心理所合作研究揭示“听觉脚手架”支撑视觉层级节律加工

节律是物理世界与生命活动的基本特征，昼夜更迭、肢体行走、语言表达均包含着丰富的节律。感知节律是人类适应动态环境的核心能力。人脑既能捕捉刺激等时呈现所形成的基础节律（basic rhythm），也可将连续发生的事件单元进行整合，进一步提取出更高层级的组块节律（chunk rhythm）。虽然节律信息广泛存在于各感觉模态中，听觉系统是节律加工的优势通道。已有研究提出：由于听觉系统可以有效表征时间和序列等信息，大脑可能采用听觉编码来表征视觉节律。这引出一个根本性问题：缺失听觉编码经验的人群（例如早期耳聋者）如何加工视觉节律？

针对这一问题，中国科学院心理研究所蒋毅研究组联合湖南师范大学陈杰团队，以早期耳聋群体为研究对象，借助脑电皮层追踪技术，揭示了早期听觉经验剥夺对视觉节律加工的选择性影响，提出了层级式听觉脚手架（hierarchical auditory scaffolding）理论。

研究采用两类视觉节律刺激（图1）：光点生物运动序列与几何图形序列。两种刺激均包含基础节律与组块节律。前者依靠人类行走的先验知识形成组块节律，后者基于刺激的物理特征形成组块节律。实验还分别采用倒立行走运动和随机排列的图形刺激作为对照。研究者记录了听力正常被试与早期耳聋被试观看两类节律序列并完成变化探测任务时的脑电信号。

图1. 研究范式

研究发现，听力正常被试对基础节律、组块节律均表现出显著的皮层追踪效应；而早期耳聋被试虽然基础节律追踪能力完好，但高阶组块节律的皮层追踪能力显著下降。该效应在生物运动（图2）、几何图形（图3）两种刺激条件下均稳定出现。

图2. 早期听觉经验缺失减弱对生物运动节律信息的神经追踪

图3. 早期听觉经验缺失减弱对几何图形节律信息的神经追踪

功能连接分析进一步发现：相较于听力正常组，早期耳聋组视觉区-听觉区、视觉区-额下回的功能连接显著减弱；并且，个体的脑功能连接越强，其大脑对组块节律的追踪效果越好。上述结果提示，视皮层与听皮层及额下回的跨脑区协同可能是实现视觉节律组块化表征的重要神经基础，早期听觉剥夺可能通过重塑上述脑网络的功能连接改变视觉节律感知。

图4. 早期听觉经验调节节律加工的功能连接

该研究提出了层级式听觉脚手架理论，解释了听觉剥夺如何特异性影响非听觉的组块节律感知，拓展了研究人员对跨感觉通道脑可塑性的认识，也为听障群体的认知评估、康复干预提供神经层面的参考依据。

该研究得到科技创新2030‑脑科学与类脑研究重大项目、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会优秀会员项目、中国博士后科学基金、广东省重点领域研发计划、中央高校基本科研业务费专项资金资助的支持。

研究成果近期在线发表于Research。心理所博士后申莉（已出站）为论文第一作者，湖南师范大学陈杰教授、心理所王莹青年特聘研究员、心理所蒋毅研究员为论文共同通讯作者，湖南师范大学硕士研究生喻婷薇（已毕业）、兰雅迪（已毕业）、心理所博士研究生胡瑞晨（已毕业）为论文共同作者。

论文信息：Shen, L., Yu, T., Lan, Y., Hu, R., Chen, J., Wang, Y., & Jiang, Y. (2026). Altered Hierarchical Visual Rhythm Tracking in Early Deafness. Research, 9, 1427. https://doi.org/10.34133/research.1427