虛拟現實的使用經驗可以改變人的自我認知，比如形成對虛拟肢體的擁有感，類似經典的橡膠手效應。進一步，虛拟現實還會造成自我認知的有關動作控制的認知進程的改變。施動感是指個體主觀意識到自己是動作的控制者的感覺，這部分自我認知也可能“讓渡”給虛拟肢體。雖然虛拟現實的時代大潮鋪面而來，虛拟化身造成的施動感改變的認知和神經機制目前都不明确。

近日，beat365官方网站魏坤琳教授課題組在Cerebral Cortex上發表題為 Neural correlates of an illusionary sense of agency caused by virtual reality（doi.org/10.1093/cercor/bhad547）的論文，對虛拟現實造成的施動感的認知和神經機制進行了創新研究。該研究使用虛拟現實技術操縱個體對虛拟手的施動感發生改變，并利用經典的時間捆綁範式對施動感進行客觀測量，同時進行功能性核磁共振研究，試圖厘清虛拟現實造成的施動感改變的神經基礎。

行為學上，實驗組被試在虛拟現實訓練期間利用虛拟手完成了一系列運動任務，他們的時間捆綁效應也在訓練後得到增強（圖1），證明虛拟現實訓練增強了他們對虛拟手的施動感；而控制組被試在虛拟現實訓練時沒有看到虛拟手，他們在訓練前後的時間捆綁效應也沒有明變化。行為學結果證明了個體在實時控制虛拟肢體與環境進行運動交互後，其施動感可以遷移到虛拟肢體上，和實驗室前述研究一緻。

圖1 時間捆綁效應

腦成像分析中，傳統的施動感相關腦區（通常涉及主動動作控制）中，發現僅有右側角回AG表現出和行為學結果類似的組間交互作用（圖2a）。該區域前後測神經信号的變化和行為學上時間捆綁效應的前後測變化的相關邊緣顯著。此外，研究還發現，右側下頂葉IPL特異性地表征了觀察虛拟肢體動作所引起的時間捆綁效應（圖2b）。同樣地，該腦區的神經信号在虛拟現實體驗前後的改變也和行為學的改變有相關性。因此，腦成像結果支持了右側AG和IPL參與表征運動觀察引起的時間捆綁效應以及對虛拟肢體的施動感的表征。有意思的是，這些腦區并不與運動計劃、運動控制直接相關，反而與因果推理、失配偵測等高級認知加工有關。這表明虛拟現實造成的施動感錯覺可能和感知覺反饋的回溯性處理有關。

圖2 右側AG和IPL激活與時間捆綁效應相關

文章的第一作者是課題組的在讀博士生蔡依洋，beat365官方网站教授魏坤琳為本文通訊作者。楊慧超、王曉莎、熊子羿、Simone Kühn教授和畢彥超教授也為本文做出了重要貢獻。這項研究得到了國家自然科學基金項目、科技創新2030-“腦科學與類腦研究”重大項目和基金委面上項目的資助。

2024-02-20