对自然语音事件听觉注意力的认知成分研究

事件相关电位（ERP）已被用于解决神经科学和认知心理学中的广泛研究问题，包括选择性听觉注意力。近期听觉注意力解码（AAD）方法的进展基于寻找音频包络与神经生理反应之间关系的算法。最流行的方法是基于 EEG 信号重建音频包络。然而，这些方法主要基于对感觉刺激物理属性的神经生理 entrainment，且通常受限于较长的检测窗口。本研究通过考察对自然语音的高层认知反应，提出了一种新的听觉注意力解码方法。为了研究自然语音事件是否引发认知 ERP 成分以及这些成分如何受注意力机制影响，我们设计了一系列复杂度递增的四个实验范式：一个词类 oddball 范式、一个带有竞争说话者的词类 oddball 范式，以及带有和不带有特定目标的竞争语音流。我们记录了 24 名参与者的 32 个头皮电极和 12 个耳内电极（ear-EEG）的脑电图（EEG）。在顶叶电极部位观察到潜伏期约为 620 ms 的认知 ERP 成分，我们认为该成分与众所周知的 P3b 成分相关。该成分在最简单的范式中统计学上最显著，并随着范式复杂度的增加而逐渐减弱。我们还表明，通过使用空间滤波，可以在耳内 EEG 信号中观察到该成分。由听觉注意力引发的认知成分可能有助于从电生理记录中解码听觉注意力，其存在于耳内 EEG 信号中为未来在助听器中的应用提供了前景。