沉浸式虛擬現實(immersive VR)技術再一次遭受重擊:加州大學的研究人員已經證明,即使視力非常好的人,在認知事物事也會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難以真正發揮效用的原因之一。
在我們的大腦海馬組織內,有一些位置細胞(place cell)可以幫助我們構建一幅關于環境的“認知地圖”(cognitive map),讓我們在空間環境中確定自己的方位。
當一只老鼠想搞清楚自己在世界上的位置時,它的位置細胞會表現得極為活躍。如果老鼠到了一個全新的地方,它則必須完全從零開始創建新的認知地圖。但是,一旦這幅地圖創建出來,老鼠就可以快速明白自己的位置在哪里。
在以前,科學家們認為老鼠不需要太多的感官信息就能建立認知地圖,他們覺得,有了遠距離視覺圖像,自己在周圍走動的能力,再加上本體感覺中的方向感就已經足夠。但是,帕斯卡爾·拉瓦薩爾(Pascal Ravassard)開展的一項新研究證明,這些是遠遠不夠的。
在一些科學家中,虛擬現實正在變成一種流行工具。例如,有研究人員把自己轉化為虛擬老鼠,跟真的老鼠進行互動,還有些科學家使用大腦植入方式讓猴子感受虛擬物體。在帕斯卡爾·拉瓦薩爾的實驗中,他和同事們也把老鼠放在了在一個虛擬現實環境中。
這個實驗表明:讓老鼠大腦像響應真實世界那樣響應虛擬現實世界,并不是那么容易。
在這項研究中,研究人員構建了兩個看上去極為相同的世界,一個真實世界(RW)和一個虛擬現實世界(VR):各自都在一個正方形房間里架設了一條線性軌道,四面墻上有鮮明的視覺線索。在兩個環境中,這些線索幾乎是一模一樣的,但在VR環境中,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環境中,老鼠“認知地圖”的輸入數據只有視覺線索和自運動(self-motion)。
研究人員安裝了一些四極管來測量6只老鼠的神經活動,然后讓它們在RW和VR環境中在軌道上奔跑。結果很明顯,老鼠的位置細胞在VR環境下的活躍程度大大不如在RW環境下:VR環境下有20%的位置細胞顯示出活動跡象,在RW環境下則為45%;后者超過前者一倍多。
由此可見,視覺和自運動的確可以激發一點點位置細胞,但是,要正確“編碼”老鼠的位置,平衡感和其他感官線索絕對是必須的。不僅老鼠是這樣,可能對人類來說也是如此。此外研究人員還推測,其他線索 ——比如氣味、聲音和觸感 ——對于老鼠正確進行自我定位來說是必須的。而在VR中,研究人員發現,老鼠只完成了距離的空間編碼。
這個研究顯示,各種感官線索在我們大腦中進行互動和競爭,從而構建出了一幅強大的“認知地圖”。