確率的視聴覚シーケンスによる時間的因果推論

複数の感覚にわたる感覚情報の統合は、信号が空間的に結合されている場合に発生する可能性が最も高くなります。しかし、視聴覚レートの識別に関する最近の研究は、一時的な相関に関係なく、ライトフラッシュと聴覚クリックのランダムなシーケンスが最適に統合されていることを示しています。これは、1）一時的なレンダリング時間キューの効果が低下することによる可能性があります。2）急速に提示された刺激から因果関係の手がかりを抽出するのが難しい。または3）タスクの要求は、信号間の時空間的関係を懸念なく統合を促します。以前の研究よりも遅く、よりランダムなシーケンスを使用して、レート分割タスク（EXP 1）を実施し、別の因果判断タスク（EXP 2）を実施しました。統合に対する時間的相関と空間的一致の効果を評価するために、EXP 1では無感覚および多感覚差のしきい値を測定しました。ほとんどの被験者のパフォーマンスは、時空間的に結合された刺激に対して最適であり、他の条件で一般的に最適ではないことを示唆しているため、オブザーバーは時間的および空間的因果関係の両方の合図に敏感な多感覚メカニズムを使用したことを示唆しています。EXP 2では、被験者は、一時的に無相関（ただし空間的に共同配置された）シーケンスが共通のソースを共有すると認識されているかどうかを報告しました。統一された知覚は、クリックフラッシュパターンの類似性と、個々のクリックとフラッシュの間の最大時間オフセットの影響を受けましたが、同期クリックフラッシュペアの割合ではありませんでした。シミュレーション分析により、以前の研究の刺激生成アルゴリズムが、一時的に独立した配列の観察された統合に関与する可能性が高いことが明らかになりました。Exps 1と2の結果を組み合わせることにより、シーケンスのレート分割パフォーマンスが向上し、そうでないものよりも統合される可能性が高いことがわかりました。我々の結果は、多感覚刺激が空間的に結合されたときに最適に統合されているという原則を支持し、因果推論における結合に使用される時間的特徴に関する洞察を提供します。

Integration of sensory information across multiple senses is most likely to occur when signals are spatiotemporally coupled. Yet, recent research on audiovisual rate discrimination indicates that random sequences of light flashes and auditory clicks are integrated optimally regardless of temporal correlation. This may be due to 1) temporal averaging rendering temporal cues less effective; 2) difficulty extracting causal-inference cues from rapidly presented stimuli; or 3) task demands prompting integration without concern for the spatiotemporal relationship between the signals. We conducted a rate-discrimination task (Exp 1), using slower, more random sequences than previous studies, and a separate causal-judgement task (Exp 2). Unisensory and multisensory rate-discrimination thresholds were measured in Exp 1 to assess the effects of temporal correlation and spatial congruence on integration. The performance of most subjects was indistinguishable from optimal for spatiotemporally coupled stimuli, and generally sub-optimal in other conditions, suggesting observers used a multisensory mechanism that is sensitive to both temporal and spatial causal-inference cues. In Exp 2, subjects reported whether temporally uncorrelated (but spatially co-located) sequences were perceived as sharing a common source. A unified percept was affected by click-flash pattern similarity and the maximum temporal offset between individual clicks and flashes, but not on the proportion of synchronous click-flash pairs. A simulation analysis revealed that the stimulus-generation algorithms of previous studies is likely responsible for the observed integration of temporally independent sequences. By combining results from Exps 1 and 2, we found better rate-discrimination performance for sequences that are more likely to be integrated than those that are not. Our results support the principle that multisensory stimuli are optimally integrated when spatiotemporally coupled, and provide insight into the temporal features used for coupling in causal inference.