研究员用VR技术探索视觉、重力对人类运动规划的影响

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人类首先会通过视觉提示而非感觉来规划自己的运动并预测重力

映维网 2020年02月19日)研究人员正在利用虚拟现实技术来说明,人类首先会通过视觉提示而非感觉来规划自己的运动并预测重力。

重力是支配我们一生的不可见力量。这是上坡困难的主要原因,同时是令我们身体某些部位最终朝下的原因。它无处不在。我们每走一步都需要与之抗争。但是,人类在穿行世界时究竟如何应对这种无形的影响呢?

日前一份发布在《Frontiers in Neuroscience》期刊的研究利用虚拟现实技术来说明,人类是通过地形的视觉提示,而非通过重量和平衡的感觉来规划运动并预测重力。在Meir Plotnik博士位于以色列Sheba Medical Center的实验室工作的博士生Desiderio Cano Porras及其同事发现,我们预测重力影响的能力取决于视觉提示。

为了确定视觉和重力对我们运动的影响,研究人员招募了16名健康的年轻人进行虚拟现实实验。研究人员设计了一个VR环境,并用一个大型的万向跑步机模拟水平,上坡和下坡步行。在整个实验过程中,虚拟环境会匹配或不匹配跑步机所体验到的物理提示。

利用这种设置,研究人员能够在预期上坡或下坡时打乱被试的视觉提示和物理提示。例如,当被试看到下坡环境时,尽管跑步机保持平坦或向上倾斜,他们依然会摆出下坡的姿势。另外,当被试看到上坡环境时,尽管跑步机保持平坦或向下倾斜,他们则会摆出上坡时的蓄能姿势。

研究表明,纯粹的视觉提示会导致人们调整运动以补偿基于重力的预测变化。不过,尽管被试一开始会依赖于视觉感知,但他们后面使用一种“sensory reweighting mechanism”(感官二次比重机制)”来迅速适跑步机条件,亦即优先考虑基于身体的感觉提示。通过这种方式,被试能够克服视觉不匹配并继续行走。

Plotnik博士表示:“我们的发现强调了多感官交互:人脑通常‘触觉’感官获得有关力的信息;但它会通过首先‘看见’重力而产生响应重力的行为。”

Plotnik博士同时指出,这项研究表明了新兴VR技术具备令人兴奋的应用,因为“一系列的新型数字技术,尤其是虚拟现实,其可以实现高水平的人机交互和沉浸感。我们利用这种沉浸感来探索解开人类感觉系统的复杂视觉运动集成。”

当然,这项实验目前只是针对上坡和下坡,而研究人员计划在未来探索相关的神经元机制,以及其对诊断和治疗的潜在临床意义。

 

原文链接https://yivian.com/news/72043.html
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