Event-related potential correlates of consciousness in simple auditory hallucinations

Abstract

In the field of consciousness research, the neural correlates of consciousness (NCC) have been investigated for decades. Perceptual awareness negativity (PAN) and late positivity (LP) are emerging as the primary candidates for the NCCs, but it is still uncertain which one is true correlate. To address that, investigating states where stimulus is internal rather than external could provide insights and offer more information. In this study, we investigated event-related potential (ERP) correlates of consciousness in simple auditory hallucinations, specifically examining if auditory awareness negativity (AAN) or LP are present during hallucinatory trials. The research was conducted at the University of Turku with 37 participants recruited from the Turku area. Near-threshold beep stimuli were presented to the participants, and their task was to rate on a three-level perceptual awareness scale (PAS) if they heard the beep stimulus. EEG recording was used to measure the ERPs. In this study AAN was detected in hallucinatory trials, meanwhile LP was not present. AAN was detected between 200 ms and 260 ms after stimulus onset at frontal and central electrodes. These results support the idea of AAN being true neural correlate of consciousness. The recurrent processing theory gains support from these results, while these results question the global neural workspace theory. For future research, it would be interesting to explore hallucinations across other sensory modalities as well.

Tietoisuuden tutkimuskentällä tietoisuuden hermostollisia korrelaatteja (engl. neural correlates of consciousness, NCC) on tutkittu vuosikymmeniä. Havaintotietoisuuden negatiivisuus (engl. perceptual awareness negativity, PAN) ja myöhäinen positiivisuus (engl. late posivity, LP) ovat nykytutkimuksen valossa nousseet vankimmiksi ehdokkaiksi tietoisuuden hermostollisiksi korrelaateiksi. Vielä ei ole varmuutta tietoisuuden hermostollisista korrelaateista, mutta tutkimalla sisäsyntyisiä ärsykkeitä, kuten hallusinaatioita, ulkoisten sensoristen ärsykkeiden lisäksi voisi saada arvokasta lisätietoa tietoisuuden hermostollisesta pohjasta. Tässä tutkimuksessa tutkittiin tapahtumasidonnaisten potentiaalien (engl. event-related potential, ERP) avulla tietoisuuden hermostollisia korrelaatteja yksinkertaisissa kuuloaistin hallusinaatioissa. Tutkimuksen tavoitteena oli erityisesti selvittää, löytyvätkö auditiivinen tietoisuusnegatiivisuus (engl. auditory awareness negativity, AAN) ja myöhäinen positiivisuus hallusinaatiotilanteissa. Tutkimukseen osallistui 37 koehenkilöä Turun seudulta. Osallistujille esitettiin lähellä havaintokynnystä olevia piippausärsykkeitä, ja heidän tehtävänään oli arvioida kolmiportaisella havaintotietoisuuden asteikolla (engl. perceptual awareness scale, PAS) kuulivatko he piippauksen. Samanaikaisesti osallistujien tapahtumasidonnaisia potentiaaleja tutkittiin EEG-kuvauksen avulla. Tutkimuksessa havaittiin auditiivinen tietoisuusnegatiivisuus hallusinatorisissa tilanteissa, mutta myöhäistä positiivisuutta ei löytynyt hallusinatorista tilanteista. Auditiivinen tietoisuusnegatiivisuus havaittiin otsan ja keskialueen elektrodeissa 200–260 ms ärsykkeen ilmenemisen jälkeen. Tulokset tukevat auditiivisen tietoisuusnegatiivisuuden asemaa tietoisuuden hermostollisena korrelaattina. Jatkossa olisi mielenkiintoista tutkia hallusinaatioita myös muissa aistimodaliteeteissa.