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據(jù)報(bào)道一些與心跳相關(guān)的效應(yīng)會(huì)影響意識(shí)感知，目前尚不清楚這些效應(yīng)是獨(dú)立的還是存在關(guān)聯(lián)的，它們是早期知覺(jué)效應(yīng)還是晚期決策過(guò)程。來(lái)自德國(guó)馬克斯·普朗克人類認(rèn)知與腦科學(xué)研究所的Esra Al等人結(jié)合腦電、心電圖以及信號(hào)檢測(cè)論分析，發(fā)現(xiàn)心跳會(huì)對(duì)意識(shí)感知產(chǎn)生兩種截然不同的影響，這些影響與早期/晚期軀體感覺(jué)處理有關(guān)。 首先，發(fā)現(xiàn)了心臟內(nèi)感受的標(biāo)志--心跳誘發(fā)電位（heartbeat-evoked potential ，HEP）對(duì)早期感覺(jué)加工的影響，刺激前HEP的振幅與體感刺激的定位和檢測(cè)呈負(fù)相關(guān)，反映了更保守的檢測(cè)偏差。更重要的是，HEP振幅較高時(shí)，早期（P50）和晚期（N140，P300）體感誘發(fā)電位的振幅會(huì)出現(xiàn)下降。 第二，心跳周期的刺激時(shí)機(jī)也會(huì)影響感知，在心臟收縮期，刺激被檢測(cè)和正確定位的概率較低，這與知覺(jué)敏感性的變化有關(guān)。僅對(duì)晚期SEP成分存在抑制時(shí)，這種知覺(jué)衰退才會(huì)出現(xiàn)，并且在心率更穩(wěn)定的個(gè)體中表現(xiàn)更強(qiáng)。這兩種與心跳有關(guān)的效應(yīng)都與α振蕩對(duì)軀體感覺(jué)加工的影響無(wú)關(guān)。研究者在預(yù)測(cè)編碼賬戶中解釋了心跳周期計(jì)時(shí)效應(yīng)，并提出與HEP相關(guān)的效應(yīng)可能反映了內(nèi)感受和外感受的自發(fā)轉(zhuǎn)移或一般注意資源的調(diào)節(jié)。因此，研究者的結(jié)果提供了一個(gè)普遍的概念框架來(lái)解釋如何將內(nèi)部信號(hào)整合到我們對(duì)世界的有意識(shí)感知中。本文發(fā)表在PNAS雜志。（可添加微信號(hào)siyingyxf或18983979082獲取原文及補(bǔ)充材料） 雖然越來(lái)越多的證據(jù)表明，與心臟功能相關(guān)的事件可能會(huì)調(diào)節(jié)意識(shí)知覺(jué)，但基本問(wèn)題仍然沒(méi)有解決。是否知覺(jué)辨別能力即信號(hào)檢測(cè)論中的敏感性會(huì)受到心臟活動(dòng)的影響？或者報(bào)告這個(gè)效應(yīng)下的刺激存在或不存在是否存在偏差，也就是信號(hào)檢測(cè)論中的標(biāo)準(zhǔn)？無(wú)標(biāo)準(zhǔn)的決策是否也受到心臟的影響？這些知覺(jué)效應(yīng)在誘發(fā)神經(jīng)活動(dòng)中是如何反應(yīng)的？更具體來(lái)說(shuō)，這些效應(yīng)是影響早期、前意識(shí)、體感誘發(fā)電位（somatosensory-evoked potentials,SEPs），還是只影響晚期成分？最終，與心跳相關(guān)的感知意識(shí)的調(diào)節(jié)與感知覺(jué)和誘發(fā)腦活動(dòng)的主要決定因素（如預(yù)測(cè)、注意和背景神經(jīng)活動(dòng)）之間的關(guān)系尚不清楚。目前的研究旨在使用體感檢測(cè)和定位任務(wù)，用腦電圖（EEG）來(lái)探討連接心臟、腦和感知的機(jī)制。基于信號(hào)檢測(cè)論的設(shè)計(jì)，研究者確定了兩種與心跳相關(guān)的不同效應(yīng)：1）心跳周期中的刺激時(shí)間和2）體感知覺(jué)和誘發(fā)電位上的HEP振幅。研究者猜測(cè)這些發(fā)現(xiàn)符合心臟相位相關(guān)感覺(jué)波動(dòng)的預(yù)測(cè)編碼，可能與HEP振幅表示的內(nèi)感受和外感受之間的自發(fā)移動(dòng)有關(guān)。從德國(guó)萊比錫馬克斯·普朗克人類認(rèn)知與腦科學(xué)研究所的數(shù)據(jù)庫(kù)中招募了40名健康志愿者。3名被試因數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題被刪除，有效被試37名 (20名女性，年齡:25.7±3.9歲[平均值±標(biāo)準(zhǔn)差]，年齡:19-36歲)。由于部分?jǐn)?shù)據(jù)采集失誤，數(shù)據(jù)分析排除了一些實(shí)驗(yàn)組塊(5名被試8個(gè)組塊)，虛報(bào)率> 40%(8名被試8個(gè)組塊)，在任務(wù)中用錯(cuò)誤手指做出反應(yīng)(3名被試4個(gè)組塊)，以及在任務(wù)中觀察到閉眼(1名被試3個(gè)組塊)。排除這些因素后，對(duì)37名被試的32880個(gè)試次共274個(gè)block進(jìn)行分析。用恒流電刺激器(DS5數(shù)字化儀)產(chǎn)生持續(xù)時(shí)間為200 μs的單方波脈沖。鋼絲環(huán)形電極分別放置在左手食指和中指的中間(陽(yáng)極)和近端(陰極)指骨上。被試在每個(gè)試次中都會(huì)完成兩個(gè)任務(wù)：一個(gè)是yes/no detection任務(wù)，一個(gè)是定位任務(wù)。具體來(lái)說(shuō)：在每個(gè)試次的開(kāi)始，屏幕上會(huì)出現(xiàn)600ms的黑點(diǎn)。被試會(huì)在左手的食指或中指受到刺激，刺激后600ms，被試會(huì)被詢問(wèn)“是否”問(wèn)題（通過(guò)在屏幕上呈現(xiàn)“是/否”）以盡可能快的報(bào)告他們的手指上是否感受到了刺激。如果他們感覺(jué)到刺激，就回答“是”，如果沒(méi)有，就用右手食指回答“否”（yes/no detection任務(wù)）。此后，被試被要求回答刺激是在哪里發(fā)生的。他們被明確告知要“猜測(cè)”，即使他們?cè)诘谝粋€(gè)問(wèn)題中沒(méi)有感覺(jué)到刺激。如果他們將刺激定位在左手食指上，他們被要求用右手食指回答，如果他們將刺激定位在左手中指上，則用右手中指回答（定位任務(wù)）。在回答位置問(wèn)題后，下一個(gè)試次立即開(kāi)始，每個(gè)被試總共完成8個(gè)組塊。每個(gè)組塊包含100次電刺激試驗(yàn)(每個(gè)手指50次試驗(yàn))和20次無(wú)任何刺激試驗(yàn)(探測(cè)試驗(yàn))，每個(gè)組塊持續(xù)時(shí)間8min。本研究中，計(jì)算了yes/no detection任務(wù)中的擊中率、虛報(bào)率、漏報(bào)率以及正確拒絕比率。當(dāng)刺激出現(xiàn)時(shí)且報(bào)告出現(xiàn)即為擊中，漏報(bào)是指當(dāng)刺激出現(xiàn)但被試卻報(bào)告刺激沒(méi)有出現(xiàn)。對(duì)于探測(cè)試次（沒(méi)有刺激呈現(xiàn)），虛報(bào)是報(bào)告出現(xiàn)刺激而正確拒絕是報(bào)告不存在刺激。“正確定位”和“錯(cuò)誤定位”項(xiàng)目被用來(lái)描述定位任務(wù)表現(xiàn)。正確定位是正確報(bào)告了刺激位置，錯(cuò)誤定位是指錯(cuò)誤報(bào)告了刺激位置。
圖1。實(shí)驗(yàn)范式。在八個(gè)實(shí)驗(yàn)組塊的960個(gè)試次中，有800個(gè)試次被試的左手食指或中指受到微弱的電脈沖。被試被告知每個(gè)試次都包含一個(gè)刺激；但是，在160個(gè)假隨機(jī)試次中實(shí)際上沒(méi)有出現(xiàn)刺激。在每個(gè)試次中，被試都被要求首先進(jìn)行是/否檢測(cè)任務(wù)，然后進(jìn)行位置辨別任務(wù)。 根據(jù)國(guó)際10-10系統(tǒng)，使用商業(yè)腦電圖采集系統(tǒng)(actiCap，BP公司)。EEG是記錄分布在左右半球的62個(gè)電極，額中電極(FCz)用作參考。所有通道的電極阻抗保持≤5kΩ，采樣率2.5kHz。一個(gè)連接到腦電圖系統(tǒng)的心電圖電極被放置在參與者的左乳房下，以記錄心臟活動(dòng)。應(yīng)用兩種互補(bǔ)的方法——循環(huán)分析和二元分析(circular and binary analysis)——來(lái)確認(rèn)整個(gè)心跳周期的檢測(cè)和定位，對(duì)于這些分析，研究者首先使用Kubios HRV分析軟件2.2從心電圖數(shù)據(jù)中提取R峰，并對(duì)不準(zhǔn)確確定的R峰進(jìn)行視覺(jué)校正(< 0.1%)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，研究者根據(jù)RR間隔時(shí)間序列（R峰和R峰的時(shí)間間隔），計(jì)算RR間隔的標(biāo)準(zhǔn)差( SD of RR intervals ，SDNN)和自然對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換的SDNN值，以計(jì)算HRV (heart rate variability 心率變異性，即兩個(gè)連續(xù)R峰[RR間隔]之間的持續(xù)時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差)。 使用循環(huán)統(tǒng)計(jì)來(lái)檢測(cè)整個(gè)心跳周期（從一個(gè)r峰到下一個(gè)r峰）并進(jìn)行定位，并對(duì)心跳周期的不同持續(xù)時(shí)間分別進(jìn)行了校正，以解釋其振蕩性質(zhì)。研究者使用以下公式計(jì)算心跳周期內(nèi)刺激開(kāi)始的相對(duì)位置:[(onset time–previous R-peak time)=(subsequent R ? peak time–previous R? peak time)] × 360這是0°和360°之間的值(0表示刺激開(kāi)始前的R峰)。用Rayleigh測(cè)試對(duì)每個(gè)被試的刺激發(fā)作分布進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試。由于心跳周期刺激發(fā)作的非均勻分布，兩名被試被排除在進(jìn)一步的循環(huán)分析之外(R = 0.06, P = 0.04;R = 0.06, P = 0.03)。剩下的35名被試完成了均勻起病分布的假設(shè)。計(jì)算每名被試不同表現(xiàn)發(fā)生時(shí)的平均相位值(檢測(cè)任務(wù):擊中和漏報(bào)；定位任務(wù):正確定位和錯(cuò)誤定位)。在群組水平上，使用Rayleigh測(cè)試測(cè)試特定表現(xiàn)分?jǐn)?shù)(例如，擊中)的分布是否偏離均勻分布。Rayleigh測(cè)試取決于圓形數(shù)據(jù)點(diǎn)樣本的平均矢量長(zhǎng)度，并計(jì)算圓形周圍這些相位值的平均濃度。統(tǒng)計(jì)上顯著的Rayleigh檢驗(yàn)結(jié)果表明，數(shù)據(jù)在圓周圍(即心跳周期)的分布不均勻。考慮到心臟活動(dòng)的雙相性，因此在心跳周期的收縮期和舒張期之間比較檢測(cè)和定位表現(xiàn)。研究者定義收縮期為R峰和t波結(jié)束之間的時(shí)間。使用每個(gè)心跳周期的收縮期長(zhǎng)度來(lái)定義舒張期，即在心跳周期結(jié)束時(shí)的等長(zhǎng)舒張期窗口。為了確定t波的終點(diǎn)，在每次試驗(yàn)中應(yīng)用梯形面積算法。這種方法與具有固定箱的方法(例如，將收縮期定義為R峰之后的300毫秒時(shí)間窗口)相比具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗紤]了被試內(nèi)和被試間收縮期和舒張期長(zhǎng)度的不同。自動(dòng)算法的結(jié)果進(jìn)一步進(jìn)行視覺(jué)控制以保證質(zhì)量。在進(jìn)一步的二元分析中，有27個(gè)試次未能計(jì)算出t波末端并產(chǎn)生了異常的收縮期長(zhǎng)度(超過(guò)或低于參與者特定的平均收縮期4個(gè)SDs)。從這些分析中獲得的平均收縮期(和舒張期)長(zhǎng)度為333±21 ms。每個(gè)試驗(yàn)的分類取決于刺激是否發(fā)生在收縮期或舒張期。收縮期和舒張期試驗(yàn)的平均數(shù)量分別為338±51和342±59。使用EEGLAB和FieldTrip工具箱算法以及MATLAB自編腳本離線分析腦電圖和心電圖數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)降采樣至250赫茲。在拼接所有組塊之后進(jìn)行濾波，濾波范圍為0.5-45赫茲。對(duì)偽跡較大的通道進(jìn)行插值。在應(yīng)用主成分分析后，使用擴(kuò)展的infomax算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立成分分析，以消除心跳、眼睛和肌肉偽影。根據(jù)心電圖電極的R峰分割獨(dú)立分量分析分量，并可視地選擇其活動(dòng)與心電圖的R峰和T波的時(shí)間過(guò)程相匹配的分量，來(lái)確定具有心臟場(chǎng)偽影的獨(dú)立分量分析分量。去除偽跡相關(guān)的成分之后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全腦平均參考。 SEPs(somatosensory-evoked potentials，體感誘發(fā)電位) 對(duì)于出現(xiàn)在心臟收縮期和心臟舒張期的試驗(yàn)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分段，分段時(shí)長(zhǎng)為-1000ms到2000ms，基線校正的時(shí)間窗為-100 - 0ms。對(duì)早期體感誘發(fā)成分P50（40-60ms）的最大正偏向的測(cè)試顯示受刺激手的對(duì)側(cè)的右側(cè)初級(jí)軀體感覺(jué)運(yùn)動(dòng)區(qū)為C4電極。因此，在C4電極上進(jìn)行體感誘發(fā)電位振幅進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。為了消除血液循環(huán)的可能影響，研究者估計(jì)了腦電圖數(shù)據(jù)中的心臟偽影。為此，在刺激窗口之外的心跳周期上放置隨機(jī)觸發(fā)器(圖1)。然后，研究者根據(jù)心跳周期觸發(fā)點(diǎn)的位置將任意觸發(fā)點(diǎn)分為收縮期或舒張期。分類之后，圍繞這些觸發(fā)點(diǎn)（-1000-2000ms）進(jìn)行數(shù)據(jù)分段，并分別對(duì)收縮期和舒張期進(jìn)行平均，以估計(jì)每個(gè)被試在每個(gè)通道中收縮期和舒張期的心臟偽影。HEPs（heartbeat-evoked potential，心跳誘發(fā)電位）進(jìn)行如上預(yù)處理后，選擇包含刺激的心跳周期。研究者只選擇了刺激發(fā)生在前一個(gè)R峰(對(duì)應(yīng)于舒張期)后至少400毫秒的試次。分別針對(duì)擊中、漏報(bào)、正確定位、和錯(cuò)誤定位4種條件進(jìn)行分段，分段時(shí)以R峰為原點(diǎn)，分段時(shí)長(zhǎng)為-1000到2000ms，據(jù)此確定心跳誘發(fā)電位。用這種方法，研究者可以在R峰過(guò)后250-400ms間計(jì)算刺激心跳誘發(fā)電位。 進(jìn)行時(shí)頻分析以研究刺激開(kāi)始后的感覺(jué)運(yùn)動(dòng)α活動(dòng)。對(duì)于感覺(jué)運(yùn)動(dòng)α，研究者選擇了代表感覺(jué)運(yùn)動(dòng)節(jié)律的ICA成分來(lái)消除如先前所述的枕葉α活動(dòng)的影響，確保選擇的感覺(jué)運(yùn)動(dòng)成分對(duì)應(yīng)于初級(jí)軀體感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)區(qū)域的源水平。之后，如前所述，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分段（-1000 – 2000ms），計(jì)算心電圖誘發(fā)的舒張期和收縮期偽影，并減去這些數(shù)據(jù)。對(duì)于頻率從5到40 Hz的每一個(gè)試次，都進(jìn)行莫雷小波分析，周期數(shù)從4到10線性增加。因此，10赫茲的小波有4.9個(gè)周期長(zhǎng)，時(shí)間分辨率為0.10秒，頻譜分辨率為4.85赫茲。重點(diǎn)關(guān)注刺激前α活動(dòng)的影響，以測(cè)試心跳周期對(duì)檢測(cè)的感知覺(jué)效應(yīng)是否受到對(duì)側(cè)體感區(qū)預(yù)收縮振蕩活動(dòng)(-300至0 ms)的影響。根據(jù)信號(hào)檢測(cè)論來(lái)計(jì)算敏感性（d’）和標(biāo)準(zhǔn)（反應(yīng)偏差），d′和c分別計(jì)算為z(HR)z(FAR)和[z(HR) + z(FAR)]/2，HR對(duì)應(yīng)擊中率，F(xiàn)AR對(duì)應(yīng)虛報(bào)率。由于37名參與者中有2名沒(méi)有產(chǎn)生虛報(bào)，因此使用對(duì)數(shù)線性校正來(lái)補(bǔ)償極端虛報(bào)率。定位d′prime計(jì)算為√2 * z(正確定位率)。利用fieldtrip中的基于團(tuán)塊水平的置換檢驗(yàn)進(jìn)行‘雙條件比較’。第一道P值卡0.05，第二道P卡0.05，置換次數(shù)1000次。研究者期望在C4電極觀察到對(duì)側(cè)體感皮層的SEPs差異。因此，在體感相關(guān)活動(dòng)的比較中，研究者僅使用聚類統(tǒng)計(jì)來(lái)測(cè)試兩個(gè)實(shí)驗(yàn)條件在時(shí)間上是否在對(duì)側(cè)體感皮層上不同。相比之下，研究者并沒(méi)有對(duì)心跳誘發(fā)電位分析先驗(yàn)定義一個(gè)空間區(qū)域，而是期望在R峰后250-400ms內(nèi)觀察到一個(gè)心跳誘發(fā)電位。如果被試內(nèi)方差分析違反了球形假設(shè)，那將使用Greenhouse–Geisser 校正，所有統(tǒng)計(jì)測(cè)試都是雙向的。如果您對(duì)腦電等數(shù)據(jù)處理感興趣，歡迎瀏覽思影科技課程及服務(wù)。（可添加微信號(hào)siyingyxf或18983979082咨詢）：更新通知：第九屆眼動(dòng)數(shù)據(jù)處理班（上海，4.6-11） 第二十五屆腦電數(shù)據(jù)處理中級(jí)班（上海，3.17-22） 第十一屆近紅外腦功能數(shù)據(jù)處理班（上海，4.13-18) 第十二屆腦電數(shù)據(jù)處理入門班（南京，3.19-24） 在“是/否”檢測(cè)和位置辨別結(jié)合的任務(wù)中，37名被試的左食指或中指受到微弱的軀體感覺(jué)（電）刺激（圖1）。平均來(lái)看，被試表現(xiàn)出51.0±10.5%（均值±標(biāo)準(zhǔn)差）的體感刺激，虛報(bào)率8.4±7.7%。這對(duì)應(yīng)于平均檢測(cè)敏感性d’為1.57±0.57，判定標(biāo)準(zhǔn)為C, 0.76±0.32。被試正確定位了73.3±6.6%的刺激（手指方向），對(duì)應(yīng)于0.90±0.32的平均定位敏感性，被試正確擊中率為88.9±7.9%，漏報(bào)率為57.0±6.9%。研究者假設(shè)擊中更有可能發(fā)生在心跳周期的后階段，漏報(bào)則發(fā)生在早期。使用三種互補(bǔ)的方法來(lái)檢驗(yàn)這個(gè)假設(shè)。首先，研究者使用循環(huán)統(tǒng)計(jì)，它允許評(píng)估整個(gè)心跳周期，而不區(qū)分收縮期和舒張期，它們的相對(duì)長(zhǎng)度受到心跳周期持續(xù)時(shí)間變化的不同影響（詳見(jiàn)循環(huán)分析）。Rayleigh測(cè)試表明擊中不是均勻分布的， R = 0.40，P = 0.003(圖2A)，對(duì)應(yīng)于心跳周期的后部分（即舒張期），平均角度為308.7°。同樣，漏報(bào)也不均勻分布，R = 0.40，P = 0.004(圖2A)，平均角度為93.84°，位于心跳周期的早期(即心臟收縮期)。研究者觀察到心臟周期后階段的正確定位分布趨勢(shì)(R = 0.28，P = 0.067)。錯(cuò)誤定位的分布與均勻分布沒(méi)有顯著差異，R = 0.17，P = 0.35(圖2A)。為了解釋心跳周期的雙向性，研究者通過(guò)分割每個(gè)心跳周期為舒張期和收縮期來(lái)檢查檢測(cè)和定位表現(xiàn)：定義每個(gè)心跳周期的收縮期時(shí)間窗口作為R峰和T波結(jié)束之間的時(shí)間?；谶@個(gè)收縮期窗口的持續(xù)時(shí)間，研究者在每個(gè)心跳周期結(jié)束時(shí)定義了一個(gè)等長(zhǎng)的舒張期窗口(圖2B)。正如研究者第一次分析所表明的，舒張期弱刺激的檢測(cè)率(平均[M] = 52.41%)顯著高于收縮期(M = 49.53%，t36 = 3.95，P = 3 ^ 10 ^ 4)(圖2B)。在37名受試者中，有27名在舒張期檢測(cè)率增加。然而，心臟收縮期(M = 8.50%)和心臟舒張期(M = 8.19%)之間的虛報(bào)率沒(méi)有顯著差異。此外，研究者測(cè)試了收縮期和舒張期的反應(yīng)潛伏期是否不同，但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)顯著差異(t36= 0.83，P = 0.41)。研究者還測(cè)試了心跳時(shí)相對(duì)檢測(cè)的影響是否與個(gè)體的心率或心率變異性(HRV，即兩個(gè)連續(xù)R峰[RR間隔]之間的持續(xù)時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差)相關(guān)。雖然受試者的心率與其在收縮期和舒張期之間的檢測(cè)率變化之間沒(méi)有顯著相關(guān)性(皮爾遜相關(guān)，r = 0.01，P = 0.95)，但受試者的HRV與其檢測(cè)率差異呈負(fù)相關(guān)。信號(hào)檢測(cè)論用于測(cè)試舒張期檢測(cè)率的增加是否由于知覺(jué)敏感性的增加（d’）或是由于采用更寬松的反應(yīng)策略（標(biāo)準(zhǔn)）導(dǎo)致，舒張期（M=1.59）的檢測(cè)敏感性顯著高于收縮期（M=1.48），t36 = 2.38，P = 0.008(圖2B)。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)，在收縮期（M=0.75）和舒張期（M=0.73）之間未發(fā)現(xiàn)顯著差異，t36= 0.71，P = 0.48。整個(gè)心跳周期也對(duì)定位表現(xiàn)進(jìn)行了測(cè)試。收縮期（M=73.27%）和舒張期(M=73.68%)的正確定位率沒(méi)有顯著性差異, t36 = 0.62，P = 0.54。同樣，收縮期(M=0.90)和舒張期(M=0.93)之間的定位敏感性也沒(méi)有顯著性差異，t36 = 0.89，P = 0.38（圖2B）。最后，研究者評(píng)估了體感刺激相對(duì)于先前R峰的絕對(duì)時(shí)間延遲對(duì)檢測(cè)和定位率的影響。檢測(cè)和定位率在以下四個(gè)時(shí)間窗口間有顯著差異：0-200ms，200-400ms，400-600ms，600-800ms（被試內(nèi)方差分析，F(xiàn)3,108= 7.25, P = 2·10?4and F3,108=3.97, P = 0.01）。在R峰后200-400ms，檢測(cè)和定位最低（0-200ms和200-400ms檢測(cè)時(shí)間窗口和定位時(shí)間窗口的事后配對(duì)t檢驗(yàn)，檢測(cè)：t36= 3.76, P =6·10?4；定位：t36= 2.88, P = 0.007，在200-400ms和400-600ms檢測(cè)和定位時(shí)間窗口的事后配對(duì)t檢驗(yàn)，檢測(cè)：t36= ?3.61, P = 9·10?4；定位：t36= ?1.36, P = 0.18，圖2C），敏感性存在顯著差異但標(biāo)準(zhǔn)不存在顯著差異（時(shí)間的主效應(yīng)，F(xiàn)3,108=6.26, P = 6·10?4，對(duì)0-200ms和200-400ms做了事后配對(duì)t檢驗(yàn)，t36= 2.83, P = 0.008；以及200-400ms和400-600ms之間的事后配對(duì)t檢驗(yàn)，t36=?3.48, P = 0.001）。
圖2。體感刺激的意識(shí)檢測(cè)在整個(gè)心跳周期中是不同的。（A）心跳周期（0°和360°兩個(gè)R峰之間的間隔）中擊中分布（左上角），漏報(bào)（右上角）、正確定位（左下）、錯(cuò)誤定位（右下），灰點(diǎn)表示被試平均度數(shù)。黑色箭頭指向整體平均度數(shù)，其長(zhǎng)度表示個(gè)體均值的一致性?；疑€條表示個(gè)體均值的圓形密度。總的平均收縮期和舒張期長(zhǎng)度分別用紅色和藍(lán)色表示。擊中和漏報(bào)在整個(gè)心跳周期分布不均勻（Rayleigh測(cè)試，分別是 R = 0.40, P = 0.003和 R = 0.40, P = 0.004），雖然正確的定位顯示出不均勻分布的趨勢(shì)(P = 0.067)，但錯(cuò)誤的定位沒(méi)有顯示出與均勻分布的顯著偏差(P = 0.35)（B,頂端）。收縮期和舒張期的正確檢測(cè)和定位百分比。參與者在舒張期的檢測(cè)更準(zhǔn)確(t36= ?3.95, P = 3·10?4），正確定位在收縮期和舒張期之間沒(méi)有發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異(P = 0.54)（B,底部），收縮期和舒張期之間的檢測(cè)和定位敏感性(d’)。舒張期的檢測(cè)敏感性明顯高于收縮期（(t36= ?2.38, P = 0.008），且定位敏感性在兩個(gè)心跳時(shí)相之間沒(méi)有顯著差異(P = 0.38)。（C）相對(duì)從之前R峰體感刺激的正確檢測(cè)和定位。在峰值后200到400毫秒，檢測(cè)和定位表現(xiàn)最差（在0到200毫秒和200到400毫秒之間對(duì)檢測(cè)進(jìn)行事后配對(duì)t檢驗(yàn)，t36= 3.76, P = 6·10?4和定位: t36= 2.88, P = 0.007）。誤差線表示SEMs，+P < 0.08, *P < 0.05， **P < 0.005, ***P <0.0005; ns，無(wú)顯著性。已知意識(shí)體感知覺(jué)與某些體感誘發(fā)電位成分的較大振幅相關(guān)，如N140和P300。根據(jù)體感知覺(jué)的變化，研究者期望發(fā)現(xiàn)收縮期和舒張期在體感誘發(fā)電位上的差異。研究者用聚類置換t檢驗(yàn)系統(tǒng)地比較了在0ms（刺激開(kāi)始）到600ms收縮期和舒張期的體感誘發(fā)電位。在兩個(gè)時(shí)間段中：268-340ms和392-468ms，舒張期而不是收縮期誘發(fā)刺激，對(duì)側(cè)體感皮層上的體感誘發(fā)電位（由C4電極顯示）表現(xiàn)出更大的陽(yáng)性率（Monte Carlo P = 0.004和P = 0.003, 即時(shí)多次比較校正，圖3A），在舒張期和收縮期中集中的體感誘發(fā)電位沒(méi)有顯著性差異（最小Monte Carlo P = 0.27），但是對(duì)于對(duì)側(cè)體感區(qū)的收縮期和舒張期中漏報(bào)的體感誘發(fā)電位有所不同。在分別為288至324毫秒和400至448毫秒的時(shí)間窗內(nèi)，舒張期相比收縮期表現(xiàn)更高的正確率。（分別為Monte Carlo P = 0.02 和Monte Carlo P = 0.01, 圖3C）研究者使用2（因子檢測(cè)：擊中或漏報(bào)）×2（心臟期：收縮期和舒張期）的被試內(nèi)方差分析去檢驗(yàn)體感誘發(fā)電位中P300效應(yīng)，P300潛伏期是通過(guò)合并收縮期和舒張期體感誘發(fā)電位差異的兩個(gè)時(shí)間簇，在268-468ms內(nèi)確定的。研究者發(fā)現(xiàn)檢測(cè)（F1,36= 33.29, P = 1·10?6）和心臟期（F1,36=8.26, P = 0.007）的主效應(yīng)顯著，但沒(méi)有觀察到顯著的交互作用（F1,36= 2.55, P = 0.12）。為了確定收縮期和舒張期的體感誘發(fā)電位來(lái)源于體感皮層，研究者進(jìn)行了源重構(gòu)。在源水平上，研究者證實(shí)了對(duì)側(cè)體感皮層在收縮期和舒張期P300振幅的顯著差異(t36 = 2.55，P = 0.01)。在探索性分析中，研究者在其他已知影響心-腦相互作用和體感誘發(fā)電位振幅的腦區(qū)測(cè)試了體感誘發(fā)電位:右前島葉，右下頂葉、雙側(cè)前扣帶和后扣帶以及雙側(cè)外側(cè)前額皮質(zhì)。研究者沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這些區(qū)域在收縮期和舒張期有體感誘發(fā)電位的差異。 
（A）收縮期和舒張期在體感誘發(fā)電位P300成分上的差異。在對(duì)側(cè)體感皮層刺激開(kāi)始后的268至340毫秒和392至468毫秒之間，舒張期刺激的SEPs比收縮期表現(xiàn)出更大的陽(yáng)性(分別是Monte Carlo P = 0.004和 P = 0.003, 時(shí)間多重比較校正）。（B）舒張期和收縮期在268和468毫秒之間的地形圖比較，C4電極的位置顯示在頭部模型上。（C）心臟收縮期(紅色)和心臟舒張期(藍(lán)色)的擊中(淺色)和漏報(bào)(深色)的SEPs，在兩個(gè)時(shí)間窗:288至324毫秒和400至448毫秒，舒張期比收縮期的SEPs表現(xiàn)出更高的陽(yáng)性率（分別是P = 0.02和P = 0.01）。（D）檢測(cè)和心跳時(shí)相在268到468毫秒之間的平均體感誘發(fā)電位振幅。*P < 0.05, **P < 0.005; ns,無(wú)顯著性。心臟誘發(fā)電位預(yù)測(cè)體感檢測(cè)心跳誘發(fā)電位是皮質(zhì)電生理反應(yīng)，時(shí)間鎖定在心電圖的R峰，被認(rèn)為代表心臟活動(dòng)的神經(jīng)處理。研究者測(cè)試了緊接在刺激開(kāi)始前的HEPs是否預(yù)測(cè)了體感檢測(cè)。為了確保在R峰后250至400毫秒的HEP時(shí)間窗沒(méi)有對(duì)刺激的神經(jīng)反應(yīng)，只分析包括刺激在前一個(gè)R峰后至少400毫秒發(fā)生的試次（在舒張期）。研究者對(duì)擊中和漏報(bào)分別鎖定在R峰的腦電圖數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，并將R峰后250至400毫秒的時(shí)間窗口進(jìn)行基于聚類的置換t檢驗(yàn)。在296到400毫秒之間，對(duì)側(cè)體感電極和中央電極的擊中和漏報(bào)之間的刺激前HEPs存在顯著差異(蒙特卡羅P = 0.004。HEP分析中的擊中和漏報(bào)之間的心率或HRV沒(méi)有發(fā)現(xiàn)顯著變化(分別是t36= 1.51，P = 0.14和t36 = 0.61，P = 0.55)。因此，所觀察到的心跳誘發(fā)電位差異不能歸因于擊中和漏報(bào)之間心率或HRV的變化。隨后，研究者針對(duì)不同的檢測(cè)響應(yīng)(例如，擊中和漏報(bào))分別計(jì)算了296至400毫秒時(shí)間窗口內(nèi)的刺激前HEPs平均值。類似地，研究者計(jì)算了心臟周期外刺激窗口的心跳誘發(fā)電位（圖1），非刺激相關(guān)的HEPs比之前的擊中表現(xiàn)出更高的陽(yáng)性率(配對(duì)t檢驗(yàn)，t36= 4.83，P = 3·10?5)，并且與之前的漏報(bào)相比有更高的陽(yáng)性率的趨勢(shì)(配對(duì)t檢驗(yàn)，t36= 1.90，P = 0.07)。正確拒絕前的HEPs振幅比擊中前的HEPs波幅表現(xiàn)出顯著更少的陽(yáng)性(配對(duì)t檢驗(yàn)，t36= 4.22， 2·10?4)，并且與漏報(bào)之前的HEPs無(wú)顯著差異(配對(duì)t檢驗(yàn)，t36= 1.63，P = 0.11)。研究者還測(cè)試了預(yù)刺激心跳誘發(fā)電位振幅是否與體感誘發(fā)電位振幅的變化相關(guān)。研究者在0至600毫秒(0 =刺激開(kāi)始)的時(shí)間窗內(nèi)應(yīng)用了基于聚類的置換t檢驗(yàn)，以比較低和高HEP振幅后的體感誘發(fā)電位。當(dāng)?shù)托奶T發(fā)電位的刺激在高心跳誘發(fā)電位之前時(shí)，對(duì)側(cè)體感皮層上32ms到600ms之間的體感誘發(fā)電位具有較高陽(yáng)性率（Monte Carlo P = 0.004，時(shí)間多重比較校正; 圖4G）。在源水平上，研究者證實(shí)了在對(duì)側(cè)初級(jí)體感皮層中，早期體感誘發(fā)電位成分（P50）的振幅隨高低心跳誘發(fā)電位改變而顯著不同。在進(jìn)一步的探索性分析中，研究者測(cè)試了P50成分的差異是否可以在參與心腦相互作用的其他大腦區(qū)域觀察到(參見(jiàn)上一節(jié))。在高低心跳誘發(fā)電位振幅之后，在右前島葉、左右半球PCC、左右半球額葉皮層的后半部分但是不是在rRPL和雙側(cè)扣帶回中的P50成分有顯著差異。
圖4。刺激開(kāi)始前的心跳誘發(fā)電位預(yù)測(cè)體感檢測(cè)。（A）擊中和漏報(bào)之前的HEP差異的t值地形圖:37名被試在296-400毫秒時(shí)間窗口內(nèi)的總平均值，其中在突出顯示的電極上觀察到了顯著差異(漏報(bào)>擊中)(蒙特卡羅P = 0.004，并進(jìn)行多重比較校正)。（B）集群中平均的刺激前HEPs。（C-F）單個(gè)試次根據(jù)平均HEP振幅(在296-400毫秒的時(shí)間窗口內(nèi)穿過(guò)聚類)進(jìn)行分類，并將每個(gè)被試分成三個(gè)相等的bin。（D）這種下降與檢測(cè)敏感性的顯著變化無(wú)關(guān)（(P = 0.84）。（E）但是與標(biāo)準(zhǔn)的增加相關(guān)，也就是說(shuō)，不管實(shí)際的刺激存在與否，較少報(bào)告刺激存在(P < 0.0005)。（F）與檢測(cè)率下降類似，正確定位率隨HEP振幅增大而下降(P = 0.003)。條形圖上的灰色點(diǎn)代表各個(gè)被試。（G）在高和低HEP箱中每個(gè)試次的體感誘發(fā)電位波幅。在對(duì)側(cè)體感皮層刺激后32和600毫秒之間，觀察到低和高HEP的體感誘發(fā)電位振幅有顯著差異（C4電極；蒙特卡洛P = 0.004，時(shí)間多重比較校正），誤差線代表表面肌電信號(hào)。**P < 0.005, ***P < 0.0005; ns, 無(wú)顯著性差異。刺激前感覺(jué)運(yùn)動(dòng)α節(jié)律預(yù)測(cè)體感檢測(cè)和定位已知α節(jié)律影響感覺(jué)處理。在研究者的研究中，研究者評(píng)估了它對(duì)知覺(jué)的影響，以及它與心跳相關(guān)效應(yīng)的可能相互作用。因此，研究者將試驗(yàn)分為五個(gè)相等的箱(α箱的數(shù)量的選擇與以前的研究一致)，根據(jù)刺激開(kāi)始0ms和300ms之間平均感覺(jué)運(yùn)動(dòng)α振幅。然后，研究者計(jì)算了每個(gè)箱的正確檢測(cè)和定位反應(yīng)的百分比。正確的檢測(cè)和定位反應(yīng)隨著α振幅水平的增加而降低（被試內(nèi)方差分析，F2.77,99.74= 8.88, P = 3·10?7和 F3.30,118.81= 6.11, P = 4·10?5;圖5B）。隨著刺激前α振幅的增加，被試會(huì)有一個(gè)更保守的標(biāo)準(zhǔn)（F4,144= 3.77, P = 0.006;圖5C）。敏感性顯著變化，但呈下降趨勢(shì)（F4,14= 2.20, P = 0.07; 圖5C）。感覺(jué)運(yùn)動(dòng)α不調(diào)節(jié)心臟時(shí)相在檢測(cè)上的影響。由于預(yù)刺激感覺(jué)運(yùn)動(dòng)α振幅調(diào)節(jié)體感知覺(jué)，研究者假設(shè)α震蕩調(diào)節(jié)了心臟相位對(duì)檢測(cè)的影響。為了驗(yàn)證這個(gè)假設(shè)，研究者分別計(jì)算了每個(gè)α頻段內(nèi)收縮期和舒張期試驗(yàn)的檢測(cè)率，其中α振幅具有可比性（F1,36= 0.89, P =0.35），心臟期和α水平與檢測(cè)率顯著相關(guān)（被試內(nèi)方差分析，F1,36=15.82, P = 3·10?4and F2.93,105.30= 12.05, P = 1·10?6）但是沒(méi)有顯著的交互作用（F4,144= 0.34, P = 0.85;圖5D），這個(gè)結(jié)果表明了在可比較的感覺(jué)運(yùn)動(dòng)α振幅水平上，收縮期和舒張期的檢測(cè)率不同。通過(guò)在單次試驗(yàn)水平上擬合一般線性混合效應(yīng)模型(GLMM)進(jìn)一步證實(shí)了這種關(guān)系，如所示。 預(yù)刺激感覺(jué)運(yùn)動(dòng)不調(diào)節(jié)在檢測(cè)上心跳誘發(fā)電位的影響。為了檢測(cè)刺激前α振幅是否調(diào)節(jié)心跳誘發(fā)電位和檢測(cè)之間的關(guān)系，分別計(jì)算了每個(gè)α箱內(nèi)高低心跳誘發(fā)電位的水平，其中高低心跳誘發(fā)電位的振幅相似（F1,36= 0.14, P = 0.71），一項(xiàng)被試內(nèi)方差分析表明心跳誘發(fā)電位（F1,36= 38.71, P = 4·10?7）和α振幅水平（F4,144=10.37, P = 2·10?7）在檢測(cè)率上有顯著的主效應(yīng)，但是沒(méi)有顯著的交互作用（F4,144= 0.75, P = 0.56; 圖5E）。這結(jié)果表明HEP效應(yīng)是檢測(cè)上α水平的附加效應(yīng)。
圖5。刺激前感覺(jué)運(yùn)動(dòng)和α波幅影響軀體感覺(jué)知覺(jué)但并不調(diào)節(jié)與心跳相關(guān)的知覺(jué)效應(yīng)。（A）刺激開(kāi)始前300至0毫秒時(shí)間窗內(nèi)擊中和漏報(bào)之間的預(yù)刺激α(8至13赫茲)差異的地形圖。（B）在對(duì)側(cè)軀體感覺(jué)皮層上300到0毫秒的預(yù)刺激時(shí)間窗口內(nèi)，試驗(yàn)被分為五個(gè)相等的bin，平均感覺(jué)運(yùn)動(dòng)α振幅增加（C4電極）。每個(gè)α箱都有正確的檢測(cè)率和定位率。檢測(cè)和定位都隨著α振幅水平的增加而降低（P = 3·10?7和 P = 4·10?5）。（C）隨著α振幅水平的增加，檢測(cè)率的降低與標(biāo)準(zhǔn)的顯著增加相關(guān)，即漏報(bào)的較高偏差和敏感性降低的趨勢(shì)（P=0.07，底部）。（D）對(duì)于每個(gè)α箱，分別提供收縮期和舒張期的檢測(cè)率。心時(shí)相和α水平以附加的方式影響檢測(cè)率(被試內(nèi)方差分析，F(xiàn)1,36= 15.82, P = 3·10?4和 F2.93,105.30= 12.05, P = 1·10?6）。（E）對(duì)于每一個(gè)α bin，分別提供了具有最高和最低HEP試次的檢測(cè)率。在R峰之后的296到400毫秒的時(shí)間窗內(nèi)的預(yù)刺激HEP振幅被分類到每個(gè)參與者的三個(gè)相等的箱中，并且在每個(gè)α箱中分別決定最低和最高HEP條件下的檢測(cè)率。兩個(gè)預(yù)刺激因素，也就是說(shuō)，即HEP振幅和α振幅，獨(dú)立地影響檢測(cè)率（被試內(nèi)方差分析，F(xiàn)1,36= 38.71, P = 4·10?7和 F4,144= 10.37, P =2·10?7）。誤差線代表表面肌電信號(hào)。+P < 0.08, *P < 0.05, ***P < 0.0005。總的來(lái)說(shuō)，研究者發(fā)現(xiàn)舒張期的檢測(cè)率高于收縮期，并與之前的心跳誘發(fā)電位的振幅成反比，分別在敏感性和標(biāo)準(zhǔn)上觀察心臟期和心跳誘發(fā)電位的不同心理物理學(xué)效應(yīng)。此外，心臟期僅影響體感誘發(fā)電位的后成分（P300），而在體感誘發(fā)電位的早期成分（P50）和晚期成分都發(fā)現(xiàn)了心跳誘發(fā)電位振幅的影響。雖然預(yù)刺激α能量也影響知覺(jué)和軀體感覺(jué)加工，但其效應(yīng)獨(dú)立于在意識(shí)知覺(jué)上與心跳有關(guān)的效應(yīng)，也就是說(shuō)α能量和與心跳相關(guān)的事件對(duì)軀體感知覺(jué)有附加影響。 本研究的第一個(gè)主要發(fā)現(xiàn)，隨著心跳周期的感知和神經(jīng)反應(yīng)的調(diào)節(jié)，似乎可以通過(guò)預(yù)測(cè)編碼框架中感知的周期性調(diào)節(jié)來(lái)解釋，在預(yù)測(cè)編碼框架中，大腦不斷地產(chǎn)生和更新感覺(jué)輸入的模型。該模型不僅關(guān)注外部感受刺激，還關(guān)注心跳等內(nèi)部感受信號(hào)。每一次心跳及其伴隨的脈搏波都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)身體短暫的生理變化。這些重復(fù)的心臟波動(dòng)被視為可預(yù)測(cè)的事件，并被大腦衰減，將這些自生成信號(hào)誤認(rèn)為外部刺激的可能性最小化。 研究者第二個(gè)主要發(fā)現(xiàn)是將心跳誘發(fā)電位振幅和弱軀體感覺(jué)刺激的處理聯(lián)系起來(lái)。具體來(lái)說(shuō)，研究者發(fā)現(xiàn)在296-400ms的時(shí)間范圍內(nèi)，心跳誘發(fā)電位對(duì)漏報(bào)的陽(yáng)性率高于頂葉中央電極的擊中。也就是說(shuō)，心跳誘發(fā)電位的振幅（陽(yáng)性）與檢測(cè)和刺激定位成反比。雖然已知心臟生理學(xué)可以調(diào)節(jié)心跳誘發(fā)電位的振幅，但研究者無(wú)法檢測(cè)關(guān)于心臟誘發(fā)電位在心血管測(cè)量上（心率和HRV）的任何改變。但是，研究者不能排除心臟生理學(xué)在HEP相關(guān)效應(yīng)中的可能作用，因?yàn)檠芯空邲](méi)有評(píng)估所有的心臟相關(guān)指標(biāo)，如心輸出量。在一項(xiàng)基于信號(hào)檢測(cè)論的分析中，研究者已經(jīng)表明心跳誘發(fā)電位主要和標(biāo)準(zhǔn)的變化有關(guān)，換句話說(shuō)，隨著心跳誘發(fā)電位的增加，被試采用了更保守的檢測(cè)偏差。保守的偏見(jiàn)已被證明與不同大腦區(qū)域較低的基線放電率有關(guān)，將神經(jīng)元推離“爆發(fā)”（ignition）的閾值。支持這一機(jī)制的標(biāo)準(zhǔn)，即改變大腦中的基線放電率，研究者發(fā)現(xiàn)前刺激心跳誘發(fā)電位振幅的增加對(duì)于體感誘發(fā)電位早期成分（P50）和晚期成分（N140,P300）的振幅有負(fù)面影響。換句話說(shuō)，研究者認(rèn)為體感誘發(fā)電位振幅的改變反映了標(biāo)準(zhǔn)的變化。 研究者第三個(gè)主要發(fā)現(xiàn)是將心跳相關(guān)效應(yīng)和正在進(jìn)行的神經(jīng)活動(dòng)聯(lián)系起來(lái)。首先，研究者嘗試去證明正如之前研究的結(jié)果表明的預(yù)刺激感覺(jué)運(yùn)動(dòng)α活動(dòng)對(duì)體感知覺(jué)的影響，研究者觀察到在弱預(yù)刺激階段，α振幅檢測(cè)率增加，這反映了一個(gè)更寬松的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)發(fā)現(xiàn)與在視覺(jué)和體感領(lǐng)域研究一致。即使檢測(cè)已經(jīng)與低α水平有關(guān)，但到目前為止，據(jù)研究者所知體感定位和α振幅之間的關(guān)系還沒(méi)有被報(bào)道過(guò)。在視覺(jué)領(lǐng)域，當(dāng)用組塊設(shè)計(jì)測(cè)試定位和檢測(cè)任務(wù)時(shí)，α水平在檢測(cè)而不是定位上會(huì)有不同，在軀體感覺(jué)領(lǐng)域，研究者表明檢測(cè)率和定位率會(huì)隨著預(yù)刺激α振幅的減弱而提高。鑒于α對(duì)體感知覺(jué)的影響，研究者測(cè)試了感覺(jué)運(yùn)動(dòng)α振蕩是否調(diào)節(jié)了在檢測(cè)中與心跳相關(guān)的影響。研究者的分析表明，兩種在檢測(cè)上與心跳相關(guān)的影響（即心跳時(shí)相和心跳誘發(fā)電位振幅）都不是由預(yù)刺激α振幅調(diào)節(jié)的，而是獨(dú)立的，并附加于預(yù)刺激感覺(jué)運(yùn)動(dòng)α振幅的影響。 總結(jié)來(lái)看，隨著心跳周期的刺激時(shí)間和心跳誘發(fā)電位的自發(fā)波動(dòng)調(diào)節(jié)了弱體感刺激對(duì)意識(shí)的通路以及誘發(fā)了在心跳誘發(fā)電位上的不同影響。研究者在內(nèi)部感受預(yù)測(cè)編碼（刺激時(shí)間）和內(nèi)感受與外感受（心跳誘發(fā)電位振幅）之間的自發(fā)轉(zhuǎn)移的框架內(nèi)解釋了這些基本的心腦交互作用。這些在心跳相關(guān)知覺(jué)效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)可以作為一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明在一般情況下，身體與大腦的交互作用如何塑造研究者的認(rèn)知。
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