时间压缩下“双句问题”对年轻与年长听者句子回忆能力及神经生理机制的影响研究

　　本研究针对听觉认知负荷如何影响不同年龄段人群的言语识别这一关键问题，通过操纵句子数量（单句vs双句）和语速（自然vs时间压缩）两个因素，结合SPA-fNIRS（系统性生理功能近红外光谱技术）等多模态技术，揭示了年长者在高负荷条件下回忆准确性显著下降、前运动皮层激活减弱及皮肤电反应钝化的年龄差异特征，为理解生命周期中听觉认知资源的分配机制提供了神经生理学证据。

　　

在日常生活中，我们经常面临在嘈杂环境或语速过快的情况下理解他人说话的挑战。这种挑战对于老年人尤为明显，即便他们听力正常，也常抱怨“听不清”“记不住”。这背后涉及听觉认知负荷的问题——当任务需求超过个体认知资源时，理解与记忆就会大打折扣。以往研究多关注单一因素（如噪声或语速）的影响，但对多重要素叠加效应及其神经机制的认识仍存在空白。为此，维多利亚·辛菲尔德（Victoria C. Sinfield）团队在《Hearing Research》发表论文，系统探索了句子数量与语速如何共同影响不同年龄人群的言语回忆表现及大脑活动模式。

研究采用多模态方法，包括行为测试（延迟句子回忆任务）、主观负荷评估（NASA-TLX量表）、认知能力测验（WAIS工作记忆与处理速度分测验）以及神经生理记录（系统性生理功能增强的近红外光谱技术SPA-fNIRS和皮肤电反应GSR）。参与者为40名听阈正常或接近正常的年轻人（平均21.15岁）与年长者（平均64.50岁），每人完成四种实验条件组合：单句/双句、自然语速/时间压缩（50%压缩）。fNIRS探头覆盖左额下回、前运动皮层、中前额回及听觉皮层等关键脑区，以监测血氧动力学响应。

▎句子回忆表现：负荷增加导致准确性下降，年长者受损更显著

结果显示，无论是增加句子数量还是加快语速，均导致回忆准确率显著降低。年长者在所有条件下的表现均差于年轻人，尤其在时间压缩双句任务中下降最明显。统计模型证实句子数量主效应显著（β=–9.54, p<0.001），时间压缩主效应亦显著（β=–4.91, p=0.0489），且存在年龄与时间压缩的交互作用（β=–7.19, p=0.04），说明年长者对语速加快更敏感。工作记忆容量较高者在双句任务中表现更好，而处理速度较快的年长者在时间压缩条件下回忆能力更强。

▎皮层激活模式：年轻人稳定激活前运动区，年长者响应微弱且分散

fNIRS数据表明，年轻人在听句子时前运动皮层（premotor cortex）激活显著（如双句时间压缩条件下β=2.72, p=0.008），提示该区域在言语感知与计划中起关键作用。年长者则未在任何条件下表现出显著的ROI水平激活，但其皮层投影图显示在时间压缩条件下前额区激活范围有所扩大，可能反映了一种低效的神经代偿尝试。两组被试在额下回均表现出一致的血氧信号下降（deactivation），可能与抑制处理或血流重新分布有关。

▎自主神经反应：年轻人皮肤电活动升高，年长者反应平缓

皮肤电反应（GSR）分析发现，年轻人在高负荷任务（特别是时间压缩双句条件）中表现出明显的生理唤醒水平升高，而年长者的GSR曲线整体平坦，波动较小。这种钝化的自主神经反应与年长者减弱的皮层激活模式相一致，暗示其在高需求任务中可能存在生理与神经资源的整体动员不足。

▎主观负荷感知：年长者认为时间压缩任务更费力

NASA-TLX评分显示，年长者认为时间压缩任务在脑力需求、时间压力和努力程度方面均显著高于自然语速任务（p<0.05），而年轻人虽在行为上受负荷影响，但主观评分未见显著变化。这一结果说明年长者更能意识到任务难度的提升，且主观体验与客观表现之间存在分离。

该研究通过整合行为、神经与生理多层次指标，揭示出年龄与听觉认知负荷之间的复杂关系。年长者在处理高负荷言语信息时不仅表现下降，还呈现出前运动皮层激活减弱、皮肤电反应钝化等神经生理特征，这与CRUNCH假说（Compensation-Related Utilization of Neural Circuits Hypothesis）所预期的“早期过度招募、后期资源耗竭”模式一致。结果支持“努力聆听框架”（FUEL）的观点，即听力理解是任务需求、认知容量与动机动态交互的结果。研究发现强调，在评估听觉功能时除传统行为指标外，还应纳入神经活动与自主神经反应指标，从而为开发更有效的沟通策略与助听干预技术提供了重要依据。