神经元|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”( 二 )


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”。

神经元|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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这个差值通常很小,可以忽略不计,但当遇到意外障碍或出现异常运动时,这个值就会大幅攀升,从而导致大脑的运动系统做出纠正性反应,于是人体需要重新让自己找到平衡,这种冲突被激发就会引发晕车现象,也就是晕动病。
这就解释了为什么当我们在舞池里摇摆转圈时一般不会感到恶心,而身处漂浮于大海中的船只上随波浪起伏摇曳不定时,却会感到恶心。同时,这也解释了为什么水手上了陆地后反而会产生晕动病的原因——他们的感官预期与稳定的环境不符。
这一观点甚至可以解释车辆驾驶员不怕“晕车”的神秘现象,一切尽在掌握中的控制感让他们对自己的行动有更准确的预期。
不过,奥曼的理论还是有一个问题:没有人能在大脑中找到相应的神经元网络,这就使这一理论缺少了必需的证据支持。
美国明尼苏达大学的托马斯·斯托夫雷根则产生了另一个想法。他研究测量了人们在海上保持平衡的微妙动作后认为,晕船的真正原因是我们不能精确掌控我们的姿势。
他指出了应对晕船的一个简单方法:水手的站姿很重要,如果在两腿间保持一定宽度,可以让他们站得更稳,这样就不容易晕船了。
缺失的神经元终于被发现
晕动病的元凶究竟是谁?如何解决晕船晕车的麻烦?看来这场辩论还得持续下去。
有趣的是,美国约翰霍普金斯大学的凯瑟琳·卡伦在无意中发现了奥曼理论中缺失的神经元。
卡伦的团队训练猴子通过某种特定的移动方式来获取食物。偶尔,研究人员会对它们进行一些干扰。比如,在猴子头顶放上一个重物,这会导致猴子大脑对头部运动的预期和实际运动不匹配。他们发现,每当这种情况发生时,猴子小脑中的一些神经元活动就会出现峰值——这些神经元在猴子不受干扰自主运动时似乎并不活跃。
“这表明,小脑可以在一毫秒内完成这一惊人计算,将基于先前经验的内在感觉预期模型与实际的感官信息进行比较。”卡伦说,她的团队已经证明,当某只猴子适应了新的运动模式后,大脑内部模型就会更新,相应的神经元也会停止激发。
“当我看到他们的研究成果时,我很吃惊。”奥曼说,这些神经元在晕动病中起着至关重要的作用,“如果我们能确定卡伦实验室一直在研究的就是我的理论中缺失的神经元,那将是认识晕动病的一个关键”。
晕动病为何“重女轻男”
尽管在了解晕动病方面取得了重大进展,但仍有一些疑问需要解答:为什么有些人比其他人更容易患晕动病?例如,女性似乎比男性更容易受晕动病影响,尤其是孕妇,在虚拟现实体验中,女性经常报告比男性有更多的晕动病症状。
一项关于晕动病产生原因的研究也许可以解释这种性别差异。
呕吐是吞食不良食物后的一种有用反应,但晕动反应呕吐的目的是什么呢?英国牛津大学的米歇尔·特雷斯曼说,晕动病是一种身体失能现象,这种现象的存在如果没有实际的原因,自然选择本应该采取有力措施来消除它。根据这一观点,他认为,这是人体对毒素强烈反应的副作用:中毒的一大表现就是身体失去平衡,因此让我们保持平衡的神经网络也可能参与检测毒素并发出预警。

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