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脑电图显示大脑可以同时编码两个语音流

Hacker News2026年7月17日 05:51

加载指标 开放获取 同行评审研究文章 Emina Aličković, Johannes Zaar, Alejandro López Valdés, Giovanni M. Di Liberto 竞争语音流在注意力切换期间在人类皮层中同时表示 Sara Carta, Emina Aličković, Johannes Zaar, Alejandro López Valdés, Giovanni M. Di Liberto x 发布日期:2026年7月16日 https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003876 图表 摘要 在多说话者场景中成功的语音交流需要持续注意和快速注意切换的巧妙结合。尽管神经生理学文献提供了对持续注意神经基础的详细见解,但关于注意力切换是如何发生的仍然存在相当大的不确定性。在本研究中,使用来自正常听力成人在沉浸式多说话者环境中的脑电图记录,我们测量了在背景喧嚣中两个竞争语音流的神经编码。参与者被提示每15-30秒切换一次注意力。通过时间响应函数(TRF)评估神经追踪,确认了注意力焦点的可靠解码。我们的结果表明,在注意力切换期间存在不对称的脱离和接入过程,其中对新目标流的神经追踪在脱离先前目标之前开始,揭示了两个语音流的瞬时同时编码。这个过渡与脑电图α波功率的减少密切相称,提示在注意力切换的不同阶段的认知努力。然后我们孤立了反映词汇预测机制的皮层活动,以确定在注意力切换后词汇上下文如何更新,比较了使用大型语言模型构建的四种上下文累积策略。我们的研究结果阐明了听觉注意力转变的时间和上下机制,指出听众在切换注意后进行词汇上下文重置的可能性。通过关注动态注意力重新分配,本研究提供了对大脑在复杂听觉环境中灵活语音处理能力的洞察。 引用:Carta S, Aličković E, Zaar J, López Valdés A, Di Liberto GM (2026) 竞争语音流在注意力切换期间在人类皮层中同时表示。PLoS Biol 24(7): e3003876。https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003876 学术编辑:Manuel S. Malmierca,萨拉曼卡大学,西班牙 收稿日期:2025年7月3日;接受日期:2026年6月12日;发布日期:2026年7月16日 版权:© 2026 Carta et al. 这是一篇开放获取文章,根据《知识共享署名许可协议》的条款分发,允许在任何媒介中不受限制地使用、分发和复制,前提是适当注明原作者和来源。 数据获取:支持本文中报告发现的所有数据是自由访问且没有限制的。脑电图预处理数据集、生成的分析文件和分析代码在开放仓库Zenodo上公开可用(https://zenodo.org/records/20569817)。脑电图记录是遵循连续事件神经数据(CND)格式标准提供的。相关的语音刺激也可以在同一仓库中的STIMULI文件夹中找到。 资助:S.C.、A.L.V.和G.D.L.得到了William Demant Fonden(https://www.williamdemantfonden.dk/)的支持,资助号为21-0628和22-0552,及Taighde Éireann – Research Ireland(https://www.researchireland.ie/)的资助号为18/CRT/6223,G.D.L.在都柏林三一学院的ADAPT研究中心(https://www.adaptcentre.ie/)进行本研究时还得到了Research Ireland的财政支持(资助号13/RC/2106_P2)。资助方在研究设计、数据收集和分析、发表决定或手稿准备方面没有任何作用。 竞争利益:作者已声明不存在竞争利益。 缩略语:EEG,脑电图;EOG,眼电图;EMG,肌电图;ERSP,事件相关谱扰动;iEEG,颅内脑电图;FDR,假发现率;fMRI,功能性磁共振成像;ICA,独立成分分析;IQR,四分位数范围;LLM,大型语言模型;MEG,磁脑电图;PSD,功率谱密度;RMS,均方根;SE,标准误差;SEM,均值标准误差;SNR,信噪比;SPL,声压级;TRF,时间响应函数 介绍 为了在多说话者环境中理解语音,听众在竞争的声音流中单独选择目标说话者[1-3]。这一选择性注意过程的神经生理学已通过模拟鸡尾酒会场景得到广泛研究[4,5],阐明了我们的大脑如何将目标流与竞争语音分隔开。

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