1.参考文献 ¶

Hsu, C. H., Lin, S. K., Hsu, Y. Y., & Lee, C. Y. (2014). The neural generators of the mismatch responses to Mandarin lexical tones: An MEG study. Brain Research, 1582, 154-166. http://doi.org/10.1016/j.brainres.2014.07.023

2.研究背景 ¶

失配性负波（MMN）是事件相关电位，发生在预注意阶段。由在一系列标准刺激中出现异常刺激引起，随着标准刺激和异常刺激之间的偏差程度增加，MMN振幅增加、峰值潜伏期缩短。

研究表明额叶和颞叶与MMN的产生有关。关于颞上回（STG）的听觉皮层是MMN的神经基础，这一点没有分歧。然而，额叶在MMN中的功能意义尚不清楚。此项研究利用MEG探究用于检测听觉差异的相关脑区，尤其是额叶中的相关脑区，以及标准刺激和异常刺激的偏差程度大小如何影响相关脑区的激活。通过观察对汉语词汇声调变化的不同反应来完成这一研究。

音节yi具有不同的含义（yi1“衣服”；yi2“姨”；yi3“椅”；yi4“易”）。研究表明，在听觉上，T2和T3比T1和T3更相似。此项研究把T3作为标准刺激，T1为偏差程度较大的异常刺激，T2为偏差程度较小的异常刺激。根据先前的研究和假说，假设与声学上相似的T3/T2相比，T3/T1对STG的激活要更大，而额叶会表现出相反的模式。此外，假设刺激的偏差程度也会影响MMN的潜伏期和幅度，与T3/T2相比，T3/T1会产生更大的MMN，且峰值出现时间更早。

除了ERP研究之外，此项研究还测量了神经振荡的幅度并进行了激活来源分析。以前的相关研究表明，与标准刺激相比，异常刺激会引起更强的θ和α频段激活。θ波与工作记忆和注意力、编码感官输入的新信息有关。α波与自上而下控制有关。此项研究假设：对于不同偏差程度的异常刺激，都会出现θ和α频段的激活，偏差程度的大小可能会影响θ和α振荡的幅度。

3.研究方法 ¶

a.被试 ¶

12名汉语母语者，右利手，没有神经或心理疾病史。

b.刺激和程序 ¶

不同声调的音节，包括yi1，yi2和yi3，有相同的元音/i/。T3为标准刺激，T1和T2为异常刺激。T1偏差程度较大；T2偏差程度较小。

在实验过程中，被试观看无声电影，同时被动地听听觉刺激。从20次标准刺激的实验开始，随后是1000次实验，这些实验中包括20％的异常刺激（10％大偏差和10％小偏差）和80％标准刺激。刺激顺序是伪随机的，在异常刺激之间至少有两个连续的标准刺激。实验持续时间为250 ms，间隔为500 ms。

4.数据分析 ¶

将连续的MEG数据分为刺激前100毫秒和刺激后600毫秒，进行基线校正。MMN通过从异常刺激反应中减去标准刺激反应进行测量。计算均方根（RMS）。 MMNm潜伏期为RMS达到峰值的时间点。MMNm幅度为以其峰值为中心的20毫秒内的RMS平均值。对MMNm振幅和潜伏期进行ANOVA分析，把偏差程度（T3/T1和T3/T2）和半球（左、右）作为被试内因素。

5.结果 ¶

T3/T1在左半球的四个部位产生了150-200毫秒和200-250毫秒的的明显激活。负波集中在在左前部，正波集中在左中部。T3/T2也引起左半球明显的激活。左前部的负波在200-400毫秒内显著，左中部的正波在250-300毫秒内显著。在右半球没有显著的激活。

对潜伏期的方差分析表明，偏差程度和半球有显著的主效应。相比于T3/T2，T3/T1的MMNm出现得更早。左半球MMNm的潜伏期短于右半球。

对幅度的方差分析表明，偏差程度有显著的主效应，相比于T3/T2，T3/T1的MMNm幅度更大。半球的主效应不显着。半球与偏差程度有显著的交互作用，分析表明在左半球中出现偏差程度的主效应，T1/T3引起的MMNm比T2/T3大。而这一效应在右半球不显著。

θ频段（5–7 Hz）的分析表明，T3/T1在100-300ms内产生了明显的激活，并且θ波对标准刺激和偏差程度小的刺激的反应没有显著差异。α频段（9–11Hz）的分析表明，T3/T2在100-200 ms和250-400ms内的激活，而α波对标准刺激和偏差程度大的刺激的反应没有显著差异。

标准刺激（T3）在140 ms在两个半球的岛叶中有显着的激活，并持续了200ms。大小偏差的激活主要在颞叶和额叶。对于大偏差（T1），激活从两个半球的STG开始（100-200ms），扩展到左MTG（130-200ms），左岛叶（140-180ms），右额眶皮层腹侧（~140ms）和扣带回前侧（~190 ms）。对于小偏差（T2），激活主要在两侧STG（100-140ms）和左岛叶前侧（100-140 ms）。

6.讨论 ¶

结果表明，不论刺激类型如何，左颞上回的激活程度大于右颞上回。此外，在左半球，大小偏差均比标准刺激的激活程度大，而右半球则没有，这些结果表明左半球在加工汉语词汇声调中的优势地位。

T1/T3比T2/T3产生了更早、幅度更大的MMNm。这种效应出现在左半球而不是在右半球，这表明左半球也在检测汉语词汇声调变化中占主导地位。

来源分析进一步支持MMNm偏向于左半球，尤其是在偏差程度较大的情况下。研究证实了MMNm激活主要是在听觉皮层中产生的，额叶的激活稍有延迟。MMN的颞叶和额叶激活之间的时间间隔表明，额叶可以为颞叶的声调变化检测系统提供自上而下的调节。对α频段的分析也证明了额叶自上而下的调节作用。EEG研究认为，α频段激活与感觉和运动信息的抑制机制有关。T3 / T2中较大的α频段激活似乎表明抑制机制参与了标准刺激与偏差程度较小的刺激之间的区别加工。 论文原文