虛擬現(xiàn)實(shí)難以發(fā)揮效用原因 我們并非只靠眼睛

    沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)(immersive VR)技術(shù)再一次遭受重?fù)簦杭又荽髮W(xué)的研究人員已經(jīng)證明，即使視力非常好的人，在認(rèn)知事物事也會(huì)更多地利用其他因素，而不是只靠眼鏡，這也是為什么只提供視覺線索的VR難以真正發(fā)揮效用的原因之一。

    在我們的大腦海馬組織內(nèi)，有一些位置細(xì)胞(place cell)可以幫助我們構(gòu)建一幅關(guān)于環(huán)境的“認(rèn)知地圖”(cognitive map)，讓我們?cè)诳臻g環(huán)境中確定自己的方位。

    當(dāng)一只老鼠想搞清楚自己在世界上的位置時(shí)，它的位置細(xì)胞會(huì)表現(xiàn)得極為活躍。如果老鼠到了一個(gè)全新的地方，它則必須完全從零開始創(chuàng)建新的認(rèn)知地圖。但是，一旦這幅地圖創(chuàng)建出來，老鼠就可以快速明白自己的位置在哪里。

    在以前，科學(xué)家們認(rèn)為老鼠不需要太多的感官信息就能建立認(rèn)知地圖，他們覺得，有了遠(yuǎn)距離視覺圖像，自己在周圍走動(dòng)的能力，再加上本體感覺中的方向感就已經(jīng)足夠。但是，帕斯卡爾·拉瓦薩爾(Pascal Ravassard)開展的一項(xiàng)新研究證明，這些是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

    在一些科學(xué)家中，虛擬現(xiàn)實(shí)正在變成一種流行工具。例如，有研究人員把自己轉(zhuǎn)化為虛擬老鼠，跟真的老鼠進(jìn)行互動(dòng)，還有些科學(xué)家使用大腦植入方式讓猴子感受虛擬物體。在帕斯卡爾·拉瓦薩爾的實(shí)驗(yàn)中，他和同事們也把老鼠放在了在一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中。

    這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明：讓老鼠大腦像響應(yīng)真實(shí)世界那樣響應(yīng)虛擬現(xiàn)實(shí)世界，并不是那么容易。

    在這項(xiàng)研究中，研究人員構(gòu)建了兩個(gè)看上去極為相同的世界，一個(gè)真實(shí)世界(RW)和一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)世界(VR)：各自都在一個(gè)正方形房間里架設(shè)了一條線性軌道，四面墻上有鮮明的視覺線索。在兩個(gè)環(huán)境中，這些線索幾乎是一模一樣的，但在VR環(huán)境中，老鼠的身體被固定住了 ——從而最大限度地減少(甚至消除)了其他重要的空間線索，比如平衡感。因此，在VR環(huán)境中，老鼠“認(rèn)知地圖”的輸入數(shù)據(jù)只有視覺線索和自運(yùn)動(dòng)(self-motion)。

    研究人員安裝了一些四極管來測(cè)量6只老鼠的神經(jīng)活動(dòng)，然后讓它們?cè)赗W和VR環(huán)境中在軌道上奔跑。結(jié)果很明顯，老鼠的位置細(xì)胞在VR環(huán)境下的活躍程度大大不如在RW環(huán)境下：VR環(huán)境下有20%的位置細(xì)胞顯示出活動(dòng)跡象，在RW環(huán)境下則為45%;后者超過前者一倍多。

    由此可見，視覺和自運(yùn)動(dòng)的確可以激發(fā)一點(diǎn)點(diǎn)位置細(xì)胞，但是，要正確“編碼”老鼠的位置，平衡感和其他感官線索絕對(duì)是必須的。不僅老鼠是這樣，可能對(duì)人類來說也是如此。此外研究人員還推測(cè)，其他線索 ——比如氣味、聲音和觸感 ——對(duì)于老鼠正確進(jìn)行自我定位來說是必須的。而在VR中，研究人員發(fā)現(xiàn)，老鼠只完成了距離的空間編碼。

    這個(gè)研究顯示，各種感官線索在我們大腦中進(jìn)行互動(dòng)和競(jìng)爭(zhēng)，從而構(gòu)建出了一幅強(qiáng)大的“認(rèn)知地圖”。