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圖 新聞投稿
2022-10-24
大腦如何降低聽覺的預期誤差
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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

本文出處:研究發展處研究亮點

原始連結:https://rh.acad.ntnu.edu.tw/tw/article/content/175


許禕芳 教授 | 教育心理與輔導學系英國劍橋大學教育神經科學博士,曾任法國國家科學研究中心與巴黎第五大學知覺心理學實驗室博士後研究員。專長領域為教育神經科學、腦電波和腦磁波技術、與聽覺預期的認知神經機制。現獲國科會年輕學者養成計畫補助(哥倫布計畫2018-2023)。

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