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Die multisensorische Fusion kombiniert Informationen aus mehreren Kanälen (z. B. Sehen + Propriozeption + Vestibularis), um genauere Schätzungen des Zustands der Welt zu erstellen als jeder einzelne Kanal. Das optimale Bayes'sche Framework besagt, dass die optimale Fusion jedes Signal umgekehrt proportional zu seiner Varianz gewichtet.

Der Präzisionsgewinn bei N identischen Sensoren beträgt N: Zwei Sensoren mit ² ergeben bei der Zusammenführung jeweils ²/2. Dies ist die Grundlage der multisensorischen Integration: Auch wenn zwei Modalitäten dasselbe mit unterschiedlicher Präzision messen, ist es immer optimal, sie zu kombinieren. Das menschliche Nervensystem implementiert eine nahezu optimale Fusion bei visuell-haptischen Positionsschätzungsaufgaben.

Entscheidend ist das Problem der Kausalität: Kommen die Signale zweier Modalitäten aus derselben Quelle (gemeinsame Ursache) oder aus unterschiedlichen Quellen? Fusion ist nur dann von Vorteil, wenn C = 1 (gemeinsame Ursache). Das kausale Bayes'sche Modell schätzt P(C=1|d,d) und gewichtet zwischen vollständiger Fusion (C=1) und unabhängiger Verarbeitung (C=0). Dieses Modell erklärt den Bauchredner (räumlich verschobene Illusion einer gemeinsamen Ursache) und seinen Zerfall mit großen Unterschieden.

Der McGurk-Effekt ist die bekannteste Demonstration der obligatorischen audiovisuellen Fusion: Das Hören von /ba/, während man beobachtet, wie /ga/ artikuliert wird, erzeugt die Wahrnehmung von /da/. Das Bayes'sche Modell zeigt, dass die Wahrnehmung das Phonem ist, das die gemeinsame audiovisuelle Wahrhaftigkeit maximiert: Keines der beiden Signale allein reicht aus, um das Ergebnis zu erklären, und die Fusion ist konsistenter als bei jedem einzelnen Kanal.

Die Kalman-Verstärkung K_fus = P/(P+R) bestimmt, wie sehr man der Modellvorhersage (P) im Vergleich zur neuen Messung (R) vertrauen kann: Wenn R klein ist (genauer Sensor), K_fus 1 (dem Sensor vertrauen); wenn P klein ist (genaues Modell), K_fus 0 (vertraue der Vorhersage). Diese adaptive Gewichtung ist das zentrale Prinzip aller Trägheitsnavigationssysteme und wird vom Kleinhirn in die sensomotorische Koordination umgesetzt.

>Modell

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Beschreibung

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