虚拟接触也会产生真实的感觉？德国神经学家借助VR研究幻肢错觉原理

2023-12-11 13:50

VR技术不仅可以用在游戏和娱乐领域，在科学和医学方面也有应用潜力。德国波鸿鲁尔大学的研究人员借助VR技术对人类的感知能力有了新的认识。他们创建虚拟场景，让受试者用虚拟物体触碰自己的身体。

令研究人员惊讶的是，受试者虚拟身体被碰触的地方会产生刺痛感。即使虚拟物体和身体之间没有真正接触，也会产生这种感觉。由Artur Pilacinski博士和来自神经技术系的Christian Klaes教授共同领导的科学家团队将这种现象描述为一种幻象触摸错觉。他们在《科学报告》杂志上发表了这项研究结果。

该论文第一作者，来自于波鸿鲁尔大学诊所的Artur Pilacinski说：“人们在VR环境中有时会产生触碰到东西的感觉，尽管他们实际上只是碰到的只是虚拟物体。我们的研究表明，大多数受试者将这种幻象触摸错觉描述为一种刺痛或触电的感觉，或者就像风从他们的手上吹过一样。”

神经科学家们想要了解这一现象背后的原因，并找出大脑和身体的哪些部位在这个过程中发挥了作用。他们观察到，当受试者触摸自己没有在VR环境中呈现出来的身体部位时，也会产生这种触摸幻觉。

论文第二作者Marita Metzler补充道：“这表明人类的感知和身体感觉不仅基于视觉，而是基于许多感官知觉和我们身体内部表征的复杂组合。”

虚拟触觉和间接触觉对比

36名佩戴VR头显的志愿者参与了这项研究。首先，他们通过移动和触摸虚拟物体来适应VR环境。然后，他们被要求在VR环境中用虚拟棍子触摸自己的手。

研究人员问这些志愿者是否有任何感觉。如果没有就让他们继续触摸，稍后再问。如果有感觉，研究人员会要求他们描述这些感觉，并对不同手部位置的感觉强度进行评级。志愿者的双手都会重复这个过程。大多数志愿者一致认为这种感觉是“刺痛”。

在一项对照实验中，研究人员观察了在没有视觉接触虚拟物体的情况下，是否也能纯粹因为实验情境的需求而产生类似感觉。他们用一个小激光笔代替虚拟物体来触摸志愿者的手部，然后发现，这个对照实验没有让志愿者产生触摸幻觉。这表明，幻象触摸错觉是虚拟触摸特有的效果。

这项关于幻象触摸错觉的发现为进一步研究人类感知开辟了新的可能性，也可以应用于虚拟现实和医学领域。波鸿鲁尔大学神经科学研究系成员Christian Klaes表示:“这项研究甚至有助于加深大家对那些影响身体感知的神经系统疾病和紊乱综合征的理解。”

进一步的研究与合作

该团队计划继续研究幻象触感错觉及其潜在过程。出于这个原因，他们与苏塞克斯大学展开了合作。

Artur Pilacinski表示:“首先要区分幻象触觉的实际感觉和其他可能触发这种感觉的认知过程，比如暗示或实验情境要求。我们还希望与其他合作伙伴一起进一步探索和理解幻象触摸错觉的神经基础。”

波鸿鲁尔大学神经科学研究系通过进行这项研究，进一步加强和巩固了该学校在系统神经科学研究领域的威望。