艾伯特·鮑爾斯在康涅狄格州精神健康中心的精神病診所裡，每天都會見到經歷幻覺的人。這種情況通常是精神病的標誌，估計發生在 60% 到 70% 的精神分裂症患者以及一部分被診斷患有雙相情感障礙、痴呆症和重度抑鬱症的人身上。聽覺幻覺是最常見的型別。一些患者報告聽到聲音；另一些人聽到虛幻的旋律。但過去二十年的越來越多的證據表明，聽到想象中的聲音並不總是精神疾病的徵兆。
健康人也會經歷幻覺。藥物、睡眠剝奪和偏頭痛通常會引發不存在的聲音或視覺的幻覺。即使在沒有這些誘發因素的情況下，根據世界衛生組織進行的精神健康調查，大約每 20 人中就有 1 人在一生中至少聽到過一次聲音或看到過視覺幻覺。大多數研究人員都專注於患有這種譜系極端疾病的人的大腦異常，而鮑爾斯和他的同事們在一項新的研究中將注意力轉向了較輕微的病例。“我們想了解在出現幻覺但不需要心理干預的人身上，什麼是常見的，以及是什麼在保護他們，”他說。
通常，當大腦接收到感官資訊（例如聲音）時，它會積極地填充資訊，以理解它聽到的內容——它的位置、音量和其他細節。“大腦是一臺預測機器，”石溪大學醫學院的精神病學家安妮莎·阿比-達爾加姆解釋說，她沒有參與這項新工作。“它不斷掃描環境，並依靠先前的知識來填補我們感知到的 [內容] 中的空白。” 因為我們的期望通常是準確的，所以系統通常執行良好。例如，我們能夠聽到流水的聲音或朋友在房間對面說話的低語，然後立即做出反應，阿比-達爾加姆說。
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一種理論認為，當大腦過於依賴這些期望時，就會產生幻覺，即使在沒有實際聽覺輸入的情況下也會填充細節。文化和宗教也可能在解釋個人感知到的內容，以及他們聽到的聲音是有益的還是破壞性的方面發揮作用。為了檢驗幻覺是過度期望的大腦的結果這一想法，鮑爾斯和耶魯大學心理學家菲利普·科萊特決定研究一組定期報告聽到聲音的不同人群——包括那些被診斷患有精神病的人，以及那些沒有被診斷出任何精神疾病的自稱通靈者的人。
該團隊拜訪了康涅狄格州當地的一個通靈者組織，並開始採訪人們。他們使用法醫精神病學技術對個人進行審查，以確保人們不是簡單地假裝經歷聽覺幻覺。兩人幾乎立即注意到，通靈者對聽到聲音的描述與他們被診斷患有精神病患者的經歷非常相似。“他們在聽到的聲音的響度、發生頻率、在空間中聽到聲音的位置（頭部內部或外部）以及聲音所說內容的長度和複雜性方面聽起來都相同，”鮑爾斯說。
接下來，研究人員設計了一系列實驗，以引入關於感官資訊的新信念。該團隊以巴甫洛夫學習任務的形式，將這種新資訊引入通靈者、被診斷患有精神病的患者以及其他以前沒有聽到過聲音的對照組。後一組包括被診斷患有精神病的人和健康成年人。他們將計算機螢幕上的棋盤格視覺刺激與短暫的 1 千赫茲音調配對，反覆呈現光和聲音，直到參與者學會將兩者聯絡起來。然後，他們測量了當在沒有聲音的情況下顯示視覺刺激時，人們在多大程度上依賴這種先前的感官知識。
起初，至少所有組的一些成員都聽到了聲音，即使聲音不存在。但研究人員發現，通靈者和易患精神病的人比那些沒有聽到聲音的人更可能在沒有聲音呈現時聽到音調。聽到聲音的兩組人也更加確信他們的斷言，即聲音已經發生。鮑爾斯和科萊特認為這些報告意味著這些組已經形成了非常強烈的信念，即視覺線索與音調相關聯。他們先前認為音調總是伴隨著聲音的信念正在驅動聽覺幻覺。
然而，當研究人員進行額外的無音除錯驗時，通靈者和沒有聽到聲音的健康成年人組能夠修正他們關於棋盤格和音調之間關聯（或缺乏關聯）的信念。但是，研究中那些被診斷患有精神疾病的人——無論是聽到聲音的人還是不聽到聲音的人——都無法檢測到音調已不再存在。“結果與我們每天在 [康涅狄格州精神健康] 中心觀察到的臨床情況非常吻合，”科萊特說。“患有精神疾病的人發現他們的感知真的很難放棄，即使周圍的每個人都同意他們聽到的實際上並沒有發生。” 功能性磁共振成像顯示，那些在更新認知信念方面有困難的人，其海馬旁回和小腦（與記憶形成和對自身身體做出預測相關的區域）的神經活動較少。
今天發表在科學雜誌上的研究結果，為了解驅動聽覺幻覺的常見神經機制，以及是什麼使這些經歷在某些人身上更具衰弱性提供了見解。“這項研究支援了這樣一種觀點，即從精神疾病到健康存在某種連續統，”阿比-達爾加姆說。研究人員或許能夠利用這些見解來指導新療法的開發——無論是藥物還是腦刺激（例如經顱磁刺激），這些療法都針對精神分裂症和其他疾病患者中受影響最嚴重的區域，她說。
儘管這些療法可能還需要一段時間才能準備好用於臨床，但鮑爾斯和科萊特仍然謹慎地抱有希望，他們仍然可以透過觀察精神病患者和通靈者之間最大的差異來了解很多關於大腦如何運作的知識：具體而言，信念的改變如何影響感知。他們將這種現象比作安慰劑效應，即相信藥丸會起作用的人會看到他們的症狀自動減輕。“思想對自身的力量是驚人的，”鮑爾斯說。“我們才剛剛開始瞭解這背後的生物學原理。”