在大鼠身上的一項新發(fā)現(xiàn)表明，在沉浸式虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，大腦的反應(yīng)與真實世界不同。

神經(jīng)科學(xué)新聞網(wǎng)6月28日消息

這一發(fā)現(xiàn)可以幫助科學(xué)家理解大腦是如何將不同來源的感官信息整合在一起，從而形成我們周圍世界的連貫畫面的。它還可能為“虛擬現(xiàn)實療法”鋪平道路，用于治療與學(xué)習(xí)和記憶相關(guān)的疾病，包括注意力缺陷多動障礙（ADHD）、自閉癥、阿爾茨海默病、癲癇和抑郁癥等。

Mayank Mehta博士是W． M． Keck神經(jīng)物理中心的負(fù)責(zé)人，也是加州大學(xué)洛杉磯分校物理、神經(jīng)病學(xué)、電子和計算機(jī)工程系的教授。他的實驗室研究的是一個被稱為海馬體的大腦區(qū)域，它是學(xué)習(xí)和記憶（包括空間導(dǎo)航）的主要驅(qū)動力。為了了解其在學(xué)習(xí)和記憶中的作用，海馬體已在大鼠執(zhí)行空間導(dǎo)航任務(wù)時進(jìn)行了廣泛研究。

Mayank Mehta博士

當(dāng)大鼠四處走動時，大腦這部分的神經(jīng)元以每秒8個脈沖（8 Hz）的速度同步電活動。這是一種被稱為“θ節(jié)律”的腦電波，它是在60多年前被發(fā)現(xiàn)的。

θ波節(jié)律的中斷也損害了大鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力，包括學(xué)習(xí)和記憶迷宮路線的能力。相反，更強(qiáng)的θ波節(jié)奏似乎能提高大腦學(xué)習(xí)和保留感覺信息的能力。

因此，研究人員推測，提高θ波可以改善或恢復(fù)學(xué)習(xí)和記憶功能。但直到現(xiàn)在，還沒有人能夠加強(qiáng)這些腦電波。

“如果這種節(jié)律如此重要，我們能否用一種新的方法使其更強(qiáng)？” Mehta博士問道，“我們能重新調(diào)一下嗎？“

海馬體中神經(jīng)元的損傷會干擾人們對空間的感知——“為什么阿爾茨海默病患者容易迷路，” Mehta博士說。他說，他懷疑θ波節(jié)律可能在這種感知中發(fā)揮了作用。為了驗證這一假設(shè)，Mehta博士和他的同事們?yōu)榇笫蟀l(fā)明了一種沉浸式虛擬現(xiàn)實環(huán)境，其沉浸性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過商業(yè)上可用的人類虛擬現(xiàn)實。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以讓大鼠看到自己的四肢和影子，消除了某些令人不安的感覺，比如頭部運動和場景變化之間的延遲會讓人頭暈。

“我們的虛擬現(xiàn)實是如此引人注目，” Mehta博士說，“大鼠喜歡跳進(jìn)去，快樂地玩游戲�！�

為了測量大鼠的大腦節(jié)奏，研究人員將比人類頭發(fā)還要細(xì)的微小電極植入大鼠大腦的神經(jīng)元中。

“事實證明，當(dāng)大鼠處于虛擬現(xiàn)實中時，神奇的事情會發(fā)生，” Mehta博士說，“他會去虛擬噴泉邊喝水，在那里打個盹，四處看看，探索這個空間，就好像它是真實的一樣�！�

值得注意的是，Mehta博士說，與自然環(huán)境相比，當(dāng)大鼠在虛擬空間中奔跑時，θ節(jié)律變得明顯更強(qiáng)。

他表示：“當(dāng)我們看到虛擬現(xiàn)實體驗對θ節(jié)律增強(qiáng)的巨大影響時，我們被震驚了。”

這一發(fā)現(xiàn)表明，這種獨特的節(jié)奏是大腦辨別體驗是真實還是模擬的一個指標(biāo)。例如，當(dāng)你走向一個門口時，你眼睛的輸入會顯示門口變大了�！拔以趺粗�道是我向前邁了一步，而不是墻迎面向我靠近呢？”Mehta博士說。

答案是：大腦使用其他信息，比如平衡從一只腳到另一只腳的移動，你的頭在空間中的加速度，你周圍其他靜止物體位置的相對變化，甚至空氣對著你的臉移動的感覺來決定你在移動，而不是墻。

另一方面，一個人在虛擬現(xiàn)實世界中“移動”會體驗到一種非常不同的刺激。

“我們的大腦一直在這樣做，它在檢查各種各樣的事情，” Mehta博士說。不同的θ波節(jié)奏可能代表了大腦區(qū)域在收集所有信息的過程中相互交流的不同方式。