《European Archives of Oto-Rhino-Laryngology》：Listening effort measurement by pupillometry under dual-task paradigms: the effect of auditory spectral resolution
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本研究聚焦于感知噪音语音时认知负荷的评估难题。研究人员在21名听力正常者中，采用耳蜗植入模拟语音（4、6、8、12通道）与正常语音对比，通过结合双任务范式（复述句子同时完成视觉押韵判断任务）与瞳孔测量技术，探究听觉谱分辨率降低对聆听努力的影响。结果显示，降低谱分辨率会增加聆听努力，表现为次级任务反应时间延长和瞳孔扩大；且这种效应在反应时和瞳孔大小上表现出差异敏感性。研究意义在于揭示了聆听努力的多维性，并强调了将行为与生理测量结合用于全面评估感知退化语音之认知影响的重要性。
想象一下这样的场景：你身处一个嘈杂的咖啡馆，试图听清朋友的谈话。即使最终理解了意思，这个过程也可能让你感到疲惫、分神，甚至不想再继续交谈。这种额外的“认知功夫”，在学术上就被称为“聆听努力”。对于使用人工耳蜗的重度听损者而言，理解语言本身就是一个巨大的挑战，而这种挑战背后所消耗的认知资源，可能比我们想象的更为巨大。传统上，我们主要通过“听懂了多少”（即语音清晰度）来评估助听设备的效果。然而，这就像只看了考试成绩，却忽视了学生为了考高分而熬夜付出的巨大精力一样。越来越多的研究者意识到，聆听努力是一个独立且至关重要的维度，它直接关系到用户的疲劳感、生活质量和长期认知健康。那么，一个核心问题浮出水面：听觉信号的质量，特别是其“谱分辨率”（可以理解为声音细节的丰富程度），究竟如何影响聆听努力？为了回答这个问题，一项发表在《European Archives of Oto-Rhino-Laryngology》上的研究，巧妙地将实验室模拟与精细的生理、行为测量相结合，为我们揭示了个中奥秘。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：1. 噪音语音模拟：使用AngelSim?软件将正常土耳其语句子处理成4、6、8、12通道的噪音语音，以模拟人工耳蜗有限的谱分辨率。2. 双任务范式：要求21名听力正常的土耳其语母语者（样本）在聆听并复述上述语音（主任务）的同时，对屏幕上快速呈现的两个单音节词进行是否押韵的判断（次级任务）。3. 瞳孔测量：使用EyeLink 1000 Plus眼动仪以1000 Hz的高采样率记录参与者右眼瞳孔大小的变化。4. 数据分析：采用线性混合效应模型分析次级任务反应时间和平均瞳孔大小，并将语音清晰度分数转换为合理化反正弦单位以进行统计分析。
研究结果：
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反应时间： 与聆听正常语音相比，参与者在处理通道数最少的噪音语音（4通道和6通道）时，次级押韵判断任务的反应时间显著延长。但在通道数较多的8通道和12通道条件下，反应时与正常语音相比无显著差异。
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瞳孔大小： 瞳孔大小对听觉信号质量的变化更为敏感。与正常语音条件相比，所有噪音语音条件（包括12通道）下的平均瞳孔大小均显著增大，且通道数越少（谱分辨率越低），瞳孔放得越大。这表明即使参与者能够完成主任务（复述句子），其认知负荷也已经显著增加。
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语音清晰度： 随着通道数减少，语音清晰度（以RAU分数衡量）呈下降趋势。然而，统计分析显示，语音清晰度分数并不能预测反应时间或瞳孔大小的变化。这表明聆听努力与语音理解的成功率是两个相关但独立的指标。
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反应时间与瞳孔大小的关系： 两者在所有实验条件下均存在显著但微弱的相关性，这进一步支持了它们捕捉的是聆听努力不同维度的观点。
结论与讨论：
本研究通过整合双任务范式和瞳孔测量技术，系统评估了听觉谱分辨率对聆听努力的影响。核心结论是：降低谱分辨率会增加聆听努力，且这种增加在生理指标（瞳孔大小）上表现得比行为指标（反应时间）更为早期和敏感。即使是轻微的谱分辨率下降（如12通道噪音语音），也能引发显著的瞳孔扩大，预示着认知资源的额外调动；而只有当谱分辨率严重不足时（4-6通道），才会在需要快速决策的次级任务上表现出可观察到的行为延迟。
这一发现具有重要的理论意义。它有力地支持了“努力聆听理解框架”（FUEL）关于聆听努力是多维构成的论点。瞳孔扩大可能反映了认知资源分配和注意负荷的增加，而反应时间则可能反映了可用于任务执行的剩余认知容量。两种测量方法的分歧揭示了努力聆听过程中认知加工的复杂性。
研究结果对临床实践同样富有启示。它提示，仅凭语音清晰度测试来评估人工耳蜗使用者的表现是远远不够的。有些使用者可能拥有很高的语音识别得分，但他们为此付出了巨大的“隐藏”努力，这可能导致他们更快地感到疲劳，或在复杂的现实生活聆听场景中表现不佳。因此，在人工耳蜗的调试和康复评估中，应考虑纳入对聆听努力的监测，例如探索使用更便携的瞳孔测量设备或标准化的双任务评估，以优化用户的整体听觉体验和认知福祉。
此外，本研究首次在土耳其语这一形态复杂的黏着语中探讨此问题，为理解不同语言特性如何与听觉退化相互作用提供了新的视角。当然，研究也存在局限，例如使用正常听力参与者和模拟信号，可能与真实人工耳蜗使用者的体验存在差异。未来的研究可以直接在人工耳蜗使用者群体中验证这些发现，并探索更多影响聆听努力的个体化因素，以推动更加精准、人性化的听觉康复方案。
