绝对音准人群听觉响应的事件相关电位特性研究

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音乐作为一种重要的艺术形式,其美学价值受到广泛关注。长期的音乐经历过程,对于大脑的可塑性发展及各认知功能都有着积极影响。对于经过音乐训练的人群而言,存在一种特殊的记忆能力——绝对音准能力。自上世纪60年代电生理研究蓬勃发展以来,已有多项研究尝试利用脑电信号对绝对音准人群听觉响应机制进行探索,然而对于绝对音准人群听觉响应过程中是否调用工作记忆存储模式这个关键问题仍存在较大争议。为进一步探究上述问题,本文针对经过音乐训练与绝对音准两类目标人群,分别设置共四组单音刺激响应的odd-ball范式实验,并同步记录受试者64导联脑电数据,分析其事件相关电位(ERP)特性。实验1、2分别由两个正弦纯音和两个钢琴音色纯银构成;实验3、4分别由五个钢琴纯音和同频率的五个人声音色纯音构成,同时在实验4任务中引用了对于相同音频刺激使用不同音名反应的“首调模板”模式。ERP信号处理引入时频特征参数——事件相关谱扰动(ERSP),复杂度表征参数——小波熵值,以及脑部信息流向分析手段——时域格兰杰因果性分析,以期从多角度提取和分析绝对音准人群听觉响应的ERP特性。本文时域分析结果显示:经过音乐训练的人群由于对声音刺激较为敏感,在实验1和实验2次及相应潜伏期显著变短,但与作为对照组的相对音准人群相比,绝对音准人群对于实验3,4种纯音所构成的音频刺激产生P3成分并无显著性差异,表明该过程需要调用工作记忆更新模式;进一步通过视频特征分析发现实验3中,绝对音准人群在400ms-600ms时段内脑部多导联能量特征集中于13-18Hz,且与对照组相比出现了显著性差异,而这一差异却在实验4中消失,表明实验任务的不同会造成绝对音准人群对于脑区调用程度的改变;在小波熵值分析中,绝对音准人群在实验3中400-500ms时间段小波熵值显著低于对照人群,而在实验4中却明显高于对照人群,表明“首调模式”的引入提高了绝对音准听觉响应的脑内复杂度;在格兰杰因果分析中,绝对音准人群脑内信息流相对于普通人群具有显著小密度特征。上述ERP特性分析结果有望对于进一步解释和揭示绝对音准的生理机制产生积极作用。
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