图片展示

Speaker–Listener Neural Coupling Reveals an Adaptive Mechanism for Speech Comprehension in a Noisy environment

发表时间: 2021-06-17 10:17:53

作者: 丹阳慧创医疗设备有限公司

浏览:

 清华大学心理学系张丹课题组利用慧创近红外脑功能成像技术(fNIRS)开展噪声下言语理解神经机制的脑际认知研究,研究成果《Speaker–Listener Neural Coupling Reveals an Adaptive Mechanism for Speech Comprehension in a Noisy Environment》被《Cerebral Cortex》国际期刊(影响因子5.043,JCR Q1)正式录用并在线发表。研究使用fNIRS技术测量了人在倾听自然言时两个系统的神经活动,并通过计算听者和讲者的神经耦合及其行为学相关的方式探索人在噪声条件下理解言语的神经机制。


▲实验范式、流程和测量脑区



研究背景

       日常生活中的言语沟通环境总是存在噪声干扰。已有研究发现,人脑中存在两个不同的系统来应对噪声。第一个系统是听觉系统,它通过选择性地加工目标语音和抑制环境噪声来实现对噪声的过滤处理;第二个系统是感觉运动系统,它通过模拟发声动作或主动预测即将出现的信息来补全缺失的语音信息。然而,已有研究大多讨论的是人在理解简单的言语材料(如音素)时应对噪声的神经机制,缺乏对自然语言和真实语境的关注,并缺少对两种机制的直接对比。


▲听者和讲者的神经耦合结果。(A) 显著的神经频带,(B/C) 听者和讲者表现出显著神经耦合的脑区,(D) 听者的感觉运动系统(左侧额下回,CH17)和听觉系统(右侧颞中回和角回CH35-36)和讲者在不同条件下的神经耦合。


研究方法

本研究使用慧创近红外脑成像技术测量了人在倾听自然语料时两个系统的神经活动,并通过计算听者和讲者的神经耦合及其行为学相关的方式探索人在噪声条件下理解言语的神经机制。


研究结论

研究发现,听者的左侧额下回(感觉运动系统)和右侧颞中回、角回(听觉系统)的神经活动和讲者的神经活动表现出了显著耦合。其中,听者在感觉运动系统和讲者的神经耦合在噪声较强时和通过言语理解题目测量的理解程度的正相关更高,在听觉系统和讲者的神经耦合在噪声较弱时和理解程度的相关较高。这一结果提示,两个系统可能通过不同的机制来应对噪声干扰。在噪声较强时,基于运动模拟或预测的感觉运动系统比听觉系统具有更强的适应性和稳健性。本研究从脑际视角出发,为探索噪声条件下自然言语理解中两个神经系统的功能差异提供了新的实验证据。


▲神经耦合的行为学相关结果。(A/C) 听者在感觉运动系统和听觉系统的神经耦合的行为学相关结果。(B/D) 代表性脑区配对的神经耦合的行为学相关结果。


该研究需要在自然生活场景下了解大脑认知信息,对于近红外脑成像系统的信号灵敏度、精准度提出了重要要求。慧创医疗作为一家专注于近红外脑功能成像技术研发和应用的领军企业,研发了世界首款超过100通道的近红外脑功能成像NMPA注册产品NirScan,实现支持全脑同步探测,在顶叶、枕叶等难检测脑区亦可获得优异的图像质量。除移动落地式产品NirScan外,慧创医疗还推出了便携式产品NirSmart,依托在移动落地式产品的技术积淀,便携式产品NirSmart将大型设备浓缩到约一个iPAD大小,便携轻盈,但依然保留高灵敏度、高通道的性能。同时,便携式产品NirSmart通过无线连接,实现超过20米工作距离的无线成像,特别适合于行走等移动应用。慧创便携式产品NirSmart凭借独有的优势,有效支持了本次研究顺利的展开和完成。




联系我们

CONTACT US

【营销中心】【研发中心】

 

慧创科仪(北京)科技有限公司

地址:北京市海淀区中关村东路66号

电话:4006119028;010-82169780

网站:www.hcmedx.cn

 

 

【职能中心】【生产中心】

 

丹阳慧创医疗设备有限公司

地址:丹阳市南三环路丹阳高新科技创业园一期

邮编:212300

邮箱:info@hcmedx.com

 

 

微信关注

图片展示

版权所有©丹阳慧创医疗设备有限公司   苏ICP备16051164号-1   技术支持:飞色网络

在线客服
联系方式
热线电话
400-12346578
上班时间
周一到周五
在线客服
添加微信好友,详细了解产品
使用企业微信
“扫一扫”加入群聊
复制成功
添加微信好友,详细了解产品
我知道了