跳去內容

不匹配負向波

出自維基百科，自由嘅百科全書
想像而家受試者睇一連串影像，呢串影像顯示一個藍色四方形慢慢傾斜跌低，跟住停低唔郁－正路嚟講，受試者第一次見到四方形停低嗰陣，個腦會出現 MMN。

不匹配負向波（英文：MMN），又有叫不匹配電場（參見英文：mismatch field），係一種腦電活動，個腦探測到唔合符預期嘅刺激嗰陣，某啲腦區就會出現呢種活動。不匹配負向波係事件相關電位（ERP）一種。

不匹配負向波呢種腦電規律出現通常表示，個體感知緊一系列嘅刺激嗰時，感知到一個唔跟規律嘅刺激。舉例子說明，想像有個人一路望住熒光幕，研究者一路用腦電圖等嘅方法量度其腦電活動，熒光幕每隔幾秒就顯示一個數，而佢啱啱睇咗 1 2 3 4 5 呢五個數，正常嚟講，佢會預期下一個出現嘅數係 6，而假如下一個出現嘅數係 47，就會出現有個刺激唔跟規律嘅狀況，呢個時候，佢個腦主管視覺嘅區域就會出現不匹配負向波。不匹配負向波係一種負向嘅腦電波規律，強度通常喺異常刺激出現後 100 至 250 毫秒間達到頂峰，強度喺腦部嘅額葉同顳葉嗰一帶最高，而至高強度值約莫係 5 微伏特[1][2][3][4]。

呢種波可以喺個腦任何一個感官區域中出現，而神經科學同心理學就主要研究視覺同聽覺系統中嘅不匹配負向波[5][6][7]。呢種波出現多數表示，某個刺激喺頻率、出現幾耐或者空間位置等方面唔跟預期規律[8][9]。

呢種負向波唔洗有意識去注意都可以出現－有研究試過一路俾班受試者聽一系列有規律嘅聲，一路要佢哋專心做第啲作業，例如係寫文章，佢哋發現，就算受試者冇特登留心去聽聲，聲嘅規律改變都一樣可以引致佢哋嘅腦出現不匹配負向波[10]。

基本概論

[編輯]
視覺系統各部份嘅簡化圖解

不匹配負向波（簡稱 MMN）係腦對違反預期規律嘅刺激嘅反應。喺實驗環境當中睇 MMN，研究者要向個受試者展示一連串有規律嘅刺激，而呢串刺激中有一小部份嘅唔跟規律－ MMN 實驗必然涉及將一拃同類刺激，多次俾受試者感受身上，但受試者唔一定要留意住啲刺激：結果顯示，就算個受試者唔有意識噉將注意力擺喺刺激上，MMN 都可以出現[1][11]。

MMN 有以下呢啲要點：

  • 違反規律嘅刺激一定要喺合規律刺激之間出現，否則 MMN 就唔會出現[11]。
  • MMN 同引起佢嗰個刺激之間嘅時間差，決定隻動物幾時會對刺激作出反應[12]。
  • 雖然 MMN 唔洗受試者留心注意，但受試者嘅注意力擺邊會影響 MMN 嘅波形或大細[13][14][15][16][17]。

MMN 按感官分類：

  • 聽覺 MMN：可以源自於某一個刺激喺音高、強度或者維持時間上嘅不合規。聽覺 MMN 集中喺額葉同腦中嘅區域出現，源頭通常係聽覺皮層（腦主管聽覺嗰忽）各橛或者下額回嗰度，出現時間通常係異常刺激出現嗰一刻之後大約 150 至 250 毫秒[2]。聽覺 MMN 嘅幅度（以微伏特計）以及時間差受好多因素影響。一般嚟講，同預期差異大嘅刺激會引起較大幅度、而且快速出現嘅聽覺 MMN。例如：想像受試者係噉聽中央 C 呢個聲，聽若干次；跟住研究者喺某一個時間點俾佢聽某一個唔同音嘅聲；假設其他因素不變，高音過中央 C 好多嘅聲會引起大幅度、而且快速出現嘅 MMN，而只係高音過中央 C 少少嘅聲就會引起幅度細啲、而且過耐啲時間先出現嘅 MMN。研究發現，如果異常刺激同預期差異大得好交關嘅話，個刺激引起嘅 MMN 可以快到喺佢過咗 100 毫秒後就出現[18]。
  • 視覺 MMN：可以源自於某一個刺激喺色彩、大細或者維持時間上嘅不合規律。視覺 MMN 集中喺枕葉嗰頭出現，源頭係主要視覺皮層（腦主管視覺嗰忽），出現時間通常係喺係異常刺激出現嗰一刻之後大約 100 至 250 毫秒[19]。

應用領域

[編輯]

語言學

[編輯]

聽覺 MMN 係神經語言學（研究人腦點樣處理語言）嘅一種研究方法。

神經語言學其中一個研究課題，係想知人類嘅臊孲仔點樣學習語言，但臊孲仔未識講嘢，所以唔似得大人噉識得話俾研究者知佢哋感知到乜，於是研究者就會運用 MMN 嚟做研究：例如研究者想知道四個月大嘅臊孲仔曉唔曉分辨 L 音同 R 音，佢可以一路監察住個臊孲仔嘅腦電活動，再一路俾佢聽一系列 R 音嘅詞（例如英文 rice）跟住喺某個時間點，加插一個 L 音但除此之外完全一樣嘅詞（例如英文 lice）再睇吓呢個除咗係 L 字頭之外完全一樣嘅詞會唔會引起 MMN－如果會，就表示四個月大嘅臊孲仔知道 R 同 L 係兩個唔同嘅音[20][21][22]。

神經語言學研究仲有用 MMN 研究人腦係咪識自動探測語法錯誤或者語義上嘅改變，例如有研究指，讀一句開頭語法啱，後尾語法錯嘅句子會引致 MMN 出現[23][24][25]。

臨床應用

[編輯]

根據神經內科（研究神經系統嘅醫學）嘅研究，MMN 嘅喪失或者改變能夠預測某啲神經系統方面嘅疾病，所以喺臨床上 MMN 可以用嚟幫手做診斷。

無論受試者有冇特登留心去聽個刺激，聽覺 MMN 都會出現，所以聽覺 MMN 可以用嚟診斷一啲同聽覺失靈相關嘅疾病，例如係讀寫障礙同失語症呀噉。廿一世紀初嘅研究發現，讀寫障礙嘅病人之所以認字上有困難，似乎係因為佢哋嘅聽覺皮層唔識模擬複雜嘅聲音規律－如果俾讀寫障礙患者重複噉聽同某段複雜嘅聲，再俾佢哋聽一段唔同嘅複雜聲，佢哋好多時個腦唔會出現 MMN 呢個腦電活動，即係話佢哋嘅腦喺分辨複雜聲上有困難[26]。而分語音有困難，叫佢哋分辨同語音緊扣嘅文字字形亦容易有困難。

MMN 同意識有直接關係，所以可以攞嚟判斷病人嘅昏迷程度。有研究試過噉做：一般人聽到自己個名嗰陣，腦某啲區域會有強烈反應，而由自己個名引起嘅 MMN 會零舍強，份研究搵咗一班昏迷嘅病人返嚟做受試者，發現病人對自己個名嘅 MMN 幅度愈強，佢就愈快會醒返，於是呢班研究者就提議，醫護人員可以用病人對自己個名嘅 MMN 嚟預測昏迷嘅病人有幾快會醒返[27]。

有研究發現，同一般人比起嚟，躁鬱症（會令病人一時好興奮一時好抑鬱嘅情緒病）嘅病人嘅腦 MMN 幅度較細，而唔同類嘅躁鬱症病人之間喺 MMN 上冇明顯差異。呢一點同喺躁鬱症病人之間常見嘅聽覺注意力失調有關[28]。

理論解釋

[編輯]

廿一世紀初嘅神經科學界有兩個假說，嘗試解釋 MMN 點解存在：

  • 第一個假說係所謂嘅記憶痕跡假說[註 1]。根據呢個假說，動物接觸到一啲刺激嗰陣，個腦會自動產生短期嘅記憶痕跡，暫時記住感知到嘅環境訊息，當某隻動物嘅腦有一拃描述啱啱接觸過嘅資訊嘅記憶痕跡嗰時，佢個腦又會有拃神經細胞負責諗出簡單嘅規律嚟預測跟住會出現咩刺激，若果有個刺激違反規律，個腦就會產生 MMN 作為訊號，話俾相關腦區知，頭先自動噉諗出嚟嘅規律似乎唔正確[29][30]；
  • 亦有研究者主張新鮮傳入假說[註 2]。根據呢個假說，MMN 產生嘅過程並唔涉及記憶相關嘅腦功能，而係源自負責處理感官資訊嘅神經細胞－研究者指出，當感官神經細胞重複感知同一個刺激嗰陣，佢哋對嗰個刺激嘅反應會變弱[31]，而假如有一個違反規律嘅刺激出現，就會令到另一拃神經細胞突然猛烈啟動，引致 MMN [11][32]。

亦有研究者由進化心理學角度睇[註 3]。概念上，探測唔合規律嘅刺激，對於動物，唔淨只人類，嘅學習嚟講不可或缺：動物要識對環境俾正確反應，適應環境，佢個腦就應該要對外界有正確理解；要確保自己嘅腦內對外界有正確理解，佢就要有能力探測顯示理解唔正確嘅訊號－每當隻動物感知到唔合預想規律嘅刺激嗰陣，MMN 就會出現，所以向動物傳達咗自己心目中嘅規律可能唔正確嘅資訊，對於動物物種嘅進化適應嚟講有相當作用[2]。

另見

[編輯]

引咗

[編輯]
  1. 1 2 Näätänen R, Gaillard AW, Mäntysalo S (July 1978). "Early selective-attention effect on evoked potential reinterpreted". Acta Psychol (Amst). 42 (4): 313–29.
  2. 1 2 3 Näätänen, R., & Alho, K. (1995). Mismatch negativity-a unique measure of sensory processing in audition. International Journal of Neuroscience, 80(1-4), 317-337.
  3. ↑ Garrido, M. I., Kilner, J. M., Stephan, K. E., & Friston, K. J. (2009). The mismatch negativity: a review of underlying mechanisms. Clinical neurophysiology, 120(3), 453-463.
  4. ↑ Jääskeläinen IP, Ahveninen J, Belliveau JW, Raij T, Sams M (December 2007). "Short-term plasticity in auditory cognition". Trends Neurosci. 30 (12): 653–61.
  5. ↑ Pazo-Alvarez, P.; Cadaveira, F.; Amenedo, E. (2003). "MMN in the visual modality: A review". Biological Psychology. 63 (3): 199–236.
  6. ↑ Alho K (February 1995). "Cerebral generators of mismatch negativity (MMN) and its magnetic counterpart (MMNm) elicited by sound changes". Ear Hear. 16 (1): 38–51.
  7. ↑ Näätänen R, Ilmoniemi RJ, Alho K (September 1994). "Magnetoencephalography in studies of human cognitive brain function". Trends Neurosci. 17 (9): 389–95.
  8. ↑ Näätänen, R.; Paavilainen, P.; Titinen, H.; Jiang, D.; Alho, D. (1993). "Attention and Mismatch Negativity". Psychophysiology. 30 (5): 436-450.
  9. ↑ Cammann, R (1990). "Is there no MMN in the visual modality?". Behavioral and Brain Sciences. 13 (2): 234-235.
  10. ↑ Brattico, Elvira; Tervaniemi, Mari; Näätänen, Risto; Peretz, Isabelle (8 August 2006). "Musical Scale Properties are Automatically Processed in the Human Auditory Cortex" (PDF). Brain Research. 1117 (1): 162-174.
  11. 1 2 3 Näätänen, Risto (1992). Attention and brain function. Hillsdale, N.J: L. Erlbaum.
  12. ↑ Tiitinen, H.; May, P.; Reinikainen, K.; Näätänen, R. (1994). "Attentive novelty detection in humans is governed by pre-attentive sensory memory". Nature. 372 (6501): 90–92.
  13. ↑ Woldorff, M. G., Hackley, S. A., & Hillyard, S. A. (1991). The effects of channel-selective attention on the mismatch negativity wave elicited by deviant tones. Psychophysiology, 28, 30–42.
  14. ↑ Woldorff, M. G., Hillyard, S. A., Gallen, C. C., Hampson, S. R., & Bloom, F. E. (1998). Magnetoencephalographic recordings demonstrate attentional modulation of mismatch-related neural activity in human auditory cortex. Psychophysiology, 35, 283–292.
  15. ↑ Oades, R. D., & Dittmann-Balcar, A. (1995). Mismatch negativity (MMN) is altered by directing attention. NeuroReport, 6, 1187–1190.
  16. ↑ Dittmann-Balcar, A., Thienel, R., & Schall, U. (1999). Attention-dependent allocation of auditory processing resources as measured by mismatch negativity. NeuroReport, 10, 3749–3753.
  17. ↑ Erlbeck, H., Kübler, A., Kotchoubey, B., & Veser, S. (2014). Task instructions modulate the attentional mode affecting the auditory MMN and the semantic N400. Frontiers in Human Neuroscience, 8: 654.
  18. ↑ Campbell, T.A.; Winkler, I.; Kujala, T. (2007). "N1 and the mismatch negativity are spatiotemporally distinct ERP components: Disruption of immediate memory by auditory distraction can be related to N1". Psychophysiology. 44 (4): 530-540.
  19. ↑ Kimura, M., Katayama, J. I., Ohira, H., & Schröger, E. (2009). Visual mismatch negativity: new evidence from the equiprobable paradigm. Psychophysiology, 46(2), 402-409.
  20. ↑ Phillips, C.; Pellathy, T.; Marantz, A.; Yellin, E.; Wexler, K.; McGinnis, M.; Poeppel, D.; Roberts, T. (2001). "Auditory Cortex Accesses Phonological Category: An MEG Mismatch Study". Journal of Cognitive Neuroscience. 12 (6): 1038–1055.
  21. ↑ Draganova, Rossitza; Eswaran, Hari; Murphy, Pamela; Huotilainen, Minna; Lowery, Curtis; Preissl, Hubert (2005-11-01). "Sound frequency change detection in fetuses and newborns, a magnetoencephalographic study". NeuroImage. 28 (2): 354–361.
  22. ↑ Developmental psychophysiology : theory, systems, and methods. Schmidt, Louis A., Segalowitz, Sidney J. Cambridge: Cambridge University Press. 2008.
  23. ↑ Hasting, Anna S.; Sonja A. Kotz; Angela D. Friederici (2007). "Setting the Stage for Automatic Syntax Processing: The Mismatch Negativity as an Indicator of Syntactic Priming". Journal of Cognitive Neuroscience. 19 (3): 386–400.
  24. ↑ Hasting, Anna S.; István Winkler; Sonja A. Kotz (2008). "Early differential processing of verbs and nouns in the human brain as indexed by event-related brain potentials". European Journal of Neuroscience. 27 (6): 1561–1565.
  25. ↑ Pulvermüller, Friedemann; Yury Shtyrov; Anna S. Hasting; Robert P. Carlyon (2008). "Syntax as a reflex: Neurophysiological evidence for the early automaticity of syntactic processing". Brain and Language. 104 (3): 244–253.
  26. ↑ Kujala, Teija; Myllyviita, Katja; Tervaniemi, Mari; Alho, Kimmo; Kallio, Jari; Näätänen, Risto (March 2000). "Basic auditory dysfunction in dyslexia as demonstrated by brain activity measurements". Psychophysiology. 37 (2): 262-266.
  27. ↑ Qin, P., Di, H., Yan, X., Yu, S., Yu, D., Laureys, S., & Weng, X. (2008). Mismatch negativity to the patient’s own name in chronic disorders of consciousness. Neuroscience letters, 448(1), 24-28.
  28. ↑ Jahshan, C., Wynn, J. K., Mathis, K. I., Altshuler, L. L., Glahn, D. C., & Green, M. F. (2012). Cross‐diagnostic comparison of duration mismatch negativity and P3a in bipolar disorder and schizophrenia. Bipolar disorders, 14(3), 239-248.
  29. ↑ Näätänen R, Paavilainen P, Rinne T, Alho K (December 2007). "The mismatch negativity (MMN) in basic research of central auditory processing: a review". Clin Neurophysiol. 118 (12): 2544–90.
  30. ↑ Näätänen R, Winkler I (November 1999). "The concept of auditory stimulus representation in cognitive neuroscience". Psychol Bull. 125 (6): 826–59.
  31. ↑ Hari, R., Kaila, K., Katila, T., Tuomisto, T. & Varpula, T. (1982) Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 54, 561-569.
  32. ↑ Jääskeläinen IP, Ahveninen J, Bonmassar G, et al. (April 2004). "Human posterior auditory cortex gates novel sounds to consciousness". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101 (17): 6809–14.

註釋

[編輯]
  1. ↑ 英文：memory trace hypothesis
  2. ↑ 英文：fresh afferent hypothesis
  3. ↑ 有關呢種觀點同神經科學觀點之間嘅關係係乜，可以睇睇廷貝根四大問題。

拎

[編輯]

  • （英文）Brazier, M. A. B. (1970), The Electrical Activity of the Nervous System, London: Pitman.
  • （英文）MMN 總結

由「https://zh-yue.wikipedia.org/w/index.php?title=不匹配負向波&oldid=2340579」收