大腦如何降低聽覺的預期誤差
111年10月09日
【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