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图 1

Schematic diagram for linear superposition hypothesis

线性叠加假说示意图

线性叠加假说一经提出很快就得到了后续研究的支持 ^{[ 5 ]} 。例如，10 Hz 刺激率短声或短纯音诱发的瞬态信号都成功合成了 20 Hz 和 40 Hz ASSR；纯音刺激的 40 Hz ASSR 也被发现可由瞬态反应线性叠加预测。然而，深入研究发现，这些合成 ASSR 虽然和记录 ASSR 很像，但总存在误差。而且，有研究显示 ASSR 和瞬态反应具有不同的特性。如，Zhang 等 ^{[ 6 ]} 研究了 1 Hz 短声诱发的瞬态反应和 40、60 Hz ASSR，发现 40 和 60 Hz ASSR 的能量显著相关，但它们和瞬态反应却没有显著关联；并且刺激强度对 ASSR 有显著影响，却没有显著影响 MLR。不过，这些研究都有一个共同的特点，即以低刺激率下的瞬态反应为模板。然而瞬态反应是受刺激率影响的。如，反应的幅度一般随刺激率升高而减小 ^{[ 5 ]} 。因此，预测误差被认为可能是刺激率带来的。

高刺激率下每个刺激诱发的瞬态反应因为其反应时间长于刺激间隔而产生重叠（如 图 1 所示）。这种基于瞬态反应重叠的观点，在数学上可以把稳态反应视为瞬态反应和刺激序列的卷积 ^{[ 7 ]} 。据此，迈阿密大学 Özdamar 团队 ^{[ 8 - 10 ]} 提出一种反卷积方法——连续循环平均去卷积（continuous loop average deconvolution，CLAD），并利用该方法获取了 40 Hz 刺激率下的瞬态反应。他们在清醒或麻醉状态下成功预测了 40 Hz ASSR，没有发现统计误差。借助于 CLAD 方法，他们 ^{[ 11 ]} 还研究了 6.9～26.5 Hz 视网膜电图稳态反应，发现这些稳态反应也都可以由对应刺激率下的瞬态反应线性叠加而成。采用一种基于高斯函数的高刺激率瞬态反应提取技术，Capilla 等 ^{[ 12 ]} 证实 7.7～20 Hz 的视觉稳态反应也可以由对应刺激率的瞬态反应线性叠加而成。这些研究证明了稳态反应和瞬态反应之间确实存在线性叠加关系，但这些瞬态反应须为由诱发稳态反应的刺激产生的瞬态反应。

事实上，节律刺激序列对应的瞬态反应是无法直接观察和提取到的 ^{[ 7 ]} 。基于反卷积方法的高刺激率瞬态反应重建技术必须在节律刺激序列中增加一些抖动，且采取肯定性假设，认为这些抖动不带来实质性的影响，即抖动刺激序列中的每个刺激产生的反应被认为是一致的。然而这个假设受到了最新研究的质疑。我们实验室最近提出了一种高刺激率瞬态反应提取技术：多刺激率稳态平均去卷积（multi-rate steady-state average deconvolution，MSAD） ^{[ 13 - 14 ]} ，并用于获取 40 Hz 刺激率下的瞬态反应 ^{[ 15 - 16 ]} 。随后，我们 ^{[ 17 ]} 比较了分别由 CLAD 和 MSAD 方法提取的 40 Hz 刺激率瞬态反应，发现它们之间存在显著的差异。最近，基于最大长序列这一非线性系统研究工具，我们团队 ^{[ 18 ]} 对最大长序列诱发的听性脑干反应进行初步研究，发现瞬态反应中确实存在由相邻刺激引起的非线性成分。这些工作说明，虽然经过神经系统复杂的综合作用，稳态反应或瞬态反应对刺激序列依然具备一定敏感性。为进一步考察刺激率对诱发反应的影响，我们 ^{[ 19 ]} 先对 ASSR 和瞬态反应之间的线性关系进行了较大刺激率范围的仿真研究，即分别采用由 MSAD 和 CLAD 两种方法提取的瞬态反应线性叠加合成 20～120 Hz（步进 2 Hz）的 ASSR，发现 ASSR 确实在 40 Hz 左右的幅度最大，但是在其他刺激率下却有较大的差异，并且在一定条件下，不同的瞬态反应可以合成几乎等同的 ASSR，说明通过去卷积技术重建瞬态反应的不适定性。

另一方面，由于现有高刺激率瞬态反应提取技术还只能获取稳定状态下的瞬态反应，所以 Presa-cco 等 ^{[ 8 ]} 发现，在 ASSR 的建立过程中，不能用稳定状态下获取的瞬态反应线性叠加而成。类似地，Lut-kenhoner 等 ^{[ 20 ]} 研究了 20～60 Hz 短声刺激序列诱发的 ASSR。在刺激序列中部增加的短声刺激（称之为干扰刺激）诱发的瞬态反应并不等于含有干扰刺激的刺激序列诱发的反应和不含干扰刺激的刺激序列诱发的反应之间的差值。这些都说明 ASSR 在非稳定状态时，线性叠加假说还缺乏证据。