(来源: Shutterstock) 每天，你都会被海量的感官信息轰炸——视觉、听觉、嗅觉、触觉和味觉。这些持续不断的冲击需要你的大脑进行管理，决定相信哪些信息，或者当一种感官失效时，用哪种感官作为备份。理解大脑如何评估和处理所有这些输入，可能是为中风、神经损伤或其他疾病康复的患者设计更好疗法的关键。它还可以帮助工程师为从游戏玩家到战斗机飞行员再到医疗患者的所有人构建更逼真的虚拟体验。现在，一些研究人员正在利用虚拟现实（VR）甚至机器人来研究大脑是如何完成这场杂技的。你相信你的眼睛吗？ 在英国雷丁大学，心理学家 Peter Scarfe 和他的团队正在探索大脑如何结合来自触觉、视觉和本体感觉——我们感知身体在空间中位置的感官——的信息，从而清晰地了解物体在空间中的位置。通常情况下，大脑会选择当时更可靠的感官。例如，在黑暗的房间里，触觉和本体感觉会优于视觉。但在光线充足的情况下，你更有可能相信你的眼睛。Scarfe 的团队希望最终揭示的一部分内容是，大脑如何结合两种感官的信息，以及这种结合是否比单独使用触觉或视觉更准确。大脑是信任一种感官的输入而忽略另一种，还是在这两者之间折中，或者它会做更复杂的事情？为了找出答案，该团队正在使用 VR 头显和一个名为 Haptic Master 的机器人。当志愿者戴上 VR 头显时，他们会看到四个虚拟球——三个呈三角形排列，一个在中心。他们还可以伸手触摸四个出现在 VR 中相同位置的*真实*球体：呈三角形排列的三个只是塑料的，从不移动，而第四个实际上是 Haptic Master 机器人手臂末端的滚珠轴承。研究人员使用机器人来移动第四个球，重复进行测试。将三个球组成的三角形想象成空间中的一个平面。参与者需要判断第四个球是高于还是低于该三角形的水平面。这项任务需要大脑权衡和结合来自多种感官的信息，以确定第四个球相对于其他三个球的位置。参与者通过 VR 头显获得有关球位置的视觉线索，但他们也使用触觉感——触觉和本体感觉的结合——来感知球在空间中的位置。VR 设置使得控制视觉输入并确保志愿者不使用其他线索（如机器人手臂的位置或房间里的其他物体）来做决定变得更容易。总的来说，志愿者已经反复进行了这项任务数百次。Adams 和他的同事们正在研究当参与者只使用眼睛、只使用触觉感或同时使用两种感官时，结果的准确性如何。然后，该团队将这些结果与几个计算机模型进行比较，每个模型都预测当大脑以不同方式组合感官信息时，一个人将如何估计球的位置。到目前为止，该团队还需要更多数据来了解哪个模型最能描述大脑如何组合感官线索。但他们表示，他们的结果以及该领域其他人的工作，有一天可能有助于设计更准确的触觉反馈，从而使在虚拟现实中与物体交互的感觉更加逼真。不稳的立足点 纽约大学的物理治疗研究员 Anat Lubetzky 也转向了 VR。她利用这项新兴技术来研究我们的大脑如何权衡不同的感官输入，以帮助我们在情况变得不稳定时保持平衡——具体来说，人们是依靠本体感觉还是视觉来保持平衡。运动医学的传统观念认为，在不平坦的表面上站立是一种很好的本体感觉锻炼，适合在受伤后进行康复的患者。这是因为它迫使你的体感系统（与本体感觉相关的神经）更努力地工作。因此，如果你的平衡由于神经损伤而受到影响，那么尝试在不平坦的表面（如平衡球）上站立以稳定自己应该会有所帮助。但 Lubetzky 的结果却讲述了不同的故事。在实验室里，Lubetzky 的受试者戴上 VR 头显，站在坚实的地面或不稳定的表面（如平衡板）上。她会在 VR 显示器上投射一些非常微弱移动的点，并使用地板上的压力垫来测量参与者身体的摇摆幅度。事实证明，当人们站在不稳定的表面上时，他们更有可能随着移动的点同步摇摆。但在稳定的表面上，他们似乎不太关注这些点。因此，人们似乎没有更努力地锻炼他们的体感系统，而是利用视觉来寻找一个固定的参考点来帮助他们保持平衡。换句话说，大脑从一个不太可靠的感官切换到一个更可靠的感官，这个过程被称为感官加权。最终，Lubetzky 希望她的 VR 设置能帮助测量体感系统受损的患者在多大程度上依赖他们的视觉。这些知识反过来可以帮助衡量问题的严重程度，以便医生能够设计出更好的治疗方案。随着 VR 变得越来越逼真和身临其境——部分得益于这些实验——它可能会为研究人员提供一个更精密的工具来剖析大脑中发生的事情。Lubetzky 说：“这是一场相当惊人的革命。”
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