新研究表明，我们在虚拟现实中学习新空间时，可能无需移动身体。
虚拟现实正日益融入我们的日常生活，从房屋销售的在线看房到让玩家沉浸于超逼真数字世界的高科技头显，无所不在。虽然其娱乐价值已得到充分确立，但虚拟现实在实际应用方面也具有巨大潜力，而这些潜力才刚刚开始被探索。
亚利桑那大学心理学系人类空间认知实验室主任Arne Ekstrom利用虚拟现实研究空间导航和记忆。该实验室关注的领域包括这项技术在促进社会公益方面的潜力，例如培训急救人员、医疗专业人员以及必须在危险环境中穿行的人员。不过，要使这类应用发挥最大效用，我们需要更深入地了解人们如何在虚拟环境中学习。
在发表于《Neuron》期刊的这项新研究中，Ekstrom及其合著者、加州大学戴维斯分校神经科学中心博士后研究员Derek Huffman探究了能否在虚拟空间中实际移动是否会提升我们的学习效果，从而推进了这一认知。
Derek Huffman在全向跑步机上以360度视角浏览虚拟环境。
在虚拟现实中四处移动
“虚拟现实的一大顾虑或缺陷在于，它无法还原我们在现实世界中导航时的真实体验，”Ekstrom说道。他是心理学副教授，也是本研究的资深作者。“我们在这项研究中试图解决的问题是：哪些信息足以形成有用的空间表征，从而真正知道事物所在的位置？”
研究人员让研究参与者佩戴虚拟现实头显，探索三座虚拟城市。参与者以三种方式之一在每座城市中导航：
1）参与者佩戴头显，在全向（即360度）跑步机上行走。该跑步机允许用户向任何方向自由行走。在此条件下，参与者可以通过行走和转动头部在虚拟环境中导航。
2）参与者仅使用手持操纵杆在虚拟环境中导航；他们无法通过转动头部或行走来导航。
3）参与者通过身体左右移动并前后推动操纵杆来导航；他们无法四处走动。
参与者平均花费两至三个小时探索虚拟城市，并找到研究人员指定的某些商店。待他们有机会充分熟悉环境后，研究人员向其提出一系列问题，以测试其空间记忆。例如，研究人员可能会让他们想象自己站在咖啡店前，面朝书店，然后请参与者指出杂货店的方向。
参与者的回答准确率并不因其所处的条件不同而有所差异。
随后，参与者在接受核磁共振扫描的同时回答一组类似的问题。这使研究人员能够观察参与者在提取空间记忆时大脑内部的活动情况。
研究人员发现，三种情况均激活了参与者大脑中的相同区域。此外，大脑不同区域之间的互动模式在三种条件下也较为相似。
“我们发现，不同条件下的神经编码完全相同，”Ekstrom说道。“这表明，就大脑而言，以及我们通过行为测量也能证实的是，仅仅在虚拟环境中观看事物，就已包含足够的信息。一旦你对环境足够熟悉，通过身体移动获得的信息其实并没有多大增益。”
漫长争论的终结？
这些发现回应了一个由来已久的科学争论，即身体动作是否有助于学习物理空间。
“一直有一种观点认为，学习方式可能会产生巨大差异，如果缺乏基于身体的线索，就等于缺失了形成空间记忆的一个重要环节，”本研究的第一作者Huffman说道。“我们的研究表明，一旦对某个环境形成了良好的记忆，学习方式的影响就没那么大了。”
“我们可以说，形成复杂的空间表征既不需要身体沉浸，也不需要身体线索，”Ekstrom补充道。“只要在简单的虚拟现实应用中有足够的接触，就能做到这一点。”
从实际角度看，该研究表明，即便是基础的虚拟现实系统，也可能在教学应用中发挥作用。
“虚拟现实有潜力让我们理解那些我们可能无法亲身体验的情境，”Ekstrom说道。“例如，如果我们能够培训急救人员，使其在某建筑遭受袭击后，无需亲自到过该建筑，也能找到被困人员，那会怎样？”
“我们的发现表明，虚拟现实大有可为——即便是只需推动操纵杆的简单应用——也能够向人们传授关于空间环境的相当复杂的知识。”
来源：亚利桑那大学
