想象一下,当一声蜂鸣响起,视觉世界的节奏竟被悄然拉长——近日,基地沈路、韩彪与陈骐教授团队在中科院一区top期刊《eLife》首度揭示了这一神奇跨感官效应:听觉刺激可以瞬间“重置”视觉皮层的α振荡,相当于给视觉处理系统按下了慢放键,让两次快速闪光更难被分辨为两次。陈骐教授课题组的硕士研究生许梦婷为论文第一作者,韩彪副研究员为共同一作,沈路副研究员为第一通讯作者,陈骐教授为共同通讯作者,华南师范大学为第一单位。
本研究招募34名健康成人,比较了仅看闪光和“闪光+蜂鸣”两种情境下的视觉融合阈值。结果显示,加入蜂鸣后,被试要等更久的闪光间隔才能判断出两次闪光;脑电数据进一步证实,蜂鸣瞬间将枕叶α振荡的频率拉低,且频率下降的幅度正好对应了融合阈值的延长。更令人惊讶的是,在无声条件下,刺激前的α频率能预测个体感知,而在有声条件下,频率预测失效,取而代之的是α相位——这表明听觉不仅“拖慢”了视觉处理的节奏,还重写了视觉系统的感知时点。
为了验证α频率的因果作用,研究团队借助经颅交变电流刺激(tACS)精准调节α频率,结果显示:在单通道视觉条件下,提高频率可缩短融合阈值,降低频率则延长融合时窗,证明频率本身具备直接调控视觉整合的能力;但在有声音条件下,这一调控效应不再发挥作用,进一步凸显了听觉输入对α振荡动态的主导影响。
为解释上述现象背后的机制,研究者基于知觉周期理论构建计算模型,揭示了声音通过相位重置触发α频率下降,并延长视觉整合窗口的机制,模型成功重现了全部神经与行为结果,揭示了声音影响视觉节律的底层机制。
该发现为多感官整合提供了全新视角,并为神经康复、增强现实和人机交互等应用开辟了新路径——未来可望利用声音精准调节视觉节律,服务视觉时序障碍患者及高速动态信息呈现需求。