DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-36884-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41723170
تاريخ النشر: 2026-02-21
المؤلف: Gökberk Günaydın وآخرون
الموضوع الرئيسي: الإدراك المتعدد الحواس والتكامل
نظرة عامة
في هذا القسم، يحقق المؤلفون في ظاهرة الاستبصار المتقاطع، حيث يمكن أن تتأثر إدراك المحفزات من أنماط حسية مختلفة بمعلومات حسية لاحقة ضمن نافذة زمنية تمتد لعدة مئات من المللي ثانية. يركزون على أوهام الأرنب السمعي البصري (AV) الوهمية وغير المرئية، حيث يتم تقديم أزواج من الفلاش والصفير حول فلاش أو صفير واحد، مما يسمح بفحص كيفية تأثير المحفزات الحالية بشكل رجعي على إدراك المحفزات السابقة. شملت الدراسة 32 مشاركًا وقارنت بين أربعة نماذج: الاستدلال السببي بايزي (BCI)، الدمج القسري، الفصل القسري، وBCI غير الاستبصاري. أشارت النتائج إلى أن نموذج BCI قدم أفضل توافق مع البيانات، مما يوحي بأن الدماغ يستخدم الاستدلال السببي ليس فقط للمدخلات الحسية المتزامنة ولكن أيضًا عبر النوافذ الزمنية، مدمجًا المعلومات الماضية والحاضرة والمستقبلية لتشكيل إدراك متماسك.
تسلط النتائج الضوء على قدرة الدماغ على التأثير بشكل رجعي على معالجة المحفزات السابقة بناءً على المدخلات الحسية الحالية، كما يتضح من مثال التعرف على مكالمات صديق بعد ملاحظة إيماءتهم. يتماشى هذا مع المعرفة الراسخة حول تكامل الذاكرة الحسية والاستبصار، متناقضًا مع ظواهر مثل التعتيم العكسي، الذي يقمع المحفزات السابقة. يؤكد المؤلفون على أهمية الاستدلال السببي في المعالجة متعددة الحواس، حيث يجب على الدماغ تحديد ما إذا كان يجب دمج أو فصل المعلومات من أنماط مختلفة بناءً على علاقاتها السببية، مما يعزز فهمنا للآليات الحسابية الكامنة وراء الاستبصار المتقاطع.
الطرق
في هذه الدراسة، قام المؤلفون بتكييف نماذج وهم الأرنب السمعي البصري الوهمي وغير المرئي من Stiles وآخرين للتحقيق في الإدراك المتقاطع الاستبصاري من خلال ظروف تحفيز متنوعة. تم تكليف المشاركين بتجاهل المحفزات السمعية أثناء الإبلاغ عن الفلاشات المدركة ومواقعها عبر لوحة مفاتيح تحتوي على خمسة مفاتيح استجابة تتوافق مع المواقع الأفقية على الشاشة. شمل التصميم التجريبي 28 حالة مصنفة حسب عدد الفلاشات والصفير، ومواقعها، وطبيعة التقارير الوهمية الاستبصارية، مع اهتمام خاص بتسلسل وعدد الفلاشات المبلغ عنها.
شملت التجارب تقديمات متزامنة وغير متزامنة للفلاشات البصرية والصفير السمعي، مع تصنيف حالات معينة على أنها A-Lead (تقدم سمعي) وV-Lead (تقدم بصري). تميزت التجارب المتزامنة بصفير سمعي مدته 7 مللي ثانية وفلاش بصري مدته 17 مللي ثانية تم تقديمهما في نفس الوقت، بينما تنوعت التجارب غير المتزامنة في ترتيب المحفزات. للحفاظ على تركيز المشاركين، تم تضمين تجارب مفاجئة، مما أسفر عن معدل أداء متوسط مرتفع قدره 98.7% للتركيز. أكمل كل مشارك 28 تجربة لكل حالة، مع ترتيب عشوائي للحالات عبر الكتل، مما يضمن استكشافًا شاملاً لتأثيرات توقيت المحفزات واتجاهها على الإدراك المتقاطع.
النتائج
في هذه الدراسة، استكشف المؤلفون الآليات الحسابية وراء أوهام الأرنب السمعي البصري (AV) الوهمية وغير المرئية من خلال تقديم تسلسلات من الفلاش والصفير للمشاركين وتحليل تقاريرهم حول الفلاشات المدركة ومواقعها. لتعزيز صلاحية النموذج التجريبي، قدم المؤلفون حالات جديدة سمحت بتناسب النموذج وتقليل انحياز الاستجابة من خلال تغيير اتجاه تسلسلات الفلاش. كان الهدف من عدم القدرة على التنبؤ في اتجاه التسلسل هو ضمان عدم قدرة المشاركين على توقع موقع الفلاش الأخير بناءً على الفلاشات السابقة. بالإضافة إلى ذلك، تضمنت الدراسة حالات مع عدم تزامن زمني بين المحفزات البصرية والسمعية لتقييم نافذة الربط الزمني ذات الصلة بالأوهام.
تم قياس قوة الأوهام كمعدلات وهمية، والتي تم تعريفها على أنها نسبة التجارب التي أدرك فيها المشاركون فلاشًا وهميًا في المنتصف (بالنسبة للأرنب السمعي البصري الوهمي) أو فشلوا في إدراك فلاش حقيقي في المنتصف (بالنسبة للأرنب السمعي البصري غير المرئي). تم تصنيف الاستجابات على أنها أوهام فقط إذا أبلغ المشاركون بدقة عن مواقع وترتيب الفلاشات. تم إجراء تحليلات إحصائية، بما في ذلك اختبارات ويلكوكسون المرتبطة واختبارات t المزدوجة، لتقييم تأثير اتجاه تسلسل الفلاش على معدلات الأوهام. بعد تصحيح بونفيروني للمقارنات المتعددة، لم يتم العثور على اختلافات ذات دلالة إحصائية بين ظروف الحركة اليسارية واليمنية، مما أدى إلى استنتاج أنه يمكن دمج البيانات من كلا الاتجاهين لمزيد من التحليل.
المناقشة
في هذه الدراسة، حقق المؤلفون في الآليات الكامنة وراء الإدراك المتقاطع في وهم الأرنب السمعي البصري، مما أسفر عن ثلاث نتائج رئيسية. أولاً، كانت معدلات الأوهام أعلى بشكل ملحوظ في كل من ظروف الأرنب السمعي البصري الوهمي وغير المرئي مقارنةً بالظروف التحكمية الحسية الأحادية والمتعددة، مما يؤكد النتائج السابقة لـ Stiles وآخرين. يشير هذا إلى أن هذه الأوهام تتضمن معالجة استبصارية متقاطعة. ثانيًا، أدى إدخال عدم التزامن الزمني بين المحفزات السمعية والبصرية إلى تقليل معدلات الأوهام، مما يدل على أن التزامن يعزز قوة التأثيرات الاستبصارية. ثالثًا، تفوق نموذج الاستدلال السببي بايزي (BCI) على النماذج البديلة (الدمج القسري، الفصل القسري، وBCI غير الاستبصاري) في توقع معدلات الأوهام، مما يظهر فعاليته في التقاط تعقيدات التكامل السمعي البصري والاستبصار.
تُعزى تفوق نموذج BCI إلى قدرته على دمج الأولويات السببية والأدلة الحسية، مما يسمح بفهم أكثر دقة لكيفية تفاعل المحفزات السمعية والبصرية على مر الزمن. تشير النتائج إلى أن إدراك الدماغ للأحداث السمعية البصرية يتأثر بالبنية السببية المستنتجة من التسلسل الكامل للمحفزات، حيث يلعب زوج الفلاش والصفير الأخير دورًا حاسمًا في تعديل إدراك المحفزات السابقة. لا تعزز هذه الدراسة فقط أهمية الاستدلال السببي في الإدراك المتقاطع ولكن أيضًا تسلط الضوء على أهمية التوافق الزمني في تعزيز الأوهام الإدراكية، مما يمهد الطريق لمزيد من الأبحاث حول الآليات العصبية الكامنة وراء هذه العمليات.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-36884-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41723170
Publication Date: 2026-02-21
Author(s): Gökberk Günaydın et al.
Primary Topic: Multisensory perception and integration
Overview
In this section, the authors investigate the phenomenon of crossmodal postdiction, where the perception of stimuli from different sensory modalities can be influenced by subsequent sensory information within a temporal window of several hundred milliseconds. They focus on the Illusory Audiovisual (AV) Rabbit and Invisible AV Rabbit Illusions, where flash-beep pairs are presented around a single flash or beep, allowing for the examination of how current stimuli can retroactively affect the perception of past stimuli. The study involved 32 participants and compared four models: Bayesian Causal Inference (BCI), forced-fusion, forced-segregation, and non-postdictive BCI. The results indicated that the BCI model provided the best fit for the data, suggesting that the brain employs causal inference not only for concurrent sensory inputs but also across temporal windows, integrating past, present, and future information to form a cohesive percept.
The findings highlight the brain’s ability to retroactively influence the processing of earlier stimuli based on current sensory input, as illustrated by the example of recognizing a friend’s calls after noticing their wave. This aligns with established knowledge of sensory memory integration and postdiction, contrasting with phenomena like backward masking, which suppresses prior stimuli. The authors emphasize the significance of causal inference in multisensory processing, where the brain must determine whether to integrate or segregate information from different modalities based on their causal relationships, thereby enhancing our understanding of the computational mechanisms underlying crossmodal postdiction.
Methods
In this study, the authors adapted the Illusory and Invisible AV Rabbit Illusion paradigms from Stiles et al. to investigate postdictive crossmodal perception through various stimulation conditions. Participants were tasked with ignoring auditory stimuli while reporting perceived flashes and their locations via a keyboard with five response keys corresponding to horizontal positions on the screen. The experimental design included 28 conditions categorized by the number of flashes and beeps, their locations, and the nature of postdictive illusory reports, with specific attention to the sequence and number of reported flashes.
The trials involved both synchronous and asynchronous presentations of visual flashes and auditory beeps, with specific conditions labeled as A-Lead (auditory lead) and V-Lead (visual lead). Synchronous trials featured a 7 ms auditory beep and a 17 ms visual flash presented simultaneously, while asynchronous trials varied the order of stimuli. To maintain participant focus, catch trials were included, resulting in a high average performance rate of 98.7% for fixation. Each participant completed 28 trials per condition, with a randomized order of conditions across blocks, ensuring a comprehensive exploration of the effects of stimulus timing and direction on crossmodal perception.
Results
In this study, the authors explored the computational mechanisms behind the Illusory and Invisible Audiovisual (AV) Rabbit Illusions by presenting participants with flash-beep sequences and analyzing their reports on perceived flashes and their locations. To enhance the validity of the experimental paradigm, the authors introduced new conditions that allowed for model fitting and minimized response bias by varying the direction of the flash sequences. This unpredictability in the sequence’s direction aimed to ensure that participants could not anticipate the location of the last flash based on prior flashes. Additionally, the study incorporated conditions with temporal asynchrony between visual and auditory stimuli to assess the temporal binding window relevant to the illusions.
The strength of the illusions was quantified as illusion rates, defined as the proportion of trials where participants perceived an illusory middle flash (for the Illusory AV Rabbit) or failed to perceive a veridical middle flash (for the Invisible AV Rabbit). Responses were only classified as illusions if participants accurately reported the locations and order of the flashes. Statistical analyses, including Wilcoxon signed-rank tests and paired t-tests, were conducted to evaluate the influence of flash sequence direction on illusion rates. Following Bonferroni correction for multiple comparisons, no significant differences were found between left and right motion conditions, leading to the conclusion that data from both directions could be combined for further analysis.
Discussion
In this study, the authors investigated the mechanisms underlying crossmodal perception in the Audiovisual Rabbit Illusion, yielding three key findings. First, illusion rates were significantly higher in both the Illusory and Invisible AV Rabbit conditions compared to unisensory and multisensory control conditions, confirming previous results by Stiles et al. This suggests that these illusions involve postdictive crossmodal processing. Second, the introduction of temporal asynchrony between auditory and visual stimuli led to a reduction in illusion rates, indicating that synchrony enhances the strength of postdictive effects. Third, the Bayesian Causal Inference (BCI) model outperformed alternative models (forced-fusion, forced-segregation, and non-postdictive BCI) in predicting illusion rates, demonstrating its efficacy in capturing the complexities of audiovisual integration and postdiction.
The BCI model’s superiority is attributed to its ability to incorporate causal priors and sensory evidence, allowing for a more nuanced understanding of how auditory and visual stimuli interact over time. The findings suggest that the brain’s perception of audiovisual events is influenced by the causal structure inferred from the entire sequence of stimuli, with the last flash-beep pair playing a crucial role in modulating the perception of preceding stimuli. This study not only reinforces the relevance of causal inference in crossmodal perception but also highlights the importance of temporal alignment in enhancing perceptual illusions, paving the way for future research into the neural mechanisms underlying these processes.