从人类脑电图中对刺激特征不确定性的时间分辨解码

内部噪声和外部噪声会导致感觉刺激在神经表征中的不确定性。通过估计刺激特征的完整概率分布，而非点估计，可以从感觉脑区的反应中解码出对基本刺激特征的不确定性。这种解码得到的不确定性与主观不确定性报告相关，从而为理解元认知判断的神经基础提供了重要线索。然而，在人类研究中，概率解码仅应用于功能性磁共振成像（fMRI）数据；由于fMRI的时间分辨率较低，因此只能有限地揭示大脑中不确定性的动态变化。在本研究中，我们评估了能否将对刺激特征不确定性的概率解码扩展至脑电图（EEG）数据。与fMRI相比，EEG具有更高的时间分辨率，但空间分辨率较低，且噪声特性不同。参与者完成了一项空间位置估计任务，并报告了主观不确定性。我们发现，EEG中的时间分辨概率解码是可行的：解码器能够在刺激呈现后准确预测刺激位置，并且解码误差在逐试次层面上与解码得到的不确定性相关。噪声协方差结构的选择对这些指标产生了关键影响。此外，与解码误差相比，解码得到的不确定性是逐试次反映刺激信息的更可靠指标，这说明概率解码相较于标准解码方法具有优势。然而，在任何时间点，从EEG中解码得到的不确定性均未与主观不确定性在逐试次层面上呈现显著相关。基于这些结果，从EEG中解码得到的不确定性能够在时间维度上估计单个试次中脑信号所包含的刺激信息，但可能并不反映元认知报告。

内部噪声和外部噪声会导致感觉刺激神经表征中的不确定性。通过对刺激特征的完整概率分布进行估计，而非仅给出点估计，可以从感觉脑区的反应中解码基本刺激特征的不确定性。此类解码得到的不确定性与主观不确定性报告相关，从而为理解元认知判断的神经基础提供了重要线索。然而，在人类研究中，概率解码目前仅应用于功能性磁共振成像（fMRI）数据；由于fMRI的时间分辨率较低，因此其对于大脑中不确定性动态过程的揭示能力有限。在本研究中，我们评估了能否将针对刺激特征不确定性的概率解码扩展至脑电图（EEG）数据。与fMRI相比，EEG具有更高的时间分辨率，但空间分辨率较低，且噪声特性不同。参与者完成了一项空间位置估计任务，并报告了主观不确定性。我们发现，EEG中的时间分辨概率解码是可行的：解码器能够在刺激呈现后准确预测刺激位置，且解码误差在逐试次层面与解码不确定性相关。噪声协方差结构的选择对这些指标产生了关键影响。此外，与解码误差相比，解码不确定性是更为可靠的逐试次刺激信息指标，体现了概率解码相较于标准解码方法的优势。然而，在任何时间点，从EEG中解码出的不确定性均未与主观不确定性在逐试次层面呈现显著相关。基于这些结果，从EEG中解码出的不确定性能够提供一种具有时间分辨率的估计，反映单个试次中脑信号可提供的刺激信息，但这种不确定性可能并不反映元认知报告。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.08.750188v1?rss=1

🏷️ 脑电图 概率解码 刺激不确定性 时间分辨率 元认知 神经表征