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生物学
不同意识状态对音乐感知的差异性:基于音乐特征与脑电张量分解的研究
研究不同意识水平对音乐感知的差异性,探索不同意识水平与音乐感知之间的关系。被试共43名,其中7名正常意识被试、17名微意识状态(MCS)被试和19名植物状态(VS)被试。获取3种不同意识水平被试在聆听传统民乐《茉莉花》时的脑电,利用基于层次交替最小二乘法(HALS)非负张量分解,对被试在听音乐时产生的脑电提取张量成分,对这些成分做功率谱比率分析和脑地形图分析;在此基础上,对音乐包含的5种信息学特征的EEG响应进行研究,包括中心化波动值(fluctuation centroid)、波动熵(fluctuation entropy)、音阶清晰值(key clarity)、脉冲清晰值(pulse clarity)和调值(mode)。结果表明:1)正常意识被试、MCS被试和VS被试对5种音乐特征的脑电响应在节律上存在显著差异,正常意识被试的alpha波占比高于MCS和VS被试,其中:fluctuation centroid,正常意识被试、MCS被试和VS被试分别为0.687±0.193、0.033±0.022、0.063±0.040(P<0.001); fluctuation entropy,正常意识被试、MCS被试和VS被试分别为0.588±0.132、0.041±0.025、0.085±0.077(P<0.001); key clarity,正常意识被试、MCS被试和VS被试分别为0.668±0.295、0.096±0.103、0.057±0.065(P<0.001); pulse clarity,正常意识被试、MCS被试和VS被试分别为0.672±0.064、0.144±0.242、0.044±0.044(P<0.001); mode,正常意识被试、MCS被试和VS被试分别为0.432±0.273、0.057±0.049、0.033±0.026(P<0.001)。除mode特征外,beta波与alpha波体现相同的统计特征(P<0.05)。2)MCS和VS被试对音乐特征的响应在节律上没有差异,均以delta波和theta波的慢波为主。3)在响应激活区域上,正常意识被试对5种音乐特征的响应主要分布于前额叶,MCS和VS被试的响应主要分布在颞叶。研究表明,不同意识水平对大脑加工音乐特征有影响,这为音乐感知与意识关系探索提供新的模型和研究范式。
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中国生物医学工程学报
2021年03期
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