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2018-12-01人們如何掌控時序感知？節律與順序處理機制不一
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【本刊訊】過去，科學家普遍認為人們對於「時序」的感知與處理機制是單一系統運作下的結果，然而近日《美國國家科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）一研究指出，人腦對於時序的預測、處理，至少由2個互不重疊的機制拼湊而成。
當交通號誌燈由紅轉綠時，司機便會下意識地踩下油門向前駛進；而一個訓練有素的鋼琴演奏家，也會知道要在哪一個音符、哪一個拍點下控制延音踏板。這些近乎本能反應的行為，都與人們對「時序」的感知與預測能力有很大的關係，且這項能力的展現相當重要，它關係著人們是否能對這個動態世界作出適切、適時的回應。時序預測（temporal predictions）能力依情境可分為2類：第一種為節律結構（rhythmic structure），意即事件的發生是有節奏性、有固定節律的；另外一種則為非週期流（aperiodic streams），該類事件的發生通常有一定的間隔時間。
人腦中的基底核（basal ganglia）與小腦（cerebellum）是目前已知，與時序處理（temporal processing）相關的部位，只是對於節律結構與非週期流的時序預測而言，調節的機制是否相同，仍存在相當大的爭議。這些下皮質區（subcortical structure）在時序定向（orienting）中所扮演的角色，始終未被確定。因此，研究員針對小腦萎縮症（cerebellar degeneration）及帕金森氏症患者進行測試，且過程中不予以藥物介入，試圖了解2組受試者在時序預測任務上的表現有何異同；此研究以前者代表小腦的功能限制，後者則作為基底核功能障礙的模型。
受試者會被給予一項視覺偵測（visual detection）任務，這些任務目標都是可被預測的，差別只在出現的方式是具有節律性，還是非週期性地發生。測試過程中，紅、白、綠3種顏色的方塊會閃現在電腦螢幕上，當受試者看到綠色方塊時需快速按下按鈕，此外白色方塊的設計是為了暗示著綠色方塊即將登場。結果發現，在3色方塊根據節律出現的測試裡，小腦萎縮症患者的反應較佳；但若在不同時間間隔中顯示方塊時，帕金森氏症患者較能預測顏色出現的順序。
美國加州大學柏克萊分校（University of California-Berkeley）神經科學家艾弗利（Richard Ivry）針對該結果作進一步說明：小腦萎縮症患者較無法掌握「非節律性」的時序線索，反之帕金森氏症患者則較不擅於因應「節律性」的指引。另外，該研究最終也顛覆了過去單一腦系統掌控時序處理的理論說法，因為若要掌控這項能力，需要至少2種不同的處理機制，才有辦法做出適當應對。
新聞來源
Assaf Breska and Richard B. Ivry, Double dissociation of single-interval and rhythmic temporal prediction in cerebellar degeneration and Parkinson’s disease, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018.