预测信号编码不精确能否解释视觉和听觉中的幻觉?

预测编码不精确与幻觉有关,但证据最强的是精神分裂症中的听觉言语幻觉,跨感觉通道的证据则较弱。

直接答案

部分可以。预测编码不精确——即大脑对自身预测和预测误差的精确度处理出错——是解释幻觉的一个主要假说,尤其适用于精神分裂症中的幻听[1][2][3]。但现有证据尚不能表明,同一种共同机制可以解释视觉和听觉两种模态下的幻觉;而且至少有一项针对幻听者预测误差信号的直接检验,并未发现该信号与幻觉有关[5]。

5篇文献引用

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“预测编码不精确”到底指什么

预测编码把知觉描述成一场猜谜游戏。大脑不断生成关于即将遇到什么的模型,当感觉输入证实或推翻这些模型时,再对模型进行更新[2]。预测的“精确度”是指大脑赋予某个预测的置信程度——在嘈杂的输入信号流中,它有多相信某一个预期。

预测编码不精确意味着这种置信加权出了问题。预测可能被把握得太松,或者预测误差——预期与输入之间的不匹配——可能被赋予过多或过少的权重。结果是异常的知觉推断:大脑误判什么是真实的、什么是自己预期的,在极端情况下,这种误判可能表现为幻觉[2][4]。这是一个解释症状的框架,而不是直接观察到的病因。

最强证据来自精神分裂症中的幻听

支持“不精确”假说的证据大多来自精神分裂症中的听觉言语幻觉,也就是幻听。有一个框架把预测编码的时间精确度与感觉运动环路的空间连接联系起来,提出运动到感觉的转换受损,会造成这些幻觉背后的不精确[1]。

两个相关模型把预测编码不精确置于经典精神分裂症的核心。他们认为,电生理和功能成像显示,在编码预测的脑网络枢纽处存在异常活动,而频繁的预测误差可能促使多巴胺过量释放,进而触发包括幻觉在内的明显精神病性发作[2]。后来一个模型把这一思路扩展到环路层面:输入纹状体的信号失衡,会扰乱皮层下信号调节皮层活动的精确度,这种不精确可能在应激时促发急性现实扭曲[3]。这些都是提出的机制,作者自己也指出,慢性炎症等环境因素也可能促成这种不精确[2]。

视觉方面:有提示,但尚无定论

尚未达到完整幻觉程度的视觉异常,正越来越多地被研究为精神病的早期迹象,预测编码假说也被用于解释这些现象:知觉扭曲被认为源于内部预测与传入感觉数据整合不精确[4]。但这些视觉异常究竟来自知觉敏感性异常、感觉预期增强,还是两者兼有,目前仍无定论[4]。

一项虚拟现实研究试图把人对类精神病性视觉扭曲的敏感性与“看到并不存在之物”的倾向区分开来,并在普通人群的健康成人中进行测试[4]。这个设计是在规划如何获取证据,而不是已经完成的答案;它测量的是扭曲和类精神病性体验,而不是临床幻觉。因此,视觉方面的问题仍是一个活跃的假说,而不是已被证明的共同机制。

本文引用的文献

1

运动到感觉转换中功能双重分离受损介导听觉言语幻觉中的异常预测编码

提出一个框架,把预测编码的时间精确度与听觉言语幻觉中感觉运动环路的空间结构联系起来。

2

预测编码不精确是经典精神分裂症的核心

认为预测编码不精确是经典精神分裂症的核心病理过程,频繁的预测误差可能促进多巴胺释放,从而触发幻觉和妄想。

3

精神分裂症持续性残疾的机制:经皮质-纹状体-丘脑-皮质环路功能障碍导致的预测编码不精确

提出一个模型:纹状体输入失衡扰乱了皮层下信号调节皮层活动的精确度,可能促发包括幻觉在内的急性精神病。

4

利用虚拟现实刻画视觉异常背后的知觉因素及其与普通人群类精神病性体验的关系

描述了一项虚拟现实研究,旨在检验视觉异常究竟源于知觉敏感性异常、感觉预期增强,还是两者兼有,并考察其与类精神病性体验的关系。

5

临床与非临床幻听者的失匹配负波反应模式不同,挑战精神病的预测编码解释

发现非临床幻听者并未表现出精神分裂症中见到的失匹配负波减弱,结论是作为预测误差信号的失匹配负波并不反映与幻觉相关的过程。