编辑推荐：
为探究婴儿视觉统计学习(SL)中脑与行为测量的关联，研究人员对3、6、9月龄婴儿进行纵向研究，结合脑电图(EEG)频率标记与注视时间行为测试。研究发现，枕叶区对结构规则的神经反应（3 Hz夹带）在3月龄即出现，学习指数在9月龄显著增加，而行为测量在9月龄才与神经标记显著相关。该研究表明EEG可提供比行为测试更敏感、连续的在线学习指标，有助于揭示婴儿早期统计学习能力的发展轨迹。
在生命之初，婴儿就展现出了惊人的学习能力。他们能从看似混沌的环境中，发现声音、图像等刺激背后隐藏的规律，这种被称为“统计学习”(Statistical Learning, SL)的能力，是语言、视觉认知等高级功能发展的基石。然而，长期以来，科学家们评估婴儿的统计学习，主要依赖于观察他们在“学习”之后的“考试”表现——比如，让他们看熟悉的图案和全新的图案，看看他们盯着谁的时间更长。这种事后行为测试的结果往往变数很大，而且难以解读。比如，有些宝宝更喜欢看熟悉的，有些则对新奇的图案更感兴趣，这种“新奇-熟悉”偏好本身就受到多种因素影响，难以稳定地作为学习的证据。此外，相同的行为结果，其背后的学习过程也可能千差万别。这促使研究者们思考：能否绕开“行为”这座桥梁，直接探寻大脑在学习过程中的实时动态？于是，结合在线神经成像技术，特别是高时间分辨率脑电图(Electroencephalography, EEG)的研究应运而生，这为我们打开了一扇观察婴儿大脑如何在“上课”时就“学会”知识的窗户。
为了解决上述问题，由Chiara Capparini、Lauréline Fourdin、Vincent Wens和Julie Bertels组成的研究团队开展了一项纵向研究，旨在“理清”婴儿视觉统计学习中脑与行为测量之间的关系。他们想知道：婴儿大脑对视觉规律的神经反应（神经夹带）从何时开始出现？又是如何随着月龄增长而变化的？更重要的是，大脑在学习过程中的“实时表现”，能否预测他们“学完”之后的行为测试结果？这项研究发表在了期刊《Developmental Cognitive Neuroscience》上。
研究人员采用的关键技术方法包括：纵向队列设计，对同一批婴儿在3个月(T1)、6个月(T2)、9个月(T3)时分别进行测试；EEG频率标记(Frequency-Tagging)范式，在熟悉化阶段以6 Hz的速率快速呈现彩色形状，并形成确定性的“对子”（出现频率为3 Hz），通过分析大脑在刺激基础频率(6 Hz)和对子频率(3 Hz)及其谐波上的信号噪声比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)来在线测量神经夹带(Neural Entrainment)；以及后测行为范式，在熟悉化之后，测量婴儿对熟悉对子和新异对子的注视时间，计算偏好分数。数据分析采用了线性混合效应模型(Linear Mixed-Effects Models, LMMs)来处理纵向数据。
神经数据（在线学习）
- •
ROI（感兴趣区域）分析：通过最大统计学方法，发现显著SNR活动的电极主要集中在枕叶中部区域，且在所有时间点和感兴趣的频率（基础频率和对子频率及其谐波）上均是如此。因此，研究选择了一个由7个内侧枕叶电极组成的ROI进行后续分析。
- •
基础刺激响应（6 Hz及其谐波）：在所有时间点，婴儿大脑都对基础刺激频率(6 Hz)产生了神经夹带，这反映了对刺激的基本视觉感知。6月龄时的基础水平SNR最高，但整体上随着熟悉化进程（块顺序增加）而下降。然而，在9月龄时，这种随熟悉化而下降的趋势减弱，表明其基础刺激响应更稳定。
- •
对子识别响应（3 Hz及其谐波）：婴儿大脑对嵌入的规律结构（对子频率3 Hz）也表现出了神经夹带，且这种响应在3月龄时就已出现。对子水平的SNR随月龄增长而增强，在9月龄时达到峰值。重要的是，在9月龄时，对子水平的SNR在熟悉化后期显著增加，呈现出与其他月龄不同的时间动态。
- •
对子学习指数：学习指数定义为对子频率SNR相对于基础频率SNR的比率（取对数后的差值）。该指数在9月龄时显著高于3月龄和6月龄。此外，随着熟悉化进程，学习指数在所有年龄段都呈现小幅但显著的上升，表明对结构的相对神经夹带在学习过程中逐渐增强。
行为数据（后测学习）
总体而言，婴儿在任一测试时间点均未表现出对新异对子或熟悉对子的稳定偏好。偏好分数与零没有显著差异，仅在6月龄时有微弱但未通过校正检验的趋向新奇偏好趋势。这表明，在群体水平上，快速呈现刺激下的注视时间测量未能检测到明显的统计学习行为结果。
神经与行为数据的关系
这是本研究最关键的发现之一。神经学习指数与行为偏好分数之间的关系随月龄增长而增强。在9月龄时，神经学习指数高的婴儿，更倾向于在后测中表现出对新异对子的偏好，即更强的神经夹带与行为新奇偏好正相关。然而，在3月龄和6月龄时，并未发现这种显著的关联。这表明，大脑对视觉统计结构的在线神经敏感性与外显行为学习结果之间的联系，直到婴儿9个月大时才变得清晰和稳定。
该研究的结论和讨论部分强调，婴儿大脑在生命早期（3月龄）就已经具备检测视觉统计规律的能力，并且神经标记随着时间的推移（到9月龄）变得更加稳健。EEG频率标记提供了一种敏感且连续的在线学习指标，能够捕捉到可能不会在行为中显现出来的学习效应。神经与行为测量的关联直到9月龄才出现，这提示，可能只有在神经夹带达到一定强度或成熟度阈值时，才能在快速呈现的视觉任务中转化为可观察的行为结果。此外，对子水平神经夹带的时间动态在9月龄时与其他月龄不同（在熟悉化后期增强），这可能反映了更高效的规则巩固过程。研究还发现，注视时间与基础水平和对子水平的SNR均呈正相关，说明注意力在视觉统计学习中扮演着角色。
本研究的重要意义在于，它首次在纵向设计中利用EEG频率标记技术描绘了婴儿期视觉统计学习的神经发展轨迹，并明确了神经与行为测量之间的发展性联系。它表明，单独的行为后测可能无法充分捕捉个体差异和学习的发展变化，而结合在线神经追踪可以提供更丰富的学习过程信息。这项研究支持了在发育认知神经科学中采用多模态方法来更全面地表征早期学习机制的观点。
