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人们通过视觉线索而不是“感觉”来计划他们的动作,预测重力

人们通过视觉线索而不是“感觉”来计划他们的动作,预测重力

引力是一种看不见的力量,主宰着我们的整个生活。这就是为什么上山很困难,为什么我们身体的一部分最终指向山下。它是一种无处不在的不屈的力量,是我们每一次行动都要与之战斗的力量。但人们究竟是如何解释这种无形的影响的呢?

《神经科学前沿》(Frontiers in Neuroscience)杂志上的一项新研究使用虚拟现实技术,来确定人们如何通过利用周围景观中的视觉线索“看到”重力来规划自己的动作,而不是通过体重和平衡的变化来“感受”重力。以色列谢巴医学中心Meir Plotnik博士实验室的博士生Desiderio Cano Porras和他的同事们发现,我们预测重力影响的能力依赖于视觉线索,以便我们安全有效地走下坡和上坡。

为了确定视觉和重力对我们移动的影响,研究人员招募了16名年轻健康的成年人进行虚拟现实(VR)实验。研究人员设计了一个虚拟现实环境,模拟水平、上坡和下坡行走。参与者沉浸在一个大规模的虚拟现实系统中,他们在现实生活中的跑步机上行走,跑步机上的跑步机是向上倾斜,向下下降,或者保持平稳。在整个实验过程中,虚拟现实视觉环境要么与参与者在跑步机上体验到的物理线索匹配,要么不匹配。

通过这种设置,研究人员能够破坏我们在预测上坡或下坡时所经历的视觉和物理线索。因此,当参与者在VR视觉场景中看到下坡环境时,他们会让自己的身体开始“制动”下坡,尽管跑步机实际上保持水平或向上倾斜。他们还发现,相反的人准备在虚拟现实环境中进行更多的“努力”,即使跑步机保持平坦或指向山下。

研究人员表明,纯粹的视觉暗示会导致人们调整他们的动作,以补偿基于重力的预测变化(例如,,在预期重力下坡时刹车,在预期重力上坡时用力)。然而,虽然参与者最初依赖于他们的视觉,但他们很快就适应了现实生活中的跑步机环境,使用了一种叫做“感觉权重调整机制”的东西,将基于身体的线索重新排序,而不是视觉线索。通过这种方式,参与者能够克服感觉上的不匹配,并继续行走。

“我们的发现强调了多感官的相互作用:人类大脑通常从‘触觉’感知力;然而,普罗尼克博士说,它通过先“看到”它,而不是先“感觉”它,来产生对重力的反应行为。

Plotnik博士还表示,这项研究是新兴VR技术的一个令人兴奋的应用,因为“许多新的数字技术,特别是虚拟现实技术,允许高水平的人机交互和沉浸感。”我们利用这种沉浸感来探索,并开始解开由人类感官系统实现的复杂的视觉-运动整合。”

这项研究朝着更大的目标迈出了一步,即理解人们用来决定如何以及何时移动身体的复杂路径,但仍有工作要做。

Plotnik博士说:“这项研究只是一个具体任务的‘快照’,涉及到向上坡或下坡行走的过渡。在未来,我们将探索涉及的神经机制和潜在的临床意义的诊断和治疗。”

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