聽覺刺激強度增加會導致皮質(zhì)脊髓興奮度更早更快上升
已有研究表明，增加聲音刺激的強度會使得反應時加快，這被解釋為是由于強度更大的刺激能被更早檢測出。但是這種解釋并沒有考慮到刺激強度對反應初始加工過程的影響。本實驗的目的是探究聲音刺激強度效應的有關機制。
02 研究方法
2.1 被試
研究共有14名有效被試，其中男性7人，女性7人，平均年齡為25歲。
2.2 實驗流程
在簡單反應時任務中，要求被試在聽到go信號時，盡可能快地完成腕關節(jié)伸展運動。在正式實驗開始前測量被試在聲音信號強度為80Hz時的反應時間，作為基線反應時間。
正式實驗中每個試次的流程如下圖B所示：首先‘Get Ready’的字樣在屏幕上呈現(xiàn)1s，隨后屏幕變空白，播放背景白噪聲，這個過程持續(xù)4s。在白噪聲開始播放后2s，播放‘go’的命令音，持續(xù)時間100ms，頻率為1000Hz的正弦波，強度有4種水平（60、70、80、90 dB）。當反應完成后，關于反映的反饋會在屏幕上呈現(xiàn)3.5s。TMS刺激的強度為110%的靜息態(tài)運動閾值，給予時間為每個被試基線反應時間的0、30、45、60、75%。如此，4種強度的聲音刺激下5種刺激給予的時間點共組合出20種刺激條件，每種條件會出現(xiàn)10次。實驗共有5個block，每個block中含有40個實驗試次及2個不含命令音的試次，保證每種條件在每個block中出現(xiàn)2次。
圖1. 整個實驗的時間線及單個試次的時間線
TMS刺激借助神經(jīng)導航硬件與軟件（ANT Neuro Visor 2）完成。
在‘go’信號發(fā)出前2s到發(fā)出后2s的時間內(nèi)采集被試的肌電信號，實時采樣率為4 kHz。
03 實驗結果
反應時反映出聲音刺激強度的主效應：當強度為90dB時，反應時顯著小于其他強度條件。
圖2. 不同聲音刺激強度下不同TMS刺激給予時點的反應時間的箱型圖
圖3. 不同聲音刺激強度下不同TMS刺激給予時點的MEP振幅的均值本研究通過調(diào)查不同刺激強度下計劃性運動啟動過程中皮質(zhì)脊髓興奮度的時間進程，探討了聽覺刺激強度效應的神經(jīng)機制。結果表明，當TMS刺激最不容易干擾響應啟動過程時，90dB的聲音刺激強度下反應時最短。這說明該條件下反應時的縮短是由于神經(jīng)激活更快，抑或激活啟動更早。這些結果為刺激強度效應中與反應啟動過程相關的神經(jīng)激活提供了新的有力支持。
05 參考文獻及DOI號
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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