虚拟现实|从晕车、晕船到晕VR游戏, 新技术带来“新眩晕”,答案竟在“大脑算法”
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春暖花开,出行渐多。当我们搭乘交通工具时,无论汽车、飞机、火车,时不时会遇到有人晕车。有时,看一场球幕电影、戴上VR眼镜玩游戏,也会令人晕眩,甚至呕吐。你是容易晕车的人吗?为什么有些人更容易晕车?折磨了人类几个世纪的晕动病,其病因一直是个谜团。现在,最新研究终于将其解开。同时,这些发现还能帮助更多人应对虚拟现实耳机、无人驾驶汽车,乃至太空旅游等新技术所带来的不适。新科技或让晕动病更普遍晕车带来的种种不适感,先是从眼睛后方开始的:一种轻微的疼痛,然后这种感觉直冲胃部,在那里翻江倒海。当难受的感觉达到高潮时,你会感到恶心,甚至控制不住地呕吐,将胃里的东西“倾倒”出来。这就是几个世纪以来一直困扰着人类的晕动病,或者叫运动病,通常称为“晕车”“晕船”等。自从人类开始使用两条腿以外的其他工具辅助旅行,晕车几乎已成为人类出行的最大痛苦之一。大多数人都有过晕车的经历。随着无人驾驶汽车的推出、太空旅游的兴起和虚拟现实耳机的普及,无论是在游戏行业,还是在虚拟视觉领域,人们在享受新科技带来的方便与愉悦的同时,晕动病可能会变得更加普遍。晕动病显然与我们身体和头部的运动有关,但为什么会导致恶心,这是一个长期未能破解的谜团。如今,来自大脑成像和遗传学的证据正在帮助科学家弄清真相,并提出解决问题的新方法。事实证明,晕车的原因远比想象的更复杂——基因、性别、饮食,甚至脚的大小尺寸,都可能成为影响晕动病的因素。英文中nausea(恶心、反胃、晕船的意思)一词来源于希腊语中的“船”。但晕动病的影响远远超过了让海上水手晕船呕吐的范围。从中国古代的赤壁之战,到1588年西班牙无敌舰队被英国打败的故事,晕船都对历史走向产生了巨大影响,直接影响到几次军事冲突的最后结果。其实,晕动病并不局限于在海上。古代人乘坐颠簸的轿子或马车旅行时,也会感到恶心难受。为此古人们也想出了一些解决晕动病的“土办法”,包括禁食、往头发里塞厨房里的灰土等。“感官冲突”诱发晕动病?今天,诱发晕车的途径比以往任何时候都多。一般而言,约有三分之一的人容易受到晕动病的影响,另有三分之一的人只有在波涛汹涌的海面上或坐过山车时才会有晕车的体验,但没有人能完全免于晕动病的影响。实际上,人类也不是唯一受晕动病影响的物种,猫和狗,甚至各种鸟类、鱼类都会受到影响——只有那些没有前庭系统的动物才能真正不受影响。这是第一条线索,原来晕车与前庭系统有关。前庭系统是耳内探测运动的精细结构组织,它包括三个彼此相交成直角的充满流体的半环形耳道。当耳道内液体开始晃动时,前庭系统会向小脑和脑干发送旋转运动的信号。小脑是负责平衡和运动的脑区,脑干负责连接大脑和身体的其他部分,包括引发恶心和呕吐的区域。前庭系统还会将信号传输到眼睛,用以防止我们移动头部时眼前的世界会变得模糊。早期观点认为,是前庭系统的过度刺激导致了晕动病。但如果真是这个原因,那为什么水手返回陆地后反而会感到恶心难受?为什么我们在舞池里转来转去时,不会产生晕动病呢?为什么司机比乘客更不容易晕车呢?为解答这些问题,有人提出了第二种观点:晕动病是因不同类型感觉信息之间的冲突引起的。例如,当你在车里看书时,你对书和仪表盘的视觉感官告诉你的大脑,你处于静止不动的状态。但因为在车上会感觉到颠簸和转弯,你的前庭系统确信你是在移动中,这些相互冲突的运动状态信号使大脑难以产生连贯的平衡感,从而引发恶心感觉。晕车是晃动“超大脑预期”然而,“感官冲突”的理论也并非没有问题。假如一个海上新手和一个经验丰富的水手站在同一个甲板上,他们的大脑接受到的感觉信号是相同的,但身体的感受因人而异。于是,这就导致了第三种可能的解释:晕动病并不是因眼睛和内耳之间相互冲突的信号造成的,而是这些信号与大脑预期之间的冲突。美国麻省理工学院的查尔斯·奥曼认同这一观点。他在1990年提出,当某个人做某个动作时,大脑会从神经元活动的预期模式中减去实际的感觉输入,这两者的差值就是“感觉-运动冲突信号”。
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