虚拟身体拥有感如何“泄露”存在感——ERP证据揭示PI与PsI的神经分离

《NeuroImage》:Virtual body ownership affects the processing of sensorimotor contingencies and goal-oriented information extraction, but not semantics

【字体: 时间:2026年01月24日 来源:NeuroImage 4.5

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  为破解“存在感”难实时量化之困,团队设计沉浸式VR弹弓游戏,同步采集EEG,发现N2仅对具身条件下的存在感中断(BIP)敏感,P3b放大信息提取,N400跨条件响应语义违背,首次用ERP将PI/PsI分离开,为VR毒副体验监测提供客观电生理指标。

  
研究背景
“身临其境”常被用来形容沉浸式虚拟现实(virtual reality, VR)带来的震撼,但究竟大脑何时真正“相信”眼前的数字世界?传统问卷只能事后回忆,无法捕捉转瞬即逝的“断线”瞬间。更棘手的是,学界把“存在感”拆成两个平行幻觉:空间存在感(Place Illusion, PI)——觉得自己真的身处虚拟地点;似真幻觉(Plausibility Illusion, PsI)——觉得虚拟事件合理可信。二者是否由不同神经阶段支撑,一直缺少实时证据。为此,芬兰奥卢大学Center for Ubiquitous Computing团队联合德国柏林工业大学,在《NeuroImage》发表了一项预注册ERP研究,用弹弓游戏“冻结”动作与物理规则,试图让PI与PsI的脑电“指纹”现形。
关键技术方法
研究采用32导联EEG(1000 Hz采样,平均乳突参考),在Unreal Engine 5.2构建的沉浸式街机场景中记录30名右利手被试。通过Varjo Aero头显与Valve Index手柄/Tracker实现上身追踪,利用Lab Streaming Layer同步事件标记;ICA去眼电后,对发射时刻锁时,分析220–300 ms N2、300–380 ms P3b、380–580 ms N400平均波幅,辅以聚类置换与峰-峰振幅验证。
研究结果
操纵检验
具身问卷得分显著高于非具身(中位数0.73 vs 0.50,p<0.001),证实身体拥有感操纵成功。
N2成分(H1)
发现具身主效应及交互效应:仅具身条件下,BIP试次比正常试次诱发更负N2(?1.57 μV, p=0.021),提示早期传感器运动偶联(sensorimotor contingencies, SMCs)错误监测对应PI中断。
P3b成分(H2)
具身条件整体波幅更高(主效应p<0.001),但BIP试次在两种条件下均减小;非具身BIP降幅更大(?2.93 μV, p<0.001)。作者认为P3b反映任务相关信息提取而非存在感本身,丰富SMCs带来更多可编码线索。
N400成分(H3)
BIP试次跨条件诱发更负N400( embodied ?4.54 μV, non-embodied ?5.94 μV, p<0.001),与语义违背一致;轻微交互效应显示非具身BIP更负,但峰-峰分析提示具身N400实际更大,支持其索引“ coherence”违反,即PsI中断。
探索性发现
SUS量表得分具身>非具身,与N2无相关性;VR经验越丰富者N2效应越大(β=?1.18, p=0.004),提示长期体验可微调预测编码。
研究结论与讨论
该研究首次在单一沉浸式任务中同时捕获PI与PsI的分离ERP标记:N2对SMC中断敏感,可实时标记PI破裂;N400对物理或语义违背敏感,潜在追踪PsI;P3b则反映信息提取量。结果支持Slater/Skarbez模型“PI由SMC驱动、PsI由coherence驱动”的核心假设,但指出1PP虚拟身体可能共同调制两者。研究为VR毒副体验(如晕动症、断裂感)提供可量化的电生理指标,也为未来临床虚拟疗法的“在场监测”奠定方法学基础。
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