虚拟现实晕动症下脑电图变化研究：聚焦 δ 波和 α 波，解锁大脑奥秘

研究人员通过实验研究虚拟现实（VR）致晕时脑电图（EEG）中 α 波和 δ 波变化，发现与晕动症相关，助力相关研究。

　　

走进虚拟现实晕动症的神秘研究世界

在科技飞速发展的今天，虚拟现实（VR）技术逐渐走进人们的生活。戴上 VR 设备，人们仿佛能置身于奇幻的世界，或是在星际间穿梭，或是在古代战场驰骋。然而，不少人在享受这种沉浸式体验时，却会遭遇令人困扰的问题 —— 晕动症，也就是常说的 “虚拟现实晕动症（cybersickness）”，会出现恶心、头晕、方向感迷失等症状，就像晕车晕船一样。这不仅影响了用户的体验，也限制了 VR 技术更广泛的应用。

以往评估虚拟现实晕动症，主要依赖主观的问卷调查，像模拟器晕动症问卷（SSQ）和晕动症易感性问卷（MSSQ）。但这些方法存在明显缺陷，它们靠参与者回忆晕动时的感受，很难做到实时定量测量。想象一下，让一个晕得晕头转向的人去准确描述自己的感受，这是多么困难。所以，寻找一种更客观、定量的评估方法迫在眉睫。

在这样的背景下，韩国东方医学研究所（Digital Heath Research Division, Korea Institute of Oriental Medicine）和韩国标准科学研究院（Division of Biomedical Metrology, Korea Research Institute of Standards and Science）等机构的研究人员 Dong - Hyun Lee、Kyoung - Mi Jang 和 Hyun Kyoon Lim 等展开了一项重要研究，相关成果发表在《Brain Topography》杂志上。

探索研究方法：多管齐下解开大脑奥秘

研究人员为了探究虚拟现实晕动症与大脑活动的关系，采用了多种关键技术方法。首先，他们精心挑选了 30 名 20 多岁的男性作为研究对象。这些参与者通过晕动症易感性问卷（MSSQ）筛选，确保对晕动症较为敏感。然后，研究人员让参与者在不同条件下接受脑电图（EEG）记录，EEG 能够实时观察大脑活动变化。实验设置了三种条件：Blank（参与者盯着黑屏 30 秒）、Video（盯着诱发晕动症的视频 60 秒）、Video Pause（盯着暂停的视频 30 秒）。整个实验重复三次，每次间隔 5 分钟休息，并在休息时让参与者完成 SSQ 问卷。在实验过程中，VR 内容由 Unity 游戏引擎程序创建，显示在特定的曲面显示器上。为了简化实验条件，排除其他干扰因素，VR 内容去除了垂直元素，仅保留天空和地面，专注于屏幕的旋转、缩放等运动。同时，研究人员在实验环境上也下足功夫，在电气屏蔽和隔音的房间里进行 EEG 记录，保证数据的准确性。数据处理和分析环节同样至关重要。EEG 信号经过一系列处理，包括滤波、独立成分分析（ICA）去除噪声等，然后对额叶的 δ 波（1 - 4Hz）和枕叶的 α 波（8 - 13Hz）进行频谱分类，分析其绝对功率。最后，利用 SPSS 27 软件进行统计分析，探究不同条件下脑电波的变化以及与晕动症主观评分（SSQ）之间的关系。

研究结果：大脑电波的奇妙变化

1. δ 波的变化规律：分析发现，不同条件下 δ 波功率存在显著差异。在额叶区域，Video 条件下的平均 δ 波功率（10.08±1.23）明显高于 Blank（6.20±1.44），这表明观看诱发晕动症的视频时，大脑的 δ 波活动增强。而 Video Pause 条件下的平均 δ 波功率（7.19±1.36）相较于 Video 显著降低，与 Blank 相比无显著差异。这说明视频暂停时，大脑的 δ 波活动有所恢复，接近观看视频前的水平。进一步分析发现，SSQ1 子量表中的恶心症状与 δ 波呈正相关，但 SSQ 总分及其他子量表与 δ 波无显著关系。
2. α 波的变化特征：α 波功率在不同条件下也有显著差异，且随时间变化明显。在枕叶区域，Blank 条件下的平均 α 波功率（4.38±0.79）最高，Video 条件下最低（1.6±0.33），Video Pause 条件下（3.35±0.91）介于两者之间。这意味着观看诱发晕动症的视频会使 α 波功率显著降低，而视频暂停时 α 波功率有所回升。从实验次数来看，Trial 3 的平均 α 波功率（3.86±0.76）最高，Trial 1 最低（2.45±0.52），Trial 2（3.01±0.7）居中，Trial 1 和 Trial 2 与 Trial 3 相比均有显著降低。然而，SSQ 总分及各子量表与 α 波功率无显著关系。

研究结论与意义：开启晕动症研究新大门

综合研究结果，研究人员发现，在观看诱发晕动症的视频时，大脑的 δ 波功率增加，α 波功率降低。这表明这些脑电波的变化与虚拟现实晕动症密切相关，尤其是 α 波功率的降低可能主要源于晕动症，而非单纯的视觉刺激。这项研究具有重要意义。它为虚拟现实晕动症的研究提供了新的视角和客观依据，有助于开发更有效的晕动症评估方法和预防措施。未来，随着对脑电波与晕动症关系的深入了解，或许能通过调整 VR 内容设计、优化用户体验等方式，减少晕动症的发生，让更多人能尽情享受 VR 带来的奇妙体验。同时，研究人员也意识到研究存在局限性，如样本仅为 20 多岁男性，实验未考虑内容复杂性、精神负荷和注意力等因素。后续研究可针对这些不足展开，进一步推动虚拟现实晕动症领域的发展。