張驍晨，宮琴

（1. 清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院，北京 100084；2. 清華大學(xué)深圳研究生院生物醫(yī)學(xué)工程研究中心，廣東 深圳 518055）

引言

頻率跟隨響應(yīng)（frequency-following response, FFR）是持續(xù)周期性刺激聲誘發(fā)產(chǎn)生的聽(tīng)覺(jué)腦干穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，它反映了腦干神經(jīng)元對(duì)周期性刺激聲的時(shí)域波形或包絡(luò)的鎖相活動(dòng)。在時(shí)域呈現(xiàn)和刺激聲基頻成分一致的周期性是FFR最明顯的信號(hào)特征[1]（如圖1所示）。1968年Worden和Marsh[2]系統(tǒng)地研究了貓的耳蝸神經(jīng)核（cochlear nucleus, CN）處采集到的與刺激聲波形接近的響應(yīng)，并首次提出了FFR這一概念。1973年Moushegian等[3]首次在人的頭皮上記錄到了FFR。這種非侵入式的記錄方法將FFR的適用群體擴(kuò)展到更廣泛的人群，大大增加了其臨床應(yīng)用的可能性，因此早期FFR研究非常關(guān)注其產(chǎn)生位置和臨床應(yīng)用價(jià)值，所用刺激聲也多為短音或純音等臨床上常用的簡(jiǎn)單刺激聲，但這番努力因故并沒(méi)有成功。上世紀(jì)90年代以來(lái)，F(xiàn)FR研究重點(diǎn)之一轉(zhuǎn)移到用FFR評(píng)價(jià)神經(jīng)鎖相活動(dòng)在語(yǔ)音或音調(diào)編碼中的作用，使用的刺激聲逐漸變得復(fù)雜，而FFR在語(yǔ)音或類語(yǔ)音刺激聲下的表現(xiàn)，以及其反映不同人群或個(gè)體對(duì)復(fù)雜聲音的感知差異的能力，使其成為研究聽(tīng)覺(jué)腦干鎖相在語(yǔ)音或音調(diào)編碼中的作用或聽(tīng)覺(jué)腦干可塑性的工具。本文就FFR的產(chǎn)生位置、信號(hào)特點(diǎn)及其對(duì)聽(tīng)覺(jué)腦干的語(yǔ)音音調(diào)編碼的反映三個(gè)方面進(jìn)行了綜述。

1 FFR的產(chǎn)生位置

1968年，Worden和Marsh[2]在貓的CN采集到一種與刺激聲時(shí)域波形十分接近的誘發(fā)電位，遂命名為頻率跟隨響應(yīng)（FFR）。盡管FFR和同時(shí)在耳蝸圓窗處采集到的耳蝸微音器電位（cochlear micro-phonic potential, CM）都與刺激聲波形相近，但仍存在許多差異，如：CM中能辨認(rèn)出刺激聲的上升段和下降段而FFR中卻不能；另外，兩種信號(hào)在受試動(dòng)物麻醉后的表現(xiàn)亦不相同。因此他們推斷FFR是一種與CM相異的神經(jīng)信號(hào)。

1970年，Marsh等[4]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)：切斷第Ⅷ顱神經(jīng)，CN處的FFR立刻消失，而CM卻基本不變；用冷凍探針對(duì)刺激聲同側(cè)CN降溫，原本在同側(cè)CN處和雙側(cè)上橄欖復(fù)合體（superior olivary complex, SOC）處記錄到的FFR隨之消失，回溫后恢復(fù)，而同側(cè)圓窗處的CM卻不受降溫影響。他們據(jù)此排除了FFR是刺激聲偽跡或是容積傳導(dǎo)的CM的可能性，確定了FFR是聽(tīng)覺(jué)中樞產(chǎn)生的信號(hào)。1974年，Marsh等[5]發(fā)現(xiàn)腹側(cè)外側(cè)丘系核（ventral nucleus of lateral lemniscus, VNLL）只在對(duì)側(cè)刺激時(shí)能檢測(cè)到FFR，而SOC、背側(cè)外側(cè)丘系核（dorsal nucleus of lateral lemniscus, DNLL）和下丘（inferior colliculus,IC）在兩側(cè)分別刺激時(shí)都能檢測(cè)到FFR而且基本一致。為了進(jìn)一步確定FFR的傳輸通路，他們消融了刺激聲同側(cè)的SOC，發(fā)現(xiàn)同側(cè)DNLL和IC在同側(cè)刺激下不再能檢測(cè)到FFR而在對(duì)側(cè)刺激下卻可以，對(duì)側(cè)VNLL、DNLL和IC無(wú)論在哪一側(cè)刺激下均不受同側(cè)SOC消融的影響。這一結(jié)果支持了：FFR的對(duì)側(cè)傳輸通路從同側(cè)CN直接傳輸?shù)綄?duì)側(cè)VNLL，其同側(cè)傳輸通路經(jīng)SOC繞過(guò)VNLL傳輸?shù)紻NLL的推斷。

圖1Kretschmann衰減全反射棱鏡耦合結(jié)構(gòu)

1973年，Moushegian等[3]使用短純音作為刺激聲，首次在人的頭皮記錄到FFR信號(hào)。他們發(fā)現(xiàn)其在顱頂和耳垂之間記錄到的FFR信號(hào)的潛伏期約為6ms，且白噪掩蔽后被完全抑制，據(jù)此他們認(rèn)為FFR并非遠(yuǎn)距離拾取的CM或刺激偽跡。1975年，Smith等[6]比較了在貓的CN、內(nèi)側(cè)上橄欖核（medial superior olive, MSO）、IC和顱頂?shù)忍幫瑫r(shí)記錄的FFR，發(fā)現(xiàn)其潛伏期逐漸增長(zhǎng)，且IC和顱頂記錄的FFR的潛伏期十分接近。另外，IC降溫會(huì)使IC和顱頂記錄的FFR幅度大幅減小，回溫后恢復(fù)，但MSO處的FFR不受影響。他們據(jù)此推斷顱頂記錄的FFR主要在IC產(chǎn)生。Marsh等[7]、Stillman等[8]也相繼報(bào)導(dǎo)了相近的FFR潛伏期。

1977年，Sohmer和Pratt[9]發(fā)現(xiàn)其在頭皮記錄的FFR的潛伏期僅1ms，與CM的潛伏期一致。他們將正相刺激誘發(fā)的FFR（FFR+）和負(fù)相刺激誘發(fā)的FFR（FFR–）相加（即FFR++FFR–），得到一個(gè)頻率約為兩倍刺激聲頻率的成分，其潛伏期約為6ms。他們還發(fā)現(xiàn)：白噪掩蔽不能抑制單相刺激的FFR，卻能抑制倍頻成分。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，他們推測(cè)：其記錄的單相刺激的FFR中含有CM，而FFR++FFR–這一倍頻成分才是FFR中神經(jīng)起源的部分。至于倍頻成分出現(xiàn)的原因，則被認(rèn)為是因?yàn)橄嗤瑪?shù)量的正相刺激和負(fù)相刺激相干平均后，CM正好全部抵銷，而負(fù)相刺激誘發(fā)的神經(jīng)反應(yīng)與正向刺激誘發(fā)的神經(jīng)反應(yīng)有半個(gè)周期的相移[10]。同年，Sohmer等[10]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)一些腦干上部受損患者的CM正常，Click聲誘發(fā)的聽(tīng)性腦干反應(yīng)（auditory brainstem response, ABR）有正常的Ⅰ波、Ⅱ波和Ⅲ波，而起源于下丘的Ⅳ波和Ⅴ波消失，患者的FFR信號(hào)中僅含有CM成分，F(xiàn)FR++FFR–中無(wú)倍頻成分。此結(jié)果支持了：其記錄的FFR的倍頻成分的產(chǎn)生位置與Click-ABR中的Ⅳ波和Ⅴ波的產(chǎn)生位置相同，即支持其記錄的含有CM的FFR中神經(jīng)起源的部分主要產(chǎn)生于IC。

鑒于對(duì)頭皮記錄FFR的產(chǎn)生位置的判斷依據(jù)幾乎只有潛伏期，相關(guān)研究由于采集到的FFR中含有多少CM這一不確定因素被嚴(yán)重地復(fù)雜化了。除Sohmer等[9,10]以外，還有研究者報(bào)導(dǎo)了其記錄的FFR中含有CM成分。1982年Yamada等[11]發(fā)現(xiàn)一名神經(jīng)受損患者的ABR僅含Ⅰ波和Ⅱ波，采用FFR的測(cè)試方法得到的信號(hào)的潛伏期卻小于Ⅰ波的潛伏期。根據(jù)這一結(jié)果他們推測(cè)：CM對(duì)頭皮記錄的FFR具有潛在的貢獻(xiàn)。1979年Hou和Lipscomb[12]比較了聽(tīng)力正常的南美栗鼠圓窗處的CM和頭皮記錄的FFR，發(fā)現(xiàn)兩者潛伏期相差極短，且兩者的幅度在動(dòng)物被處死后的衰減趨勢(shì)幾乎是同步的。另外，他們認(rèn)為：隨著刺激聲強(qiáng)度的增大FFR的潛伏期并未變短，而是在低強(qiáng)度刺激下由于幅度不夠大而淹沒(méi)于噪聲的早期波峰在刺激聲強(qiáng)度增大后逐漸顯現(xiàn)出來(lái)（Huis in’t Veld等[13]對(duì)于FFR的潛伏期與刺激聲強(qiáng)度之間的關(guān)系執(zhí)相同觀點(diǎn)），因此他們推測(cè)：其記錄到的FFR可能含較大的CM，但也不能排除FFR中含有微弱的產(chǎn)生于聽(tīng)覺(jué)中樞的成分。1990年Chimento和Schreiner[14]發(fā)現(xiàn)頭皮記錄的FFR有時(shí)含有CM有時(shí)不含CM，含有CM的多少并不確定，這種情況下他們提出了一種將CM從FFR中去除的方法（見(jiàn)2.1.3）。目前一般公認(rèn)FFR產(chǎn)生于聽(tīng)覺(jué)腦干的多個(gè)位置[1,15]，這基本是根據(jù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)測(cè)量的近場(chǎng)信號(hào)與頭皮信號(hào)的對(duì)比分析后得到的結(jié)論，相關(guān)研究[16-18]仍是通過(guò)分析所記錄到的信號(hào)的潛伏期來(lái)判斷FFR中是否含有CM。值得注意的是不同的記錄導(dǎo)聯(lián)可能采集到產(chǎn)生于不同位置的FFR。1978年Stillman等[19]發(fā)現(xiàn)低頻純音誘發(fā)的FFR含有兩個(gè)成分（他們稱之為FFP1和FFP2），其中FFP1的潛伏期早于FFP2約1.7ms。水平導(dǎo)聯(lián)與豎直導(dǎo)聯(lián)記錄的FFP1相近，但用豎直導(dǎo)聯(lián)能更好地記錄FFP2。1994年Galbraith[20]用水平導(dǎo)聯(lián)記錄Click-ABR，其中沒(méi)有明顯的Ⅴ波；水平導(dǎo)聯(lián)記錄的基頻缺失的復(fù)合音誘發(fā)的FFR不含基頻成分，但豎直導(dǎo)聯(lián)記錄的FFR卻含有。這可能說(shuō)明了：水平導(dǎo)聯(lián)能更好地記錄產(chǎn)生于聽(tīng)覺(jué)腦干中靠近外周的部分甚至聽(tīng)覺(jué)外周產(chǎn)生的信號(hào)，而豎直導(dǎo)聯(lián)能更好地記錄產(chǎn)生于聽(tīng)覺(jué)腦干中靠近皮層的部分產(chǎn)生的信號(hào)[15,20]。

2 FFR的信號(hào)特點(diǎn)

2.1 純音誘發(fā)的FFR的特點(diǎn)

2.1.1刺激聲的影響

刺激聲頻率對(duì)FFR信號(hào)的幅度有顯著的影響。1973年Moushegian等[3]發(fā)現(xiàn)，在0.2～2kHz之間FFR的幅度隨著刺激聲頻率的增大而減小。1976年Glaser等[21]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（刺激聲頻率范圍為70Hz～1kHz）支持了這個(gè)結(jié)論。但1986年Batra等[22]在更密集的頻率點(diǎn)上（刺激聲頻率范圍為125Hz～1kHz）檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)：FFR幅度隨著刺激聲頻率的增大呈現(xiàn)先增后減的非單調(diào)關(guān)系，且0.5～1kHz范圍內(nèi)FFR幅度很小。1992年Hoormann等[23]得到了與Batra等一致的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（刺激聲頻率范圍為128Hz～832Hz）。由于FFR是反映聽(tīng)覺(jué)腦干神經(jīng)元對(duì)刺激聲周期性成分的鎖相活動(dòng)，那么FFR的頻率上限可能與神經(jīng)元鎖相活動(dòng)的頻率上限相近，而FFR的幅度隨著刺激聲頻率的變化可能反映了神經(jīng)元鎖相活動(dòng)的強(qiáng)弱[1]。

刺激聲強(qiáng)度亦影響FFR信號(hào)幅度。1975年Marsh等[7]發(fā)現(xiàn)，隨著刺激聲強(qiáng)度增大FFR的幅度也增大，但增大到約65dB SL（sensation level）時(shí)FFR的幅度趨向飽和。1977年Krogh等[24]的報(bào)告中亦可觀察到幅度飽和現(xiàn)象。部分研究者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果[8,13,19,21,25]雖然支持FFR幅度隨刺激聲的增大而增大，但并未報(bào)導(dǎo)高強(qiáng)度刺激下的FFR幅度飽和現(xiàn)象，這可能是由于他們使用的刺激聲頻率不同或者是刺激方式不同所引起的。刺激聲強(qiáng)度的增加可能引起神經(jīng)元鎖相活動(dòng)的增強(qiáng)或者是參與鎖相活動(dòng)的神經(jīng)元數(shù)量的增加，兩個(gè)因素分別或共同的作用可能是FFR幅度增大原因[1]。另外，刺激聲強(qiáng)度亦影響FFR的潛伏期，一般刺激聲強(qiáng)度越大FFR潛伏期越短[8,19]，這也許是由不同刺激強(qiáng)度導(dǎo)致基底膜上行波傳播速度不同引起的[1]。

另外，刺激聲長(zhǎng)度和刺激速率亦可能影響FFR的幅度。1977年Huis in’t Veld等[13]發(fā)現(xiàn)：短純音在平臺(tái)期的周期數(shù)的增加會(huì)增大FFR信號(hào)的幅度；而刺激率增加至20次/s甚至更高時(shí)，可能由于適應(yīng)程度加強(qiáng)而導(dǎo)致FFR幅度減小。因此研究者們通常會(huì)使用持續(xù)時(shí)間足夠長(zhǎng)的刺激聲，并且在適中的刺激率下誘發(fā)FFR信號(hào)。

2.1.2諧波

低頻純音誘發(fā)的FFR信號(hào)的頻譜除了在刺激聲頻率處有峰值外，在刺激聲頻率的整數(shù)倍處亦有峰值（如圖1所示）。1971年，Starr和Hellerstein[26]發(fā)現(xiàn)：低頻純音刺激時(shí)，圓窗處記錄的CM信號(hào)幾乎是不失真的正弦波形，頻譜上亦無(wú)明顯的諧波；而CN處記錄的FFR的時(shí)域波形有失真，頻譜上也有明顯的諧波。這個(gè)結(jié)果也說(shuō)明了：FFR與CM存在頻域上的差別，支持了FFR與CM具有相異的起源。其他多位研究者[21-23,27]也報(bào)導(dǎo)了純音誘發(fā)的FFR信號(hào)中含有諧波成分。

Krogh等[24,28]發(fā)現(xiàn)：不同受試者的FFR信號(hào)，其基頻幅度和二次諧波幅度的比值（Rf0/2f0）呈現(xiàn)出Rf0/2f0>10dB、0

2.1.3掩蔽聲的影響

添加掩蔽聲可以抑制FFR的幅度。1973年Moushegian等[3]報(bào)導(dǎo)：70dB SL純音刺激聲被白噪掩蔽時(shí)無(wú)法記錄到FFR。1975年Marsh等[7]發(fā)現(xiàn)隨著窄帶掩蔽噪聲強(qiáng)度的增加，F(xiàn)FR的幅度逐漸減??；若掩蔽噪聲比刺激純音（500Hz）強(qiáng)度高出約15dB，基本可將FFR信號(hào)完全抑制。1976年Glaser等[21]報(bào)導(dǎo)了類似的結(jié)果。1985年Snyder和Schreiner[29]研究了前向掩蔽對(duì)FFR的影響，發(fā)現(xiàn)：FFR的最佳掩蔽頻率可能會(huì)偏置到刺激頻率的兩倍。1990年Chimento和Schreiner[14]提出一種利用前向掩蔽去除FFR中的CM的方法，基本原理是：在刺激聲前施加強(qiáng)度高于刺激聲的掩蔽聲，只要掩蔽聲強(qiáng)度足夠大，就可以完全抑制其后刺激聲誘發(fā)的FFR，卻能保留刺激聲引起的CM，遂分離出同一記錄位置處可能記錄到的CM成分，然后用未施加前向掩蔽聲采集到的FFR減去CM即可去除FFR中可能含有的CM成分，分離出FFR中完全產(chǎn)生于聽(tīng)覺(jué)中樞的成分。

2.1.4雙耳刺激的影響

涉及單耳刺激與雙耳刺激FFR之間的對(duì)比研究并不廣泛。1974年Marsh等[5]發(fā)現(xiàn)雙耳刺激誘發(fā)的貓的近場(chǎng)FFR，其幅度大于單耳刺激誘發(fā)的FFR，他們認(rèn)為雙耳刺激誘發(fā)的FFR（FFRB）為單耳刺激誘發(fā)的FFR（左耳：FFRL，右耳：FFRR）的線性加和，即FFRB≈FFRL+FFRR。1975年Gerken等[30]亦報(bào)導(dǎo)了相近的結(jié)論，但他們也指出其實(shí)驗(yàn)結(jié)果不排除雙耳交互成分（binaural interaction component, BIC，定義為BIC= FFRL+FFRR–FFRB）的存在。

人的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)可根據(jù)聲音傳到雙耳的時(shí)間差（inter-aural time difference, ITD）和強(qiáng)度差（inter-aural intensity difference,IID）進(jìn)行聲源定位，亦可根據(jù)ITD在噪聲環(huán)境中加強(qiáng)對(duì)目標(biāo)聲音的識(shí)別，因此FFRB的研究重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)移到研究ITD和IID對(duì)它的影響。1997年Clark等[31]發(fā)現(xiàn)FFRB幅度大于FFRL或FFRR卻小于FFRL+FFRR，而且FFRB的幅度在ITD=0時(shí)比ITD=660μs時(shí)來(lái)的大。這一結(jié)果初步確認(rèn)了ITD對(duì)FFRB的影響，并支持BIC的存在性。2000年Ballachanda和Moushegian[32]進(jìn)一步研究了ITD對(duì)FFRB和BIC的影響，他們發(fā)現(xiàn)：FFRB的幅度隨著刺激聲強(qiáng)度的增加而增大，隨著ITD的增大而減??；但BIC幅度卻不受刺激聲強(qiáng)度或ITD的影響。另外，他們還對(duì)比了IID=10dB時(shí)ITD對(duì)FFRB和BIC的影響，發(fā)現(xiàn)：兩個(gè)刺激聲中相位領(lǐng)先者強(qiáng)度較大的情況下誘發(fā)的FFRB幅度隨著ITD的增大而減小，而兩個(gè)刺激聲中相位領(lǐng)先者強(qiáng)度較小的情況下誘發(fā)的FFRB幅度隨著ITD的增大呈現(xiàn)先不變?cè)贉p小的趨勢(shì)，無(wú)論哪種情況BIC幅度均無(wú)明顯差異。1998年Krishnan和McDaniel[33]系統(tǒng)地研究了IID對(duì)FFRB和BIC的影響，他們發(fā)現(xiàn)：隨著刺激聲強(qiáng)度的增大，F(xiàn)FRL+FFRR幅度增加得比FFRB幅度快，因此BIC幅度逐漸增加；隨著IID的增大，F(xiàn)FRL+FFRR幅度逐漸減小而FFRB幅度略微減小后保持基本不變，因此BIC幅度逐漸減小。兩個(gè)研究組[32,33]對(duì)BIC幅度在不同刺激聲強(qiáng)度下的變化給出了不一致的結(jié)果，這可能和他們使用的刺激聲長(zhǎng)度不同有關(guān)，亦可能是因?yàn)榍罢遊32]在較少的刺激聲強(qiáng)度下測(cè)試，導(dǎo)致不能在更大的刺激聲強(qiáng)度范圍內(nèi)考察此問(wèn)題?？傊梢源_定的是BIC的存在性，進(jìn)而說(shuō)明FFRB并非產(chǎn)生于兩個(gè)獨(dú)立位置的FFR的線性加和，而一定包含了聽(tīng)覺(jué)腦干中非線性的交互過(guò)程的產(chǎn)物[1]。

2.2 雙頻率復(fù)合音誘發(fā)的FFR信號(hào)的畸變產(chǎn)物

1991年Rickman等[27]使用雙頻率（f1和f2，且f2>f1）復(fù)合音作為刺激聲，他們?cè)谠摯碳ぢ曊T發(fā)的FFR中，除了觀察到對(duì)刺激聲中含有的頻率成分（f1和f2）的跟隨以及對(duì)其諧波（2f1和2f2）的跟隨之外，還觀察到了f2–f1成分和2f1–f2成分，他們分別稱為DT（difference tone）和CDT（cubic difference tone），后者亦被Krishnan等[1,34,35]稱為FFR的畸變產(chǎn)物（distortion product, DP）。Rickman等[27]發(fā)現(xiàn)DT受f1影響但不受f2/f1影響，而CDT受f2/f1影響但不受f1影響；對(duì)于固定的f2/f1，DT的幅度一般比CDT的幅度大。他們還研究了刺激極性對(duì)DT和CDT的影響，發(fā)現(xiàn)FFR++FFR–中的DT幅度約為FFR+和FFR–中各自的DT幅度均值的兩倍，而FFR+–FFR–中的CDT幅度約為FFR+和FFR–中各自的CDT幅度均值的兩倍，這說(shuō)明FFR++FFR–中DT增強(qiáng)，而FFR+–FFR–中CDT增強(qiáng)。2004年P(guān)andya和Krishnan[34]研究了刺激聲強(qiáng)度對(duì)三個(gè)刺激聲誘發(fā)的FFR中的f1、f2和DP成分的影響（如圖2所示），他們發(fā)現(xiàn)：f1成分和f2成分的幅度隨著刺激聲強(qiáng)度的增大而增大，而DP成分的幅度在高刺激強(qiáng)度下出現(xiàn)飽和（除f1=500Hz、f2=612Hz刺激聲外），這種現(xiàn)象和部分關(guān)于畸變產(chǎn)物耳聲發(fā)射（distortion product otoacoustic emission, DPOAE）的報(bào)導(dǎo)一致。2008年Elsisy和Krishnan[35]又研究了不同強(qiáng)度的f1=500Hz、f2=612Hz刺激聲誘發(fā)的FFR中的DP成分，發(fā)現(xiàn)其幅度隨著刺激聲強(qiáng)度的增加呈現(xiàn)出與之前其他刺激聲一致的先增大后飽和的非線性關(guān)系，同時(shí)測(cè)量的DPOAE中的DP成分的幅度隨著刺激聲強(qiáng)度的增加呈現(xiàn)出先增大再減小再增大的雙相非線性關(guān)系。另外，在較低的刺激聲強(qiáng)度下FFR-DP比DPOAE-DP的穩(wěn)定性好，故FFR被認(rèn)為有潛力成為DPOAE在低頻率或低強(qiáng)度刺激下的測(cè)量補(bǔ)充手段。

3 FFR對(duì)聽(tīng)覺(jué)腦干的語(yǔ)音和音調(diào)編碼的反映

音調(diào)是衡量聲音高低的重要屬性，對(duì)純音而言其音調(diào)即其頻率，對(duì)于復(fù)合音其音調(diào)一般為其基頻f0。含有基頻和多個(gè)倍頻諧波的復(fù)合音誘發(fā)的FFR，頻譜上在基頻和倍頻處均有譜峰，但能量集中在低頻段（如圖3A所示）。1978年Smith等[36]發(fā)現(xiàn)，用不含f0的復(fù)合音作為刺激聲與用含有f0的復(fù)合音作為刺激聲，F(xiàn)FR的波形基本一致。無(wú)論復(fù)合音是否含有f0，人對(duì)它的音調(diào)感知是一致的，因此在FFR中出現(xiàn)了不存在于刺激聲中的音調(diào)感知信息（如圖3B所示）。另外Smith等[36]還發(fā)現(xiàn)FFR的基頻成分不會(huì)因添加f0處的窄帶噪聲而被抑制，他們由此認(rèn)為FFR中的基頻成分并非耳蝸畸變產(chǎn)物。但是1979年Hall[37]提出：不應(yīng)將FFR能恢復(fù)基頻缺失刺激聲的基頻這一點(diǎn)視為FFR是刺激聲音調(diào)的直接反映。他不斷減弱一個(gè)由0.6kHz、0.8kHz和1kHz三個(gè)頻率構(gòu)成的復(fù)合音中的0.8kHz成分，出現(xiàn)在時(shí)域波形上的現(xiàn)象是：逐漸突出2.5ms的包絡(luò)周期同時(shí)逐漸抑制5ms的包絡(luò)周期。相應(yīng)地，F(xiàn)FR的頻譜上0.2kHz的譜峰亦逐漸減小，而0.4kHz的譜峰逐漸增大。當(dāng)0.8kHz成分為零時(shí)，F(xiàn)FR的頻譜上只有0.4kHz的譜峰。然后將刺激聲中的0.6kHz和1kHz兩個(gè)譜峰右移至3.8kHz和4.2kHz處，F(xiàn)FR頻譜上的0.4kHz的譜峰依然存在。這一結(jié)果支持FFR只是跟隨了刺激聲包絡(luò)的周期。這些現(xiàn)象部分可以用FFR的DT來(lái)解釋（見(jiàn)2.2）。

圖2雙頻率復(fù)合音誘發(fā)的FFR中f1、f2和DP幅度隨刺激聲強(qiáng)度的變化[34]。

圖3基頻為146.83Hz的復(fù)合音（A）和基頻缺失的復(fù)合音（B）以及它們誘發(fā)的FFR的時(shí)域波形和頻譜。頻譜上分別用黑色和紅色箭頭標(biāo)出了高信噪比和低信噪比的FFR譜峰。

1987年Greenberg等[38]設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究FFR究竟是跟隨了刺激聲的音調(diào)還是跟隨了刺激聲的包絡(luò)這個(gè)問(wèn)題。第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中他們通過(guò)改變復(fù)合音的相位構(gòu)成以調(diào)整刺激聲包絡(luò)周期性的明顯程度，發(fā)現(xiàn)改變低頻諧波的相位對(duì)FFR幅度基本沒(méi)有影響。1994年Galbraith[20]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)：改變諧波的相位亦可能改變FFR的相位。若改變了刺激聲的相位構(gòu)成，其誘發(fā)的FFR亦有使其峰值與刺激聲峰值的移動(dòng)方向相一致的移動(dòng)。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中Greenberg等[38]使用奇次諧波構(gòu)成的非和諧復(fù)合音誘發(fā)FFR，其包絡(luò)頻率約為2f0。他們發(fā)現(xiàn)：非和諧刺激聲誘發(fā)的FFR++FFR–頻域上在包絡(luò)頻率處有譜峰，而FFR+–FFR–頻域上除了在刺激聲頻率處有譜峰外，在其音調(diào)處亦有譜峰。他們認(rèn)為這可以說(shuō)明基頻缺失的復(fù)合音誘發(fā)的FFR中恢復(fù)的基頻并不是跟隨刺激聲包絡(luò)周期的結(jié)果。2011年Gockel等[16]重復(fù)Greenberg等的實(shí)驗(yàn)，并沒(méi)有在非和諧刺激聲的FFR+–FFR–的頻域上觀察到在刺激聲音調(diào)處有譜峰，但是FFR+–FFR–的自相關(guān)函數(shù)上能夠觀察到相應(yīng)的音調(diào)變化。另外，Gockel等對(duì)雙耳刺激下的基頻缺失刺激聲誘發(fā)的FFR進(jìn)行了研究，刺激方式為將含有2f0和4f0的刺激聲給一耳，將含有3f0的刺激聲給另一耳，這種雙耳刺激的音調(diào)仍為f0，但FFR的頻譜上在f0處卻沒(méi)有譜峰。因此他們認(rèn)為FFR中可能含有與音調(diào)感知有關(guān)的信息可供進(jìn)一步處理，但并不是音調(diào)的直接反映。

Plack等[39]指出：另一個(gè)判斷FFR是否含有音調(diào)感知信息的方法，就是觀察不同人群或個(gè)體的音調(diào)感知差異是否能夠在FFR中有所體現(xiàn)。除了純音和復(fù)合音之外，這類研究中還常用類語(yǔ)音與語(yǔ)音刺激聲，如掃頻音[40]、元音[41,42]、有聲調(diào)的元音[43]等。語(yǔ)音誘發(fā)的FFR中頻率靠近元音共振峰的成分被加強(qiáng)[42]。FFR的基頻變化軌跡同步地跟隨刺激聲的基頻變化軌跡，且升調(diào)刺激聲誘發(fā)的FFR更強(qiáng)[40,43]。根據(jù)FFR的強(qiáng)度或跟隨刺激聲基頻的準(zhǔn)確程度可以評(píng)價(jià)FFR，這兩者往往是聯(lián)系在一起的。

研究表明，不同聽(tīng)力特征人群的FFR可能有不同的表現(xiàn)。2005年Krishnan等[44]發(fā)現(xiàn)，在四個(gè)聲調(diào)的普通話語(yǔ)音/yi/刺激下，母語(yǔ)為漢語(yǔ)的人群的FFR比母語(yǔ)為英語(yǔ)的人群的FFR更強(qiáng)。2010年Krishnan等[45]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，在漢語(yǔ)和泰語(yǔ)中有聲調(diào)的語(yǔ)音/yi/的刺激下，母語(yǔ)為有聲調(diào)語(yǔ)言（漢語(yǔ)、泰語(yǔ)）的人群的FFR均比母語(yǔ)為無(wú)聲調(diào)語(yǔ)言（英語(yǔ)）的人群的FFR更強(qiáng)，但兩個(gè)有聲調(diào)語(yǔ)言人群的FFR無(wú)顯著差異。2007年Wong等[46]使用漢語(yǔ)前三聲/mi/作為刺激聲誘發(fā)FFR，他們發(fā)現(xiàn)音樂(lè)家的FFR比非音樂(lè)家的FFR更強(qiáng)，尤其/mǐ/誘發(fā)的FFR差別最大，而且FFR強(qiáng)度與接受音樂(lè)訓(xùn)練的時(shí)間正相關(guān)，與開(kāi)始音樂(lè)訓(xùn)練的時(shí)間負(fù)相關(guān)。隨后Musacchia等[47]使用語(yǔ)音/da/與大提琴的高音so誘發(fā)音樂(lè)家和非音樂(lè)家的FFR，得到了與Wong等一致的結(jié)論。2008年Russo等[48]發(fā)現(xiàn)孤獨(dú)癥譜系障礙患者比正常人在升、降調(diào)語(yǔ)音/ya/刺激下產(chǎn)生的FFR強(qiáng)度較弱，跟隨刺激聲較不準(zhǔn)確。2010年Clinard等[49]發(fā)現(xiàn)使用純音做刺激時(shí)FFR的強(qiáng)度和年齡負(fù)相關(guān)，心理聲學(xué)中的頻率分辨閾值（frequency difference limen, FDL）與年齡正相關(guān)，但FFR強(qiáng)度和FDL之間未發(fā)現(xiàn)有顯著的相關(guān)性。2013年Marmel等[17]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果雖然支持FFR的強(qiáng)度和年齡負(fù)相關(guān)，卻也支持FFR的強(qiáng)度和FDL呈負(fù)相關(guān)。

不同聽(tīng)力特征的人群具有表現(xiàn)不同的FFR，這說(shuō)明FFR可以區(qū)分較明顯的音調(diào)感知差異。至于FFR是否可以區(qū)分細(xì)微的音調(diào)感知差異，則可以在相同聽(tīng)力特征人群的不同個(gè)體之間進(jìn)行研究。2012年Gong等[50]報(bào)導(dǎo)了相同聽(tīng)力特征人群的不同個(gè)體之間的FFR強(qiáng)度與FDL之間的負(fù)相關(guān)性，說(shuō)明頻率分辨能力越強(qiáng)的人其FFR越強(qiáng)。2013年Gong等[51]又報(bào)導(dǎo)了FFR跟隨刺激聲的準(zhǔn)確性和FDL之間存在相關(guān)性。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相同聽(tīng)力特征人群的不同個(gè)體之間的細(xì)微的音調(diào)感知差異能在FFR中體現(xiàn)出來(lái)，支持了FFR中含有音調(diào)感知信息的觀點(diǎn)。另一種探究FFR是否可以區(qū)分細(xì)微的音調(diào)感知差異的方法是考察FFR能否足夠敏銳地反映同一個(gè)體的音調(diào)感知能力的提升或衰退。這一點(diǎn)在Wong等[46]的實(shí)驗(yàn)中似乎有所暗示，如果不同音樂(lè)家的FFR強(qiáng)度與他們接受音樂(lè)訓(xùn)練的時(shí)間有關(guān)，那么同一個(gè)音樂(lè)家的FFR或許會(huì)隨著其音樂(lè)訓(xùn)練而逐漸增強(qiáng)。雖然一般認(rèn)為FFR在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)的差異不大，但是2008年Song等[52]發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)短期語(yǔ)言訓(xùn)練，受試者的FFR跟隨刺激聲的準(zhǔn)確程度有所提高。

上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果除了表明FFR能反映不同人群或相同人群中不同個(gè)體之間的音調(diào)感知能力的差異，還說(shuō)明了人的音調(diào)感知能力可能依賴于語(yǔ)言環(huán)境、長(zhǎng)短期語(yǔ)音或音樂(lè)訓(xùn)練、個(gè)體年齡、個(gè)體健康水平等多種因素，而且似乎暗示了FFR能捕捉到音調(diào)感知能力變化的過(guò)程。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明聽(tīng)覺(jué)腦干具有可塑性[15]，經(jīng)過(guò)由外界環(huán)境或自身客觀因素引起的長(zhǎng)期或短期的對(duì)音調(diào)感知能力有影響的事件，聽(tīng)覺(jué)腦干對(duì)某些刺激聲的頻率或音調(diào)的分析可能有細(xì)微的變化，而且FFR通過(guò)其強(qiáng)度或跟隨刺激聲的準(zhǔn)確程度能夠反映出這種可塑性，進(jìn)而反映出音調(diào)感知能力的細(xì)微變化。因此，F(xiàn)FR既可被用于研究聽(tīng)覺(jué)腦干在語(yǔ)音或音調(diào)編碼中的作用，亦可作為研究聽(tīng)覺(jué)腦干可塑性的有力工具，其無(wú)創(chuàng)性和客觀檢測(cè)性均是其巨大的優(yōu)勢(shì)。

4 小結(jié)

從FFR的發(fā)現(xiàn)至今，研究者對(duì)FFR的關(guān)注點(diǎn)幾乎一直集中在其臨床應(yīng)用價(jià)值的挖掘上。早期研究的熱點(diǎn)聚焦在FFR的產(chǎn)生位置和信號(hào)特點(diǎn)的研究上，為實(shí)現(xiàn)其臨床應(yīng)用做好鋪墊。盡管由于技術(shù)所限以及對(duì)FFR的認(rèn)識(shí)過(guò)少，這種努力遭遇了挫折，然而FFR的研究卻沒(méi)有中斷。隨著FFR研究重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向聽(tīng)覺(jué)腦干在語(yǔ)音或音調(diào)編碼中的作用及聽(tīng)覺(jué)腦干的可塑性，研究者們?cè)絹?lái)越關(guān)注FFR對(duì)語(yǔ)音刺激的表現(xiàn)、FFR在特定人群中的表現(xiàn)、及經(jīng)過(guò)特定聽(tīng)力訓(xùn)練或疾病干預(yù)前后FFR的變化。這些研究成果正從另一個(gè)角度展現(xiàn)了FFR的臨床應(yīng)用價(jià)值，而這又將進(jìn)一步推動(dòng)關(guān)于FFR的神經(jīng)基礎(chǔ)的研究。

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