虛擬實境中的大腦如何運作?肯定與現實不一樣！

文／瑞堂

想像。

戴上儀器，登入。開始進入一個超脫現實的的新世界。
隨者你的撇頭的視角，你或許看到了奇異的遠古生物。隨者你腳步的位移，呼吸者未知的的神秘的氣息，你來到一個充滿劍與魔法的世界……

你感到前所未有的新體驗，藉由虛擬實境。
儘管這項科技或許仍充滿不穩定與不確定性。可以肯定的是，你大腦的歷程肯定與現實相當不同。

        ＵＣＬＡ美國加州大學(洛杉磯分校)的神經生理學家的研究發現，大腦在虛擬實境中空間映像神經(Space-mapping neurons)反應的模式和現實世界環境有很大的不同。這個發現對於應用虛擬實境(Virtual reality )於遊戲、軍事、商業、科學或其他面向有重要的進展。

　　「部分腦區在虛擬實境中，進行空間學習時的運作模式完全和現實世界的歷程不同。」UCLA的神經、物理和生理學教授【註一】麥因．麥塔（Mayank Mehta）說。「越來越多人開始使用虛擬實境，因此了解它與現實的差異非常重要。」

　　科學家們從研究海馬迴與阿茲海默症、中風、憂鬱、思覺失調症等等症狀的關係中，發現海馬迴也與形成新記憶與創造空間的心智地圖有關。例如：當人偵測到一扇門時，海馬迴會選擇性的激發，創造一個環境的「認知地圖」(Cognitive map)。儘管目前對於大腦創造或保存這些認知地圖的機制尚未清楚，不過神經生理學家推測海馬迴能藉由周圍的地標物(Landmark)例如：建築物或山，來估算兩個物體之間的距離。然而在現實的迷宮中，其他的線索諸如：聲音和氣味也同樣能幫助大腦探測空間與距離。

　　為了測試海馬迴是否能真的僅藉由視覺的地標物來形成空間地圖(Spatial maps) ，麥塔的團隊設計了一個安全無害的虛擬實境動物實驗來研究老鼠在缺乏嗅覺與聲音線索的虛擬世界中，大腦中海馬迴神經的反應。研究者為老鼠裝上了挽具並將之置於周遭為由巨大影像螢幕構成的虛擬情境的跑步機上，整個環境將如全天域電影──般在一個黑暗、安靜的房間中甚至更身歷其境。研究者測量了老鼠行為與數百個海馬迴的神經元活躍之間的關係，也在相似的現實情境中測相同面向。結果令麥塔的團隊感到驚奇──兩者情境結果截然不同！

　　因為在虛擬情境中，老鼠海馬迴神經元的激發是隨機的，就像是神經並沒有頭緒感應老鼠目前身在何處。即便在現實或是虛擬情境中老鼠的表現看起來都很正常。第二個發現是，即使很多海馬迴神經元在現實情境中高度活躍，但超過半數神經元在虛擬空間停止活躍。
　　「地圖」完全消失了。」麥塔說「沒有人預期會這樣，老鼠在虛擬世界神經元的活躍是隨機模式！」事實上，經過數學分析後發現在虛擬世界中神經元計算了老鼠走了多少的距離的量，忽略了它自身身處虛擬空間中的何處。

　　儘管動物實驗身上看的情況，如老鼠神經反應模式相當難以對應在人類複雜的大腦上，要去判斷影響人類何處神經元也相當困難。不過這項相關實驗仍提供重要的問題和未來的發展性。「虛擬實境中神經的模式與現實生活中有實質上的不同，我們需要更了解虛擬實境是如何影響大腦的。」麥塔結論。

　　儘管現在與如同ＳＡＯ（Sword Art Online刀劍神域）那樣程度的高科技仍有一段不短的距離，但或許發現虛擬實境與現實對於大腦的不同是第一步！或許往後會有更精細與準確的研究出現，讓我們與浸入電腦數位化的世界更接近。

【註一】Mayank Mehta其研究領域為腦細胞與其神經傳導複雜的的節律模式，麥塔的團隊曾經研究出大腦神經傳導所使用的兩種語言—頻率與強度來推測人類的一些認知歷程，諸如記憶與想像。而這一次，麥塔的團隊嘗試藉由動物實驗來觀測虛擬實境中的神經歷程與現實生活中有什麼差異。

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