综述：利用脑电图（EEG）评估虚拟现实中的身体沉浸感：一项范围性综述

《Computers in Human Behavior Reports》：Evaluating sense of embodiment in virtual reality with EEG: A scoping review

虚拟现实中的身体化身研究综述显示，现有文献在评估标准、EEG分析流程和主观问卷工具上存在显著异质性，导致缺乏统一的生物标志物。研究指出，mu波抑制、ERP成分（如P300、ERN）及α/β频段功率变化与身体所有权、代理感等主观体验相关，但标准化不足限制了跨研究比较。未来需建立统一的EEG预处理和数据分析框架，并采用验证的主观评估工具，以推动临床应用和脑机接口发展。

　　虚拟现实（VR）体验中的“具身性”指的是用户对虚拟身体的拥有和控制感。它结合了身体拥有感、行动感和自我位置感，使用户感觉自己仿佛拥有这个虚拟身体。尽管近年来对这一主题的兴趣不断增长，但具身性在评估上仍然缺乏量化和主观标准实践。在这样的背景下，我们进行了文献综述，旨在评估现有文献中关于具身性的研究广度，以及其组成部分和通过基于EEG技术进行的评估方法。我们还探讨了EEG衍生的生理指标与通过问卷收集的主观数据之间的关系。综述共纳入了41篇文章，并按照具身性被调节的组成部分和EEG技术进行了分类。文献分析的结果表明，VR诱导的刺激和EEG数据的采集、预处理和分析存在高度异质性。此外，多数研究中主观反馈通常是通过非标准化和非验证的问卷收集的。这种显著的异质性反映了对具身性关键主观和EEG衍生标记缺乏共识，这表明未来研究设计需要更大的标准化。然而，个别研究的结果表明，具身性可以引发可测量的反应，这些反应可以通过EEG衍生的指标量化，并与主观感受相关联。因此，需要进一步研究以更好地设计涉及具身性的VR体验。

具身性这一概念最初是基于20世纪末至21世纪初的现实世界实验提出的，这些实验使用了橡胶手的实验（Botvinick & Cohen, 1998; Ehrsson et al., 2004）。这些研究定义了具身性的现象学和神经学原理，随后随着多感官VR环境的出现，得到了更深入的探讨（Sanchez-Vives & Slater, 2005; Slater et al., 2008），同时也扩展了具身性的感觉从身体部位（通常是手或上肢）到整个身体（Lenggenhager et al., 2007）。从2000年代到2020年代，VR技术的发展使具身性研究从被动范式转向了主动、适应性和实时系统（Jeunet et al., 2018; Slater et al., 2008）。

具身性的体验是由多感官知觉、运动代理和空间定位之间的复杂互动所促成的。它通常通过两种不同的模式触发：视觉-触觉刺激和视觉-运动同步。根据VR体验和刺激的不同，一个或多个具身性组成部分可以被激活。这些组成部分包括：i）身体拥有感（SoBO），ii）行动感（SoA），以及iii）自我位置感（SoSL）。在VR环境中，身体拥有感是用户对虚拟身体或其部分感觉属于自己的主观体验。这种现象基于所谓的“橡胶手错觉”，即如果视觉和触觉刺激被感知为一致和同步，就可以诱导对外部物体的拥有感。身体拥有感是早期具身性研究中首先被研究的组成部分，因为它可以通过相对简单的同步视觉和触觉刺激来实现（Slater et al., 2008）。尽管效果显著，但同步的视觉-触觉刺激最近演变为基于视觉-运动同步的范式，其中参与者的化身模仿真实或想象的动作，或者由参与者主动控制（Girondini et al., 2025）。用户与虚拟身体的运动协调可能诱导身体拥有感。然而，从完全被动的体验转向参与者主动参与的系统，使得对其他两个具身性组成部分的系统性研究成为可能，尤其是行动感（Girondini et al., 2025）。

行动感是用户对自己动作的代理感，即对自己动作的控制感。在VR环境中，行动感通常在虚拟化身的运动与用户的运动立即且准确对应时得到加强。如果存在延迟或不一致，这种感觉会减弱。身体拥有感和行动感之间的区分是重要的：一个人可以对一个身体有控制权，但并不感觉它属于自己（反之亦然），尽管这两个方面倾向于相互作用（Kalckert & Henrik Ehrsson, 2012）。

最后，自我位置感是用户对空间中某一点的感知。在VR中，自我位置感与显示环境中的虚拟身体相关，尤其是在沉浸式环境中，它受到第一人称视角（1 PP）和用户视角与虚拟身体位置的一致性的影响。神经科学研究，如Lenggenhager等人（Lenggenhager et al., 2007）所展示的，表明通过虚拟环境中的视觉-触觉操作可以改变自我位置的感知，从而创造“自我转移”的错觉。

这些具身性的组成部分不仅是游戏领域的重要因素，而且在临床、治疗和神经科学应用中也具有重要意义（Kilteni et al., 2012; Riva & Wiederhold, 2015）。具身性的调节已被证明在VR应用中非常重要，因为它影响用户如何感知自己，并影响他们与虚拟对象的行为和互动方式（Kilteni et al., 2012）。强烈的具身感可以导致更自然、目标导向的行为和改善表现。实际上，具身性不仅增强了虚拟世界中的存在感，还改善了用户体验，促进了新技能的学习，并支持了行为和心理效应的研究（Gall et al., 2021）。

许多因素已被证明影响具身性的感知，其中包括多感官刺激和用户化身的外观和行为（Fribourg et al., 2020）。虽然这些因素被认为是贡献因素，但它们的确切作用和潜在机制仍然不够明确。这突显了需要系统地评估文献，以识别VR诱导的错觉所调节的特定组成部分以及用于诱导这些调节的方法学；另一方面，需要确定能够客观评估具身性的量化指标。

在大多数研究中，作者通过自我报告问卷评估具身性，其中许多问卷并未经过严格的验证程序，因此限制了它们在比较分析中的适用性（Roth & Latoschik, 2020）。此外，缺乏共享标准阻碍了跨研究结果的比较和可靠地复制发现（Roth & Latoschik, 2020）。这种空白限制了规范基准的建立，以及具身性的稳健特征的识别，这些特征可以用于开发稳健的临床和远程操作应用（Falcone et al., 2023）。

为了应对对客观具身性测量的需求，过去十年的研究越来越多地利用EEG与VR技术的结合，以研究具身性虚拟自我的神经生理相关。EEG是一种非侵入性的神经成像方法，它通过高时间分辨率测量大脑的电信号。与其他广泛使用的模态（如功能性磁共振成像（fMRI））不同，EEG是便携的，且在运动过程中相对更稳健，因此非常适合用于交互式VR场景。因此，EEG代表了在VR范式中研究具身性神经相关性的最佳方法。通过分析EEG信号，研究人员可以识别与感觉虚拟身体是“自己的”以及对自己控制的相关的振荡大脑节奏或诱发电位的变化。这些大脑节奏代表了无偏见和共享的反应，可以在不中断体验的情况下实时收集，并且在临床人群中同样适用。它们与具身性的意识体验的关联，也可以通过主观问卷的发放进一步考察，这将有助于更好地理解这一现象，从而为临床协议、定制环境和优化用户参与提供可重复的生物标记物。

例如，经典的具身性错觉（如虚拟手错觉）已被研究：当参与者接受虚拟肢体为自己的时候，他们的感觉运动EEG节奏（mu/alpha范围）通常会显示出增加的抑制，这反映了类似真实肢体使用的运动皮层的激活（González-Franco et al., 2014）。同样，alpha波段的振荡与由VR诱导的自我位置错觉相关，揭示了双侧感觉运动皮层和中额叶区域的体位特异性功率变化（Lenggenhager et al., 2011）。

最近对脑机接口（BCI）的兴趣进一步推动了EEG和具身性研究的结合：通过提供受控的化身或假肢，研究旨在增强运动想象（MI）期间的脑激活，从而提高BCI性能（Choi et al., 2020; Vourvopoulos et al., 2022; Jeunet et al., 2018）。总体而言，EEG和VR具身性的交叉研究提供了一种独特的方法，以客观测量“成为”虚拟身体的沉浸体验。

鉴于上述前提，我们进行了这项综述，旨在概述这一跨学科领域的当前状态，同时关注VR体验中用于调节一个或多个具身性组成部分的特征，以及EEG方法和具身性的关键神经生物标记物。主要目的是提供关于具身性和其通过EEG测量的知识概述，以阐明调节特定组成部分的神经生理效应，并指导未来的研究。为此，我们进一步深化并明确了在先前文献综述（Guy et al., 2023）中进行的分析，该综述考虑了所有可用的具身性研究方法。作为次要目标，我们调查了定量EEG结果与常用主观具身性测量方法的相关性。

本综述的相关性在于，需要识别解释框架，以重建生态有效的或神经适应的场景，并设计自然的XR接口，这些框架连接神经信号与具身体验；事实上，近年来的几篇论文已经展示了EEG如何帮助定量识别与具身性相关的神经机制（Guy et al., 2023）。因此，阐明具身性与EEG研究的关系是一个及时的话题。一旦它们的关系被理解，就可以将原始神经数据转化为有意义的见解，从而在工业、健康、神经科学和人机交互领域显著改进VR体验（Hejrati et al., 2025; Risoli et al., 2025; Serim et al., 2024）。

本文的其余部分组织如下：方法（第2节）提供了关于搜索策略、研究选择和数据提取的信息。结果（第3节）报告了我们关于具身性调节技术的发现，重点放在每个特定组成部分（§3.1）。随后的结果子部分介绍了EEG方法，包括系统设置、预处理和数据分析（§3.2），以及收集主观反应的工具（§3.3）。讨论（第4节）对当前发现进行了批判性回顾和讨论，提出了未来工作的潜在发展（§4.4）。第4.5节报告了本工作的局限性。最后，我们在第5节总结了结论。

本综述的结果表明，EEG和VR的结合在具身性研究中具有重要意义。然而，目前的文献仍然存在较大的异质性，这主要体现在VR诱导的刺激和EEG数据的采集、预处理和分析方面。尽管如此，一些研究已经开始探索通过EEG技术来评估具身性，这为未来的研究提供了方向。此外，研究中使用的EEG设备和数据处理方法也存在差异，这可能影响结果的可比性和一致性。

在本综述中，我们观察到不同研究在数据采集和分析方法上的多样性。这些多样性反映了在VR和具身性研究中缺乏标准化的EEG协议，从而导致无法确定一个共同的EEG生物标记物。尽管如此，一些研究已经显示出EEG在具身性研究中的潜力，例如通过分析特定的EEG信号变化来评估具身性。然而，由于缺乏统一的评估标准，这些研究的结果在不同实验条件下可能难以比较。

为了提高未来研究的可比性和一致性，我们建议采用标准化的EEG采集和分析协议，特别是在那些旨在贡献元分析或整合模型方法的研究中。此外，详细报告所有EEG方法——从采集到预处理和分析——对于建立共识性指南至关重要。同时，使用经过验证的问卷来评估特定维度的具身性也是未来研究的一个重要方向，这将确保主观数据的可靠性和可解释性。

综上所述，具身性是一个复杂的现象，它涉及多感官知觉、运动代理和空间定位之间的互动。尽管EEG在具身性研究中展现出潜力，但目前的文献仍然缺乏统一的评估方法和标准化的指标。因此，未来的研究所需要的不仅是对具身性的理解，还包括对如何在不同VR设置和用户群体中评估和调节具身性的深入研究。这将有助于开发更有效、更直观的VR环境和BCI接口，从而改善用户与虚拟世界的互动体验。