來源：中科院之聲

人的眼睛，就像一臺照相機，而視網(wǎng)膜就是用于成像的感光底片。眼睛在觀看物體時，會在視網(wǎng)膜上成像。我們一般用相機的時候，如果手沒拿穩(wěn)，照出來的照片就會失焦，會虛掉。但是，我們每天都在運動著，為什么眼睛這個相機“照”出來的照片就不虛呢？

圖1 研究頭動的（A）傳統(tǒng)機械裝置，圖引自Greenlee， Frank， Kaliuzhna etal。，（2016）。（B）新型虛擬現(xiàn)實方法，圖引自Bai， Bao， Zhang， Jiang， （2018）。

這個“頭盔”，是中科院心理所行為科學(xué)重點實驗室的科研人員最新研制出來的方法。它可以記錄頭部轉(zhuǎn)動的實時動態(tài)信息，還可以精確量化地操縱視網(wǎng)膜運動和頭動之間的關(guān)系，滿足頭轉(zhuǎn)動情況下視覺-前庭整合的研究需求。

作為使用該方法進行視覺-前庭整合作用的首例研究，科研人員主要關(guān)注水平方向的頭部轉(zhuǎn)動如何影響視覺運動適應(yīng)。

視覺運動后效，或許可以理解為是一種“錯覺”。比如說，當(dāng)我們盯著朝著某個方向運動的物體a看一段時間后，立即觀看靜止的物體b，會錯誤地認(rèn)為物體b也在運動，而且是在朝著和物體a相反的方向運動。當(dāng)然，隨著時間的推移，這種錯覺會慢慢地消失。

不信？試試看盯著下面這個動圖20秒，再去看其他靜止的圖，你就會有所體會了。

圖2 （A） 三種頭部轉(zhuǎn)動條件示意圖。（B） 三種頭部轉(zhuǎn)動方向示意圖。 Yaw對應(yīng)水平方向頭部轉(zhuǎn)動，圖引自Neto，Barreto， Duarte et al。， （2012）。

研究人員還模擬了頭動方向和視網(wǎng)膜運動適應(yīng)方向的關(guān)系。比如，當(dāng)頭向左轉(zhuǎn)時，頭戴式顯示器屏幕的下半部分就會出現(xiàn)等速的向右運動的光柵；當(dāng)頭向右轉(zhuǎn)動時，頭戴式顯示器屏幕的上半部分就會出現(xiàn)等速的向左運動的光柵。

結(jié)果表明，對于幾乎沒有日常經(jīng)驗的頭動和視網(wǎng)膜運動適應(yīng)方向的聯(lián)結(jié)方式，神經(jīng)系統(tǒng)也能夠快速學(xué)習(xí)、識別并抑制由頭動引起的視網(wǎng)膜運動適應(yīng)。由此可見，視覺-前庭的交互作用是十分靈活的。也證實了在頭部轉(zhuǎn)動方向和視網(wǎng)膜運動適應(yīng)方向的變化頻率同步時，頭部轉(zhuǎn)動對視覺運動后效有抑制作用。

研究人員隨后調(diào)整了光柵的運動方向和速度等，當(dāng)頭轉(zhuǎn)動時，光柵出現(xiàn)或快或慢，或左或右，變化頻率隨機，跟頭動的變化方向和頻率都無關(guān)。這個時候，研究人員又有什么發(fā)現(xiàn)呢？

實驗結(jié)果表明，在視網(wǎng)膜運動適應(yīng)方向和頭部轉(zhuǎn)動方向的變化頻率相互獨立時，頭部轉(zhuǎn)動條件和頭部靜止條件下的視覺運動后效強度沒有明顯差別，頭動的抑制效應(yīng)消失。這也說明，頭部運動和視網(wǎng)膜運動適應(yīng)的信息匹配是產(chǎn)生抑制效應(yīng)的關(guān)鍵因素之一。

圖4 頭部轉(zhuǎn)動條件下，適應(yīng)階段主動頭動（左下）和被動頭動（右下）示意圖。

這一系列的實驗結(jié)果都說明了，頭部運動能夠抑制視覺運動適應(yīng)，從而產(chǎn)生更弱的適應(yīng)后效。在視覺-前庭整合中，頭動信號和視網(wǎng)膜圖像運動信號的匹配關(guān)系對抑制效應(yīng)具有關(guān)鍵作用。戴特制頭盔這種虛擬現(xiàn)實方法，能夠方便靈活地將頭部運動信息數(shù)字化，因此它作為視覺-前庭整合研究的新工具，可以為研究工作深入系統(tǒng)的開展提供有效支持。