西南大学心理学部团队在《Cortex》期刊发文揭示超感觉通道时间表征的电生理证据

　　在日常生活中，人类能够处理来自视觉、听觉等不同感觉通道的时间信息。当这些信息在不同时间点输入大脑时，大脑如何表征这些时间信息？超通道时间表征假设认为，不同感觉通道的时间信息可以在大脑中形成一个共同的表征；而通道特异假设则认为，这些信息会形成感觉通道特异的时间表征。基于标量计时模型和集中趋势效应的行为研究，研究者提出不同感觉通道输入的时间信息能够形成超通道时间表征。然而，目前仍缺乏直接的神经证据来检验这一假设。西南大学心理学部陈有国副教授的时空认知课题组采用事件相关电位技术（ERP），获取了电生理证据来检验超通道时间表征假设。他们创新性地采用跨通道时间辨别任务来操纵时间背景。参与者需要将听觉标准时距与视觉比较时距进行比较，听觉标准时距固定为1.1秒，视觉比较时距随机选自短时间背景（0.6、0.8、1和1.2秒）或长时间背景（1、1.2、1.4和1.6秒）（图1）。研究假设视觉时间背景与听觉标准时距整合成为主观时间标准，短背景条件下的主观时间标准短于长背景条件。以前的研究发现，比较时距诱发的关联负变化（CNV）波幅的急剧下降，反映了参与者对时间信息的主观判断和决策过程，可以作为主观时间标准长度的神经指标。因此，可以预测短时间背景条件下的CNV开始下降的时间点早于长时间背景条件。

图1 实验流程图（Ａ）、通道特异假设（Ｂ）超通道假设（Ｃ）。行为结果显示，短时间背景条件和长时间背景条件下的心理测量曲线明显分离；短时间背景条件下的主观相等点（PSE）和标准差（SD）显著小于长时间背景（图2）。

图2  行为结果。（A）典型参与者的心理测量曲线。曲线表示参与者感知视觉比较时距比听觉标准时距更长的比例。（B）所有参与者在短时背景和长时背景下的平均主观等值点（PSE）。（C）所有参与者在短时背景和长时背景下的平均标准差（SD）。误差条表示所有参与者的平均值的标准误。

        ERP分析结果发现，在短时间背景和长时间背景下，视觉比较时距均诱发了CNV成分（图3A、3B）。短时间背景的CNV波幅在早期阶段比长时间背景更高（更负）（图3C、3D），这可能反映了在短时间背景下，参与者会期待时间更早结束，因此投入更多注意。随后，短时间背景下的CNV比长时间背景更早开始下降（图3C、3D），这提示短时间背景条件下的主观时间表征要短于长时间背景条件。这些结果为超通道时间表征的存在提供了直接的电生理证据。

图3 视觉比较时距在短时间和长时间背景下诱发的事件相关电位（ERP）。（A-B）短时间（A）和长时间（B）背景下额中央区域（Cz、C1、C2、FCz、FC1、FC2）测得的平均ERP波形。（C）短时间和长时间背景下1秒条件的平均ERP波形及其地形图。（D）短时间和长时间背景下1.2秒条件的平均ERP波形及其地形图。黑色垂直实线定义了250–1300毫秒的11个时间窗口。*p < 0.05，**p < 0.01，***p < 0.001。

        该研究的发现对长时记忆中的时间信息表征研究具有重要的理论意义。它提供了电生理证据，证实当视觉和听觉时间信息混合呈现时，来自不同模态的时间信息会整合形成超感觉通道的时间表征。这些发现促进了人类对大脑如何在包含多个感觉输入的动态环境中处理和组织时间信息的理解。未来的研究可以继续使用时间辨别任务，通过操控听觉时间背景，以深入探讨感觉信息整合过程中主观时间表征的神经机制，从而获得对不同感觉通道时间信息加工的更全面理解。该研究“Temporal context modulates cross-modality time discrimination: Electrophysiological evidence for supramodal temporal representation”已于2024年8月13日被国际著名神经科学期刊《Cortex》正式发表。西南大学心理学部在读硕士研究生庞舒方为论文第一作者，陈有国为通讯作者。该研究得到了教育部人文社会科学一般项目和重庆市自然科学基金项目的资助。

参考文献

Pang, S. F., Ding, S. F., Peng, C. H., & Chen, Y. G. (2024). Temporal context modulates cross-modality time discrimination: Electrophysiological evidence for supramodal temporal representation. Cortex. https://doi.org/10.1016/j.cortex.2024.07.011