研究背景:人类有可以将自己的肢体动作时机自动地与外界复杂的时机序列产生同步。当外界时机信号序列中包含有节奏信息时,这种同步化趋势更为明显。这种自发性动作对外部节奏序列的适应性调整就是感觉动作同步性(Sensorimotor Synchronizaion,SMS),也有研究者称之为夹带(Entrainment)。这种现象广泛存在于各种行为类型中,例如谈话、步行、乐器演奏与舞蹈等,并且被广泛应用于由神经系统疾病(例如帕金森病、脑卒中、多发性硬化症等)引起的动作失调康复中,并成为基于节奏或基于音乐的运动干预的基础。已有研究表明,以音乐为基础的行为同步干预在神经系统疾病引起的动作失调康复中是一种有效的非药物干预方法。感觉动作同步性的典型实验室任务是手指敲击任务,即让被试与外部节拍器信号(通常为音频节拍器)同步地在某一介质表面上进行手指点击。随着研究的深入,感觉动作同步研究衍生出更多实验任务,所使用的节奏刺激也再不局限于物理介质或计算机呈现的听觉节拍器,对多模态同步的研究日益增加。然而,针对感觉动作同步中不同模态的优势未能得到一致结论。本文通过梳理近年感觉动作同步性领域的研究,比较不同模态中感觉动作同步的差异及神经机制。研究方法:在WOS数据库、ScienceDirect与ProQues数据库中检索2013年1月至2019年1月包含以下关键词的文献"sensorimotorsynchronization"、"rhythm-motor entrainment"、"rhythmic stimuli","music/rhythm-based intervention",并查找比较或整合听觉、视觉、触觉模态的实验室研究或针对神经系统疾病患者的干预研究,排除文献综述研究。研究结果:1.在不同模态中的感觉同步研究均采用相似的实验范式与研究任务。在手指点击任务中采用同步-持续范式是实验室研究中采用最多的方法。同步-持续范式包含两个阶段,在同步阶段,要求被试与外部节拍信号同步进行手指点击动作,而在持续阶段,外部节拍信号消失,要求被试自主保持先前同步的节奏。在多节拍器叠加的分心任务中,持续阶段也被用于分析分心节拍的对同步动作的夹带或牵引影响。然而,在不同研究中所采用的刺激的节奏结构不尽相同,在节拍构成,序列间隔时长、序列间隔数量与序列时长均存在差异。有些研究所采用的则是经过编辑的音乐片段以及与之匹配的视频或触觉刺激。这种方法差异导致了多模态比较研究的不一致结果。2.与视觉呈现的节拍器(例如闪光或弹跳球)相比,听觉节奏刺激引起的动作同步变异性更小。并且在听觉模态中,引发动作同步的节拍速度更快。在中等速度非快速手指敲击任务中,只有在移动的视觉节拍器中添加更加真实的速度信息时,视觉-运动同步才可以实现与听觉-运动同步一样的时间精确性。当听觉节拍器与视觉节拍器叠加时,听觉节奏可以提高人们对视觉节奏的识别能力,或者令动作同步趋向于听觉节奏。3.触觉-动作同步研究中所使用的刺激均为针对某一处或几处皮肤的物理震动,但是不同研究中所涉及的躯体部位不同,导致研究结果的差异。大多数研究均报告了适度的听觉优势,尽管一些研究中差异并不具备统计意义显著性。简单节奏序列同步任务中,听觉优势并不明显。然而,在复杂节奏序列同步任务中,听觉表现出明显的优势。此外,只有在呈现听觉节奏信息时,错误矫正的高时间精度才得以保证。4.听觉系统的时机分辨优势来源于其于运动系统更强的连结。与视觉-动作同步任务相比,听觉时机信息可以激活更广泛的运动功能区域,例如辅助运动区(SMA)与前运动皮层。另外,视觉与听觉均能识别出高速时间信息,例如V1将其输入/输出锁相至高达100HZ的视觉闪烁视频。感觉运动同步不容易转移到涉及时间/节奏感知的系统,特别是时在通常涉及节奏感知的时间框架时。这种传递可能发生在背侧通路内,而听觉背侧通路中具有更高的时间分辨率。这可能解释了听觉模态在感觉动作同步中的优势。5.多模态均存在的感觉动作同步现象为运动失调康复在更为广泛的感官失能人群中的使用提供了理论基础。未来研究可以通过健康人群与神经系统疾病患者之间的差异,对感觉动作同步中的听觉优势提供更为深入的神经机制解释,特别是不同模态中神经通路的时间精度差异。研究结论:与视觉、触觉模态相比,听觉节奏刺激由于其在检测时间模式上的高时间保真度而更容易引起感觉动作同步。在多模态节奏刺激叠加时,听觉节奏刺激也更容易对其模态节奏刺激引发的动作同步进行调节。此外,听觉与运动系统之间更强的连结为听觉节奏刺激在感觉动作同步中的优势奠定了基础。在临床应用中,听觉节奏刺激可以作为运动失调康复的有力辅助工具,进而提高神运动失调患者的生活质量。