Abstract Background Visual phenomena like brightness illusions impressively demonstrate the highly constructive nature of perception. In addition to physical illumination, the subjective experience of brightness is related to temporal neural dynamics in visual cortex. Objective Here, we asked whether biasing the temporal pattern of neural excitability in visual cortex by transcranial alternating current stimulation (tACS) modulates brightness perception of concurrent rhythmic visual stimuli. Methods Participants performed a brightness discrimination task of two flickering lights, one of which was targeted by same-frequency electrical stimulation at varying phase shifts. tACS was applied with an occipital and a periorbital active control montage, based on simulations of electrical currents using finite-element head models. Results Experimental results reveal that flicker brightness perception is modulated dependent on the phase shift between sensory and electrical stimulation, solely under occipital tACS. Phase-specific modulatory effects by tACS were dependent on flicker-evoked neural phase stability at the tACS-targeted frequency, recorded prior to electrical stimulation. The optimal timing of tACS application leading to enhanced brightness perception was further correlated with the neural phase delay of the cortical flicker response. Conclusions Our results corroborate the role of temporally coordinated neural activity in visual cortex for brightness perception of rhythmic visual input in humans. Phase-specific behavioral modulations by tACS emphasize its efficacy to transfer perceptually relevant temporal information to the cortex. These findings provide an important step towards understanding the basis of visual perception and further confirm electrical stimulation as a tool for advancing controlled modulations of neural activity and related behavior.

Abstract Theories of embodied cognition suggest that a shared environment and ongoing sensorimotor interaction are central for interpersonal learning and engagement. To investigate the embodied, distributed and hence dynamically unfolding nature of social cognitive capacities, we present a novel laboratory-based coordination task: the BallGame. Our paradigm requires continuous sensing and acting between two players who jointly steer a virtual ball around obstacles towards as many targets as possible. By analysing highly resolved measures of movement coordination and gaming behaviour, game-concurrent experience ratings, semi-structured interviews, and personality questionnaires, we reveal contributions from different levels of observation on social experience. In particular, successful coordination (number of targets collected) and intermittent periods of high versus low movement coordination (variability of relation) emerged as prominent predictors of social experience. Importantly, having the same (but incomplete) view on the game environment strengthened interpersonal coordination, whereas complementary views enhanced engagement and tended to generate more complex interactive behaviour. Overall, we find evidence for a critical balance between similarity and synchrony on the one hand, and variability and difference on the other, for successful engagement in social interactions. Finally, following participant reports, we highlight how interpersonal experience emerges from specific histories of coordination that are closely related to the interaction context in both space and time.

Abstract Theories of embodied cognition suggest that a shared environment and ongoing sensorimotor interaction are central for interpersonal learning and engagement. To investigate the embodied, distributed and hence dynamically unfolding nature of social cognitive capacities, we present a novel laboratory-based coordination task: the BallGame. Our paradigm requires continuous sensing and acting between two players who jointly steer a virtual ball around obstacles towards as many targets as possible. By analysing highly resolved measures of movement coordination and gaming behaviour, game-concurrent experience ratings, semi-structured interviews, and personality questionnaires, we reveal contributions from different levels of observation on social experience. In particular, successful coordination (number of targets collected) and intermittent periods of high versus low movement coordination (variability of relation) emerged as prominent predictors of social experience. Importantly, having the same (but incomplete) view on the game environment strengthened interpersonal coordination, whereas complementary views enhanced engagement and tended to generate more complex interactive behaviour. Overall, we find evidence for a critical balance between similarity and synchrony on the one hand, and variability and difference on the other, for successful engagement in social interactions. Finally, following participant reports, we highlight how interpersonal experience emerges from specific histories of coordination that are closely related to the interaction context in both space and time.