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听觉刺激强度增加会导致皮质脊髓兴奋度更早更快上升
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2022-01-19 11:38:00 发布者: 查看: 本实验利用神经导航经颅磁系统探究声音刺激强度效应的有关机制。
1. 研究背景
已有研究表明，增加声音刺激的强度会使得反应时加快，这被解释为是由于强度更大的刺激能被更早检测出。但是这种解释并没有考虑到刺激强度对反应初始加工过程的影响。本实验的目的是探究声音刺激强度效应的有关机制。
2. 研究方法
2.1 被试
研究共有14名有效被试，其中男性7人，女性7人，平均年龄为25岁。
2.2 实验流程
在简单反应时任务中，要求被试在听到go信号时，尽可能快地完成腕关节伸展运动。在正式实验开始前测量被试在声音信号强度为80Hz时的反应时间，作为基线反应时间。
正式实验中每个试次的流程如下图B所示：首先‘Get
Ready’的字样在屏幕上呈现1s，随后屏幕变空白，播放背景白噪声，这个过程持续4s。在白噪声开始播放后2s，播放‘go’的命令音，持续时间100ms，频率为1000Hz的正弦波，强度有4种水平（60、70、80、90
dB）。当反应完成后，关于反映的反馈会在屏幕上呈现3.5s。TMS刺激的强度为110%的静息态运动阈值，给予时间为每个被试基线反应时间的0、30、45、60、75%。如此，4种强度的声音刺激下5种刺激给予的时间点共组合出20种刺激条件，每种条件会出现10次。实验共有5个block，每个block中含有40个实验试次及2个不含命令音的试次，保证每种条件在每个block中出现2次。
TMS刺激
图1. 整个实验的时间线及单个试次的时间线
2.3 数据采集和处理
TMS刺激借助神经导航硬件与软件（ANT Neuro Visor 2）完成。
在‘go’信号发出前2s到发出后2s的时间内采集被试的肌电信号，实时采样率为4 kHz。
3. 研究结果
反应时反映出声音刺激强度的主效应：当强度为90dB时，反应时显著小于其他强度条件。
不同TMS刺激反应时间
图2. 不同声音刺激强度下不同TMS刺激给予时点的反应时间的箱型图
对于80、90dB强度的声音刺激来说，在30%基线反应时间时给予TMS刺激，得到的MEP振幅要大于其他刺激给予时间点；当75%基线反应时间时给予TMS刺激，在声音刺激强度为90dB时得到的MEP振幅大于其他强度条件。
不同TMS刺激下MEP均值
图3. 不同声音刺激强度下不同TMS刺激给予时点的MEP振幅的均值
4. 结论
本研究通过调查不同刺激强度下计划性运动启动过程中皮质脊髓兴奋度的时间进程，探讨了听觉刺激强度效应的神经机制。结果表明，当TMS刺激最不容易干扰响应启动过程时，
90dB的声音刺激强度下反应时最短。这说明该条件下反应时的缩短是由于神经激活更快，抑或激活启动更早。这些结果为刺激强度效应中与反应启动过程相关的神经激活提供了新的有力支持。
5. 文献名称及DOI号
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
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