虚拟现实运动对大学生面孔识别能力的影响①

崔晴晴 赵敬国

(山东师范大学体育学院体育系 山东济南 250014）

虚拟现实运动对大学生面孔识别能力的影响①

崔晴晴 赵敬国*

(山东师范大学体育学院体育系 山东济南 250014）

评价虚拟现实运动对大学生面孔识别能力N170的影响。随机招募30名健康大学生，实验组（20人）利用idong运动王Ⅱ进行6周的虚拟现实运动，30min/次，3次/周。对照组（10人）正常作息。采用德国BP公司生产的32导Brain Vision Analyzer分别测量受试者实验前和6周实验结束后安静状态下的事件相关电位N170，选用改良版的flanker刺激范式。采用SPSS15.0 for windows对数据分别进行描述性统计和推断性统计分析。结果显示：实验组的P8电极点的潜伏期和C3、Pz电极点诱发的N170波幅在实验前后有显著差异。6周虚拟现实运动对大学生脑电成分N170有一定的选择性影响，体现于N170潜伏期和波幅指标显著性改变仅出现在特定的电极点和刺激方式，认为这些选择性改变应是对该运动方式的适应性改变。

虚拟现实运动 面孔识别 ERP

虚拟现实（Virtual Reality）简称VR，是指以计算机技术为核心的现代高科技手段而生成的虚拟环境[1]。VR凭借其特有的交互性，沉浸性和多感知性等特点使用户产生身临其境的感觉，用户在虚拟环境下的运动可以打破时间和空间的限制，可以在现实狭小的空间里实现在虚拟环境中的无限运动，这种运动方式我们称为虚拟现实运动[2]。人类面孔依据其所呈现的复杂多维的个人信息、社交信息给人类认知活动提供了一种重要的非语言刺激[3]。及时而准确的识别面孔是完成正常社会活动的基本能力[4]。与面孔识别相关的事件相关电位（ERP）成分主要是N170，N170是在颞枕区出现的潜伏期约为170ms的负波[5]。这种成分与受试者的年龄、种族和熟悉度等因素无关，只与面孔特征的识别加工有关，所以可代表面孔识别的特异性[6]。

1 对象与方法

1.1 实验对象

通过人口统计学特征、PARO＆YOU问卷筛选出身体健康、无心血管疾病、不吸烟不酗酒等符合实验要求的在校非体育专业女生30名为受试者（基本情况见表1），并将其随机分为实验组和对照组。

表1 受试者人口统计学特征(±sD)

表1 受试者人口统计学特征(±sD)

组别 N 年龄(岁) 身高(cm) 体重(kg)对照组 10 19.5±0.55 164.0±5.73 54.8±6.32实验组 20 20.5±2.14 161.9±3.61 57.6±4.12

1.2 实验方法

实验组采用体感运动机idong运动王Ⅱ进行6周的虚拟现实运动（伸展运动、射箭运动和平衡大挑战运动），3次/周，30min/次。对照组不进行任何形式的体育运动，按照原作息制度生活学习。

1.3 安静状态下ERP N170的测试

采用德国Brain Products公司生产的32导脑电采集分析系统，采用改良版的Flanker范式为刺激。

1.4 统计学处理

实验结束后把所有原始数据导入SPSS 15.0 for windows数据库，分别进行描述性统计和推断性统计。组内比较采用配对样本t检验，组间比较采用独立样本t检验，差异显著性标准采用P＜0.05，结果均以（D）表示。

2 结果

从表2四种刺激范式分别诱发的N170得出实验组的P8电极点的

表2 实验组和对照组6周前后两次测量之间N170潜伏期的比较[ms，(±sD)]

表2 实验组和对照组6周前后两次测量之间N170潜伏期的比较[ms，(±sD)]

电极点刺激范式组别前测后测P8 S1实验组173.33±22.24 167.07±20.37 P8 S1对照组185.33±28.19 172.67±28.44 P8 S3实验组173.33±21.71 165.07±16.56 P8 S3对照组180.33±22.75 181.00±28.84P0.037 0.356 0.018 0.331

表3 实验组和对照组6周前后两次测量之间N170波幅的比较[uv，(±sD)]

表3 实验组和对照组6周前后两次测量之间N170波幅的比较[uv，(±sD)]

电极点 刺激范式 组别C3 S1 实验组C3 S1 对照组Pz S1 实验组Pz S1 对照组C3 S2 实验组C3 S2 对照组Pz S2 实验组Pz S2 对照组前测 后测P0.60±3.02 -2.83±5.72 0.028-0.27±2.99 -23.45±46.23 0.277-2.25±4.20 -5.83±6.72 0.021-3.10±5.28 -27.79±54.90 0.319 1.22±3.49 -3.27±6.05 0.005 0.13±2.17 -9.03±17.99 0.269-1.80±4.67 -6.34±6.28 0.002-1.39±4.05 -10.82±19.18 0.303

潜伏期在实验前后有显著差异，具体表现为P8电极点在S1、S3刺激下潜伏期缩短。由此证实刺激范式在枕颞区（P8）诱发N170。

表3可得实验组在S1刺激下C3、Pz电极点诱发的N170波幅后测显著高于前测，电极点C3、Pz诱发的N170波幅在S2刺激下后测显高于前测。具体表现在组内样本t检验P＜0.05。

表4通过组间独立样本t检验可得实验组与对照组的C3、Pz电极点波幅在S1刺激下P值都＜0.01，表明其存在极显著性差异。实验组与对照组C3、Pz、电极点波幅在S2刺激下0.01＜P＜0.05，表明其存在显著性差异。

表4 前测和后测各电极点波幅的配对t检验

3 讨论

6周的虚拟现实运动（伸展运动、射箭运动和平衡大挑战运动）加大了个别电极点在特定刺激范式下的波幅，表明大脑对刺激进行视觉认知加工时所投入的资源多。另外此实验证明6周的虚拟现实运动存在N170视觉加工的右半球优势。此外前人的研究表明实验条件对N170成份具有影响，例如彭小虎等人利用学习—再认范式刺激诱发的N170波幅比受试者学习时诱发的N170波幅增大[4]。那么在虚拟环境中进行的虚拟现实运动毕竟是大脑需要投入更多注意力和资源在视觉获取上，它阻断了人们原有的视觉输入，且虚拟影像光线占据了全部视觉，所以对实验组起到影响的到底是整体的虚拟环境下的运动还是仅仅是虚拟影像的影响还需进一步研究。

[1]何懿文.VR崛起之惑[N].计算机世界，2016-01-25（012).

[2]王玲，王静梅，王军利，等.卡通面孔与真实面孔识别的ERP比较研究[J].心理研究，2012，5（5）：19-28.

[3]田海鹏.N170与面孔识别关系的探讨[J].科教文汇，2015（5）：138-139.

[4]彭小虎，魏景汉，罗跃嘉，等.面孔识别的脑加工成分[J].航天医学与医学工程，2002，15（4）：303-304.

G80-32

A

2095-2813(2017)08(c)-0251-02

10.16655/j.cnki.2095-2813.2017.24.251

崔晴晴(1992—)，女，汉族，山东邹平人，硕士研究生，研究方向：运动人体科学。

赵敬国(1964—)，男，汉族，山东新泰人，硕士，教授，硕士生导师，研究方向：运动训练的机能学评价，E-mail：zhaojg@sdnu.edu.cn。