利用虚拟现实探究空间映射与威胁学习：焦虑对情境威胁学习的影响

研究人员运用虚拟现实情境条件范式，探究焦虑对情境威胁学习的影响，发现高焦虑或损害空间映射。

　　在生存这件事上，人类需要依靠空间映射来分辨所处环境中的安全与危险区域，这对生存至关重要。想象一下，在野外探险时，能够准确判断哪些地方可能有危险，哪些地方相对安全，是保障自身安全的关键。然而，目前我们对于影响空间学习和导航过程的因素了解并不充分，尤其是在个体无法通过空间映射学习辨别环境中的威胁时，背后的原因更是知之甚少。在威胁学习的研究领域，以往的研究存在诸多局限。传统研究大多采用经典条件范式，将中性刺激与厌恶刺激配对，这种方式与现实中复杂的环境情境存在差异。而且，很多研究要么只关注在与任务无关的电击威胁下的空间记忆表现，要么仅聚焦于成功适应威胁的个体，忽略了那些未能学会辨别情境线索的人群。同时，焦虑在威胁学习中的作用也尚不明确，研究结果参差不齐，对于焦虑如何影响情境辨别学习，特别是在未学会辨别威胁和安全线索的个体中的作用，几乎没有相关研究。

为了深入探究这些问题，来自美国罗切斯特大学医学院和牙科学院神经科学系等多个机构的研究人员开展了一项别具一格的研究。他们利用虚拟现实（VR）技术，搭建了一个独特的实验场景，相关研究成果发表在《npj Science of Learning》上。

在研究方法上，研究人员招募了 70 名健康的学生志愿者，年龄在 20 - 30 岁之间。这些志愿者需要在一个圆形的非沉浸式虚拟环境中执行任务。在这个虚拟世界里，有远端线索（如云、太阳、山脉）和本地线索（两个蜂箱），志愿者们要在其中采摘随机出现的花朵。他们被告知，这些看似相同的花朵可能藏有 “蜜蜂”，一旦碰到就会被 “蜇”，也就是会遭受一次短暂的电击。而实际上，虚拟环境被分为安全区和危险区，危险区的花朵有不同的电击概率（35%、50% 或 60%），安全区的花朵则不会引发电击。在采摘花朵的过程中，志愿者们还需要完成一些其他任务。每完成四次采摘花朵的条件试验后，他们就要进行一次空间记忆任务，记忆四个中性物体（木箱、汽油罐、书和时钟）的位置。在任务前后，志愿者们要填写问卷，评估自己的状态焦虑和特质焦虑水平，同时研究人员还会测量他们的皮肤电反应（Galvanic skin response，GSR）。

研究结果十分有趣。首先，在不同强化率下，学习者的比例有所不同。采用 50% 强化率的任务产生的学习者最多，占样本的 79.31%；60% 强化率的任务中，学习者占 72.41%；35% 强化率的任务中，学习者占 50.00%。这表明，50% 的强化率可能恰到好处，能引发适量的压力，促进威胁检测和学习。

接着看空间记忆任务的结果。研究人员通过比较参与者放置物体的位置与物体原始位置的距离误差（Object placement distance error），发现学习者在放置物体时，比非学习者更能准确地将物体放置在接近原始位置的地方。在回忆物体位置方面，学习者也比非学习者表现更出色，虽然在回忆物体名称上两者没有显著差异。这说明非学习者在空间记忆方面存在不足，他们对环境的空间映射能力可能受到了影响。

在焦虑水平方面，研究人员发现，非学习者的状态焦虑得分显著高于学习者，而特质焦虑得分在两组之间没有显著差异。这意味着，在执行任务过程中的短暂焦虑情绪（状态焦虑）可能对非学习者的空间映射产生了影响。

再看皮肤电反应的结果。在整个任务过程中，学习者的皮肤电导率水平（Skin conductance level，SCL）和皮肤电反应（Skin conductance response，SCR）都显著低于非学习者。而且，学习者在危险区的 SCR 明显高于安全区，而非学习者在安全区和危险区的 SCR 没有显著差异。这表明学习者能够成功辨别安全区和危险区，而非学习者则过度泛化了威胁，即使在安全区也表现出较高的警觉性。

在对电击的预期方面，学习者在危险区对电击的预期评分显著高于安全区，并且在安全区的预期评分随着任务进行逐渐降低。而非学习者在安全区和危险区的电击预期评分没有显著差异，且在不同时间段的评分也没有明显变化。这进一步证明了非学习者无法有效辨别安全和危险区域。

综合研究结果和讨论部分来看，这项研究意义非凡。它首次在自然主义的 VR 环境中，探究了个体差异对空间记忆和情境威胁学习的影响。研究发现，焦虑与辨别学习受损、空间记忆受损密切相关。非学习者在空间记忆任务中表现较差，可能是因为他们无法准确构建环境的心理表征，从而难以辨别安全区和危险区。这一发现有助于我们深入理解焦虑对导航能力和空间学习的影响机制。不过，该研究也存在一些局限性，比如样本量不平衡，非学习者样本相对较小；研究没有评估参与者的心理健康史和创伤经历，也未考察其他可能影响学习差异的因素，如注意力分配等。未来的研究可以在更大的样本中进一步探索这些差异，同时加强对参与者心理状况的评估，以更全面地揭示焦虑影响空间映射和情境威胁学习的内在机制。