Abstract In a simple reaction time task in which auditory and visual stimuli are presented in random sequence alone (A or V) or together (AV), there is a so-called reaction time (RT) cost on trials in which sensory modality switches (A → V) compared to when it repeats (A → A). This is always true for unisensory trials, whereas RTs to AV stimuli preceded by unisensory stimuli are statistically comparable with the Repeat condition (AV → AV). Neural facilitation for Repeat trials or neural inhibition for Switch trials could both account for these effects. Here we used a neural network model (Multisensory Integration with Crossed Inhibitory Dynamics (MICID) model) to test the ability of these two distinct mechanisms, inhibition and facilitation, to produce the specific patterns of behavior that we see experimentally, modeling switch and repeat trials as well as the influence of the interval between the present and the previous trial. The model results are consistent with an inhibitory account in which there is competition between the different sensory modalities, instead of a facilitation account in which the preceding stimulus sensitizes the neural system to its particular sensory modality. Moreover, the model shows that multisensory integration can explain the results in case of multisensory stimuli, where the preceding stimulus has little effect. This is due to faster dynamics for multisensory facilitation compared to cross-sensory inhibition. These findings link the cognitive framework delineated by the empirical results to a plausible neural implementation.

中文翻译：

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交叉感觉抑制或单感觉促进：模态转换效应的潜在神经结构

摘要 在一项简单的反应时间任务中，听觉和视觉刺激以随机顺序单独（A 或 V）或一起（AV）呈现，在感觉模式切换的试验中存在所谓的反应时间（RT）成本（ A → V) 与重复时 (A → A) 相比。对于单感觉试验总是如此，而单感觉刺激之前的 AV 刺激的 RT 在统计上与重复条件 (AV → AV) 具有可比性。重复试验的神经促进或 Switch 试验的神经抑制都可以解释这些影响。在这里，我们使用了一个神经网络模型（多感官整合与交叉抑制动力学（MICID）模型）来测试抑制和促进这两种不同机制的能力，以产生我们在实验中看到的特定行为模式，建模切换和重复试验以及当前和前一次试验之间的间隔的影响。模型结果与抑制性解释一致，其中不同感觉模式之间存在竞争，而不是促进解释，其中先前的刺激使神经系统对其特定的感觉模式敏感。此外，该模型表明，在多感官刺激的情况下，多感官整合可以解释结果，其中先前的刺激几乎没有影响。这是由于与交叉感官抑制相比，多感官促进的动态更快。这些发现将经验结果描绘的认知框架与合理的神经实现联系起来。模型结果与抑制性解释一致，其中不同感觉模式之间存在竞争，而不是促进解释，其中先前的刺激使神经系统对其特定的感觉模式敏感。此外，该模型表明，在多感官刺激的情况下，多感官整合可以解释结果，其中先前的刺激几乎没有影响。这是由于与交叉感官抑制相比，多感官促进的动态更快。这些发现将经验结果描绘的认知框架与合理的神经实现联系起来。模型结果与抑制性解释一致，其中不同感觉模式之间存在竞争，而不是促进解释，其中先前的刺激使神经系统对其特定的感觉模式敏感。此外，该模型表明，在多感官刺激的情况下，多感官整合可以解释结果，其中先前的刺激几乎没有影响。这是由于与交叉感官抑制相比，多感官促进的动态更快。这些发现将经验结果描绘的认知框架与合理的神经实现联系起来。而不是一种促进解释，其中先前的刺激使神经系统对其特定的感觉方式敏感。此外，该模型表明，在多感官刺激的情况下，多感官整合可以解释结果，其中先前的刺激几乎没有影响。这是由于与交叉感官抑制相比，多感官促进的动态更快。这些发现将经验结果描绘的认知框架与合理的神经实现联系起来。而不是一种促进解释，其中先前的刺激使神经系统对其特定的感觉方式敏感。此外，该模型表明，在多感官刺激的情况下，多感官整合可以解释结果，其中先前的刺激几乎没有影响。这是由于与交叉感官抑制相比，多感官促进的动态更快。这些发现将经验结果描绘的认知框架与合理的神经实现联系起来。