Sensory coupling in tool use
Final Report Abstract
Menschen nehmen ihre Umwelt und ihren eigenen Körper über unterschiedliche Sinnessysteme wahr. Ein Teil der sensorischen Information ist redundant in dem Sinne, dass sie das gleiche Merkmal desselben Objekts oder Ereignisses betrifft. Beispielsweise kann man die Position der eigenen Hand sowohl sehen wie auch fühlen. In solchen Fällen ist eine multisensorische Integration der unisensorischen Schätzungen sinnvoll, da sie die Genauigkeit der Wahrnehmung verbessert. Allerdings findet sich eine wechselseitige Beeinflussung gesehener und gefühlter Positionen auch dann, wenn die gefühlte Position die der Hand ist und die gesehene Position die eines Cursors auf einem Bildschirm. In einer Reihe von Untersuchungen zeigen wir, dass die wechselseitige Annäherung der wahrgenommenen Positionen von Cursor und Hand am Ende einer einfachen Bewegung einer allgemeinen Regel multisensorischer Integration gehorcht: die Gewichtung bei der Integration ist durch die relative Zuverlässigkeit der Einzelschätzungen bestimmt. Die Stärke der Integration hängt von kinematischen Korrelationen ab. Das sind die Kreuzkorrelationen zwischen visuell und propriozeptiv erfassten kinematischen Variablen von Cursor- und Handbewegung. Die Erfahrung kinematischer Korrelationen wirkt sowohl kurzzeitig im Experiment wie auch längerfristig auf der Basis der Alltagserfahrung mit Computern. Darüber hinaus kann die Stärke der Integration willkürlich bei Wissen über Diskrepanzen zwischen den Positionen von Hand und Cursor reduziert werden, und zwar in einem individuell unterschiedlichen Maße. Das ist bei Personen mit Erfahrung mit Computerspielen ausgeprägter als bei Personen ohne solche Erfahrung. Neben der wechselseitigen Beeinflussung der wahrgenommenen Positionen von Hand und Cursor lässt sich auch eine wechselseitige Beeinflussung der wahrgenommenen Positionen von Hand und Bewegungsziel beobachten. Unsere Ergebnisse kann man unter zwei Perspektiven betrachten. Die erste ist die Perspektive multisensorischer Integration. Dann handelt es sich im Fall der Cursor-Steuerung um eine Art von Täuschung: mit Hilfe von Kreuzkorrelationen lassen sich normalerweise redundante sensorische Signale identifizieren, aber bei der Cursor-Steuerung führt dieses Kriterium zu systematischen Fehlern. Die zweite Perspektive ist die der Beziehung zwischen Bewegungen und ihren sensorischen Effekten. Unter dieser Perspektive kann die wechselseitige Annäherung der Urteile über Positionen von Hand und Cursor als räumliches Analogon zum sog. „intentional binding“ gesehen werden, der wechselseitigen Annäherung der erlebten Zeitpunkte von Bewegungen und ihren Effekten.
Publications
- (2018) Sensory integration of movements and their visual effects is not enhanced by spatial proximity. Journal of vision 18 (11) 15
Debats, Nienke B.; Heuer, Herbert
(See online at https://doi.org/10.1167/18.11.15) - (2017). Kinematic cross-correlation induces sensory integration across separate objects. European Journal of Neuroscience, 46, 2826-2834
Debats, N.B., Ernst, M.O., & Heuer, H.
(See online at https://doi.org/10.1111/ejn.13758) - (2017). Perceptual attraction in tool-use: evidence for a reliability-based weighting mechanism. Journal of Neurophysiology, 117, 1569-1580
Debats, N.B., Ernst, M.O., & Heuer, H.
(See online at https://doi.org/10.1152/jn.00724.2016) - (2018). Optimal integration of actions and their visual effects is based on both online and prior causality evidence. Scientific Reports, 8: 9796
Debats, N.B. & Heuer, H.
(See online at https://doi.org/10.1038/s41598-018-28251-x)
