刺激強度效應(yīng)的有關(guān)機制。

02 研究方法
2.1 被試

研究共有14名有效被試,其中男性7人,女性7人,平均年齡為25歲。

2.2 實驗流程

在簡單反應(yīng)時任務(wù)中,要求被試在聽到go信號時,盡可能快地完成腕關(guān)節(jié)伸展運動。在正式實驗開始前測量被試在聲音信號強度為80Hz時的反應(yīng)時間,作為基線反應(yīng)時間。

正式實驗中每個試次的流程如下圖B所示:首先‘Get Ready’的字樣在屏幕上呈現(xiàn)1s,隨后屏幕變空白,播放背景白噪聲,這個過程持續(xù)4s。在白噪聲開始播放后2s,播放‘go’的命令音,持續(xù)時間100ms,頻率為1000Hz的正弦波,強度有4種水平(60、70、80、90 dB)。當(dāng)反應(yīng)完成后,關(guān)于反映的反饋會在屏幕上呈現(xiàn)3.5s。TMS刺激的強度為110%的靜息態(tài)運動閾值,給予時間為每個被試基線反應(yīng)時間的0、30、45、60、75%。如此,4種強度的聲音刺激下5種刺激給予的時間點共組合出20種刺激條件,每種條件會出現(xiàn)10次。實驗共有5個block,每個block中含有40個實驗試次及2個不含命令音的試次,保證每種條件在每個block中出現(xiàn)2次。

圖1. 整個實驗的時間線及單個試次的時間線

2.3 數(shù)據(jù)采集和處理

TMS刺激借助神經(jīng)導(dǎo)航硬件與軟件(ANT Neuro Visor 2)完成。

在‘go’信號發(fā)出前2s到發(fā)出后2s的時間內(nèi)采集被試的肌電信號,實時采樣率為4 kHz。

03 實驗結(jié)果

反應(yīng)時反映出聲音刺激強度的主效應(yīng):當(dāng)強度為90dB時,反應(yīng)時顯著小于其他強度條件。

圖2. 不同聲音刺激強度下不同TMS刺激給予時點的反應(yīng)時間的箱型圖

對于80、90dB強度的聲音刺激來說,在30%基線反應(yīng)時間時給予TMS刺激,得到的MEP振幅要大于其他刺激給予時間點;當(dāng)75%基線反應(yīng)時間時給予TMS刺激,在聲音刺激強度為90dB時得到的MEP振幅大于其他強度條件。
圖3. 不同聲音刺激強度下不同TMS刺激給予時點的MEP振幅的均值
 
04結(jié)論
本研究通過調(diào)查不同刺激強度下計劃性運動啟動過程中皮質(zhì)脊髓興奮度的時間進(jìn)程,探討了聽覺刺激強度效應(yīng)的神經(jīng)機制。結(jié)果表明,當(dāng)TMS刺激最不容易干擾響應(yīng)啟動過程時,90dB的聲音刺激強度下反應(yīng)時最短。這說明該條件下反應(yīng)時的縮短是由于神經(jīng)激活更快,抑或激活啟動更早。這些結(jié)果為刺激強度效應(yīng)中與反應(yīng)啟動過程相關(guān)的神經(jīng)激活提供了新的有力支持。

05 參考文獻(xiàn)及DOI號

Germain, L. S., Smith, V., Maslovat, D., & Carlsen, A. (2020). Increased auditory stimulus intensity results in an earlier and faster rise in corticospinal excitability. Brain research, 1727, 146559.

Doi: 10.1016/j.brainres.2019.146559

來源:上海心儀電子科技有限公司
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