亞太加速器
order
 

人腦在虛擬實境如何形成空間記憶? 美大學最新研究提供深刻見解

VR在日常生活的應用日益普及,除了已廣為人知的娛樂功能,其他大有潛力的實用性功能也正有待發掘。亞利桑那大學(University of Arizona;UA)與加州大學(University of California;UC)戴維斯(Davis)分校的研究對人腦在虛擬實境(VR)形成空間記憶的方式提供深刻見解。

人腦在虛擬實境形成空間記憶的研究影片

 點擊圖片放大觀看

即使是搭配VR頭盔與搖桿的基本VR系統也能讓人學習到空間環境的複雜知識。法新社

根據UANews報導,有一個根深蒂固的想法認為學習的結果深受學習方式影響,而身體相關的提示(cue)對形成空間記憶至為關鍵。但UA與UC戴維斯分校團隊的研究則指出,熟悉環境的方式其實並沒有那麼重要,形成複雜空間描述與記憶並不需要身體沉浸(body immersion)體驗與身體提示,僅需處於VR環境中觀察足夠的時間即可。

這個結果顯示對人腦而言,僅透過觀察虛擬環境就能獲得足夠資訊,以形成有用的空間描述與記憶,且能透過行為進行衡量;此外熟悉虛擬環境後再透過身體移動所增加的有用資訊相當有限。UA與UC戴維斯分校研究團隊發表在Neuron期刊的最新研究,一舉解決長久以來關於移動身體是否有助於理解實體空間的科學論辯。

VR在社福方面的潛在應用是UA心理學系人類空間認知實驗室(Human Spatial Cognition Lab)關注的主題之一,包括先遣急救人員與醫療專業人員等必須在危險環境作業的人員訓練應用,人類在VR環境中若也能像在真實世界般獲得相同的經驗,就可望讓人類理解無法或難以實際體驗的環境,例如用於訓練先遣急救人員在陌生的建築物當中搜救遇難人員等情況。

VR在教學性應用方面極具潛力與實用性,但運用VR於空間巡行(spatial navigation)與記憶方面的應用要達到最佳預期效果,就必須對人類在虛擬環境學習的方式有更深入了解。UA與UC戴維斯分校的研究團隊希望了解,人腦需要哪些資訊才足以形成有用的空間描述與記憶,而能讓人類正確掌握物體在虛擬空間的位置。

UA與UC戴維斯分校的團隊讓研究對象配戴VR頭盔並分別以3種方式探索3座虛擬城市,第一種方式參與者在可自由朝任何方向移動的全向(omnidirectional)或360度跑步機上,透過行走與轉動頭部探索虛擬城市;第二種方式參與者僅透過手持搖桿探索虛擬城市,無法走動或轉頭;第三種方式參與者僅能透過轉動身體與前後撥動手持搖桿探索虛擬城市。

參與者平均花費2~3小時探索虛擬城市並找出指定的商店,待熟悉環境後接著回答一系列測驗空間記憶的問題,例如參與者要想像站在雜貨店、面向咖啡店,然後指出書店所在方向,並在回答問題時為其進行核磁共振成像(MRI)掃描,可讓研究人員觀察參與者在提取空間記憶時腦部的活動與變化。

研究人員發現無論參與者以何種方式探索虛擬城市,都不會影響其回答問題的正確性,而神經編碼(neural code)與回答問題時腦部活躍的區域都是一致,此外腦部不同區域互動的模式也都類似。結果顯示即使是簡單的前後撥動手持搖桿這樣的基本VR系統,也能讓人學習到空間環境的複雜知識。

  •     按讚加入DIGITIMES智慧醫療粉絲團
更多關鍵字報導: VR 預防醫學