研究表明我们的大脑是如何同步视觉和听觉的

每个学物理的高中学生都知道声音和光的传播速度是不同的。如果大脑没有解释这种差异，我们就很难分辨声音来自哪里，以及它们与我们所看到的事物之间的关系。

相反,大脑可以让我们通过玩把戏更好地理解我们的世界，所以同时产生的视觉和声音被认为是同步的，即使它们到达大脑并被神经回路在不同的速度。

大脑的伎俩之一是时间的重新校准:改变我们的时间感，使我们对声音和视觉的联合感知同步。一项新的研究发现，重新校准取决于大脑信号不断适应我们的环境，以样本、秩序和联想竞争感觉输入在一起。

麦吉尔大学神经（蒙特利尔神经学院医院）的科学家招募了志愿者，以观察与各种延误的声音搭配的短闪光，并要求他们报告他们是否认为两者同时发生。参与者在磁性脑图（MEG）机器内进行了此任务，该机器以毫秒精度记录和成像其脑波。每次调用视听对刺激，声音和视觉物体在时间越来越近或更远，以及随机的呈现。

研究人员发现，志愿者对一对音频和视觉刺激之间的同时性的感知，强烈地受到之前一对刺激的同时性的影响。例如，如果一个声音与视觉相隔几毫秒，并且被认为是异步的，那么一个人更有可能报告下一个视听刺激对是同步的，即使它不是同步的。这种主动的时间重新校准是大脑用来避免对现实的扭曲或断开的感知的工具之一，并有助于在我们所感知的图像和声音之间建立因果关系，尽管物理速度和神经处理速度不同。

脑磁图信号显示，这一脑部壮举是由快速和缓慢的脑电波在大脑的听觉和视觉区域。较慢的大脑节奏加快了大脑回路中兴奋性的短暂波动。兴奋性越高，外部输入越容易被接收神经网络记录和处理。

在此基础上，研究人员提出了一种理解重新校准的新模型，即更快的振荡建立在更慢的波动之上，从而创建离散和有序的时隙，以记录感官输入的顺序。例如，当一个音频信号到达听觉皮层视觉输入也是如此，这一对被认为是同时发生的。为了实现这一点，大脑需要将视觉的时间间隔定位得比听觉的时间间隔晚一点，以解释视觉信号较慢的生理转导。研究人员发现，神经听觉和视觉之间的相对延迟时间是一个动态的过程这不断地适应每一个参与者最近接触到的视听感知。

他们的数据证实了新的动态整合模型，通过展示如何在每个个体中测量快速大脑振荡的细微的几十毫秒的延迟，并解释了他们各自对感知的同时性的判断。

自闭症和语言障碍患者的感官处理，尤其是听觉，发生了改变。精神分裂症患者也会受到感知输入扭曲的影响。这项研究中描述的时间再校准的神经生理机制可能在这些疾病中发生改变，他们的发现可能揭示了改善这些缺陷的新研究目标。

“总的来说，这项研究强调了我们的大脑在不断吸收和适应来自不同来源的感官信息，”西尔万·巴莱特(Sylvain Baillet)说，他是《神经》杂志的研究员，也是这项研究的资深作者。“为了理解我们复杂的环境，包括社会互动，大脑回路积极地调整微妙的生理机制，以便更好地预测和预测外部刺激的性质和时间。”这有助于我们建立一个有弹性和适应性的心理地图。”

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