近日，北京航空航天大学人文社会科学学院（公共管理学院）高雅玥副教授作为第一作者和共同通讯作者，在国际顶级学术期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表题为“Alpha rhythms in the left auditory cortex set the speed limit for speech comprehension”的研究论文。该研究首次揭示了左侧听觉皮层alpha节律是决定人类言语理解速度上限的关键神经机制，并通过多模态神经调控技术成功“加速”了这一节律，使受试者能够听懂原本无法分辨的超快速语音。

研究团队建立了测量个体言语速率阈限的行为范式，通过心理物理学方法系统考察了被试在不同语速下的言语识别表现。结果显示，静息态下个体alpha峰值频率与言语速率阈限呈显著正相关：alpha节律越快，被试理解快速语音的能力越强。该相关性在左侧颞叶电极通道上尤为稳健，而alpha功率及其他频段能量均无显著关联。这一结果表明，alpha节律的快慢直接决定了言语理解的带宽上限。

图1. 个体alpha频率可预测其言语加工速度

Alpha节律与言语带宽之间究竟是伴随关系还是因果联系？为回答这一问题，研究团队运用高精度经颅交流电刺激在个体阈限频率附近施加“加速”或“减速”的alpha频段刺激。结果表明，加速刺激条件下，被试的快速语音识别正确率显著提升，言语接收带宽被切实拓宽。当改用重复听觉刺激进行无创调控时，加速听觉刺激同样增强了言语识别能力，提示承载言语带宽的关键是听觉皮层自身的alpha节律。

图2. 通过alpha频率的神经调控，提升言语加工速度

为直接追踪带宽瓶颈的皮层起源，研究团队与首都医科大学三博脑科医院合作，进行颅内电极记录。结果证实，听觉皮层的局部alpha峰值频率与个体言语速率阈限高度相关，且该效应仅见于听觉皮层，在躯体感觉皮层与视觉皮层中均不成立。颅内电极记录进一步揭示，加速听觉刺激可显著提高左侧听觉皮层的alpha频率，且左侧听觉皮层的神经包络跟踪强度能够预测被试随后的言语识别表现。这表明，左侧听觉皮层的alpha节律构成了决定人类言语通讯带宽的核心节点。

图3.  颅内电极实验揭示言语加工速度的关键在于左侧听皮层

研究将alpha节律从传统上的神经振荡成分，拓展为决定言语理解速度生理极限的关键角色。论文指出，alpha节律如同为信息流划定节拍的“内部时钟”，其快慢直接决定了单位时间内大脑所能处理的信息量上限。这一发现为突破人类语言交流的生理极限提供了全新视角，也为脑机接口通讯带宽的增强开辟了新范式。未来的脑机接口不仅可作为大脑与机器之间的“翻译器”，还可能成为拓宽人类感知与交流带宽的“增强器”。

北京航空航天大学人文社会科学学院（公共管理学院）高雅玥副教授、北京大学方方教授、王茜副研究员及中国科学院心理研究所杜忆研究员为该论文的共同通讯作者；北京航空航天大学人文社会科学学院（公共管理学院）高雅玥副教授、北京航空航天大学已毕业硕士研究生范家宁与芯生视界（北京）科技有限公司研究科学家徐娜博士为论文的共同第一作者。北京航空航天大学人文社会科学学院（公共管理学院）赵丽波副教授、邓丽芳教授、美育中心井志伟副教授、可靠性与系统工程学院黄婷婷副教授参与此研究论文。

本研究获得科学技术部科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目(2022ZD0204800, 2025ZD0219400, 2021ZD0201500)，国家自然科学基金委创新研究群体 (T2421004)，专项项目 (32441106)以及青年项目 (32200862)等基金的支持。