神经自适应界面揭示:意向控制如何重塑时间体验

【字体: 时间:2025年03月20日 来源:Scientific Reports 3.8

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  时间感知对人类至关重要,但主观时间感知异常与多种心理障碍相关,其因果关系不明。研究人员设计神经自适应界面开展研究,发现运动意象和意向控制会影响时间感知。这为探究心理障碍中的时间紊乱提供新方法,具有重要意义。

  在日常生活中,我们对时间的感知精确与否,影响着每一个行动。比如音乐家需精准把握节奏,运动员要在恰当瞬间发力。但当时间感知出现偏差,就像陷入了时间迷宫,令人困惑。许多心理疾病患者,如抑郁症患者常觉得时间过得极慢,注意力缺陷多动障碍患者在时间把控上也存在问题。可一直以来,我们并不清楚时间感知与这些心理障碍之间,究竟是谁在影响谁。为了解开这个谜团,来自澳门大学等机构的研究人员开展了一项别具一格的研究,相关成果发表于《Scientific Reports》。
此前,关于时间感知的理论,一种主流观点认为存在一个类似 “内部时钟” 的中央机制控制时间感知,像起搏器 - 累加器模型就涉及这样的机制,调整其中参数可改变时间感知。但这种理论难以解释在心理疾病中,时间感知异常到底是疾病的附带现象,还是对疾病严重程度有推动作用。另一种动作 - 感知整合理论则认为,时间感知和身体的动作、感知密切相关,比如身体运动、想象动作都可能影响我们对时间的判断。基于此,研究人员猜测,或许能通过操控动作来改变时间感知。

研究人员设计了一种神经自适应(neuroadaptive)设备,利用脑电图(EEG)技术,捕捉大脑活动信号。他们让参与者头戴设备,在虚拟现实(VR)环境中想象跑步或静止,EEG 测量大脑活动,经机器学习分类后,实时调整 VR 中星场的流速,实现神经自适应控制。

研究人员进行了两项实验。在实验 1 中,参与者按要求想象跑步或静止,同时观看不同速度(静态或自适应变化)的星场,之后对星场展示时间进行估计,并评价时间流逝的感受。结果发现,跑步意象会增加估计时长;自适应条件下,时间流逝的主观判断更快;且意象和适应性在判断时间流逝上存在交互作用,当想象跑步且星场速度自适应变化时,参与者感觉时间过得最快。在实验 2 中,为了让参与者更好地体验控制感,研究采用自由选择范式,参与者可自由决定何时想象跑步或静止来改变星场速度。结果显示,在判断时间流逝方面,神经自适应和伪自适应条件都比静态条件快;控制感能更好地预测时间流逝体验,而非单纯的视觉运动效果。

从实验结果来看,在 EEG 频谱分析上,实验 1 中跑步意象增加了 γ 和 β 频段的功率,而适应性降低了 α 和 β 频段的功率;实验 2 进一步发现,神经自适应和伪自适应条件在 β 和 γ 频段存在差异,且这种差异体现在大脑区域的功率分布变化上。这表明神经自适应设备确实改变了大脑活动,且与时间感知的变化存在关联。

综合两项实验,研究表明想象运动、感知光流以及对光流的控制感(无论真实还是错觉),共同改变了时间感知。这一发现意义重大,不仅为动作 - 感知整合理论提供了有力证据,强调了动作在时间感知中的重要性,还为研究心理疾病中的时间紊乱现象提供了新的研究方法和思路。未来,或许能基于此开发新的干预手段,帮助那些受时间感知异常困扰的患者。

研究中用到的主要关键技术方法包括:一是脑电图(EEG)技术,用于记录大脑活动,从 32 个电极采集信号;二是虚拟现实(VR)技术,构建实验场景,呈现星场刺激;三是机器学习算法,对 EEG 数据进行处理,训练模型分类想象运动类型,实现对星场速度的自适应控制 。

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