Name: 创建虚拟手和虚拟面对面幻想调查自我表现 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-03-01T10:15:00.000+00:00
Duration: 6 min 53 s
Description: 学习虚拟手和虚拟面部错觉范式，研究身体自我感知与表征机制。该方法利用数据手套和头部追踪技术，在同步运动条件下诱导具身错觉，揭示认知心理学中身体所有权和代理感的可塑性。

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本工作由国家留学基金管理委员会（CSC）资助 K. M.，以及荷兰研究组织（NWO）的基础设施资助项目资助 B. H.。

<ol><li>Tsakiris, M., Schütz-Bosbach, S., Gallagher, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+agency+and+body-ownership%3A+Phenomenological+and+neurocognitive+reflections%5BTitle%5D)+AND+%22Conscious.+Cogn%22%5BJournal%5D)">On agency and body-ownership: Phenomenological and neurocognitive reflections.</a> Conscious. Cogn. 16 (3), 645-660 (2007).</li>
<li>Botvinick, M., Cohen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rubber+hands+%27feel%27+touch+that+eyes+see%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Rubber hands 'feel' touch that eyes see.</a> Nature. 391 (6669), 756-756 (1998).</li>
<li>Armel, K. C., Ramachandran, V. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Projecting+sensations+to+external+objects%3A+Evidence+from+skin+conductance+response%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+R.+Soc.+B%22%5BJournal%5D)">Projecting sensations to external objects: Evidence from skin conductance response.</a> Proc. R. Soc. B. 270 (1523), 1499-1506 (2003).</li>
<li>Tsakiris, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((My+body+in+the+brain%3A+A+neurocognitive+model+of+body-ownership%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychologia%22%5BJournal%5D)">My body in the brain: A neurocognitive model of body-ownership.</a> Neuropsychologia. 48 (3), 703-712 (2010).</li>
<li>Kalckert, A., Ehrsson, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Moving+a+rubber+hand+that+feels+like+your+own%3A+Dissociation+of+ownership+and+agency%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Hum.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Moving a rubber hand that feels like your own: Dissociation of ownership and agency.</a> Front. Hum. Neurosci. 6 (40), (2012).</li>
<li>Kalckert, A., Ehrsson, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+spatial+distance+rule+in+the+moving+and+classical+rubber+hand+illusions%5BTitle%5D)+AND+%22Conscious.+Cogn%22%5BJournal%5D)">The spatial distance rule in the moving and classical rubber hand illusions.</a> Conscious. Cogn. 30C, 118-132 (2014).</li>
<li>Ma, K., Hommel, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Body-ownership+for+actively+operated+non-corporeal+objects%5BTitle%5D)+AND+%22Conscious.+Cogn%22%5BJournal%5D)">Body-ownership for actively operated non-corporeal objects.</a> Conscious. Cogn. 36, 75-86 (2015).</li>
<li>Ma, K., Hommel, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+agency+for+perceived+ownership+in+the+virtual+hand+illusion%5BTitle%5D)+AND+%22Conscious.+Cogn%22%5BJournal%5D)">The role of agency for perceived ownership in the virtual hand illusion.</a> Conscious. Cogn. 36, 277-288 (2015).</li>
<li>Slater, M., Perez-Marcos, D., Ehrsson, H. H., Sanchez-Vives, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Towards+a+digital+body%3A+The+virtual+arm+illusion%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Hum.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Towards a digital body: The virtual arm illusion.</a> Front. Hum. Neurosci. 2 (6), (2008).</li>
<li>Sanchez-Vives, M. V., Spanlang, B., Frisoli, A., Bergamasco, M., Slater, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Virtual+hand+illusion+induced+by+visuomotor+correlations%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+ONE%22%5BJournal%5D)">Virtual hand illusion induced by visuomotor correlations.</a> PLOS ONE. 5 (4), e10381(2010).</li>
<li>Spanlang, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+to+build+an+embodiment+lab%3A+Achieving+body+representation+illusions+in+virtual+reality%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Robot.+AI%22%5BJournal%5D)">How to build an embodiment lab: Achieving body representation illusions in virtual reality.</a> Front. Robot. AI. 1, 1-22 (2014).</li>
<li>Tsakiris, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Looking+for+myself%3A+Current+multisensory+input+alters+self-face+recognition%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+ONE%22%5BJournal%5D)">Looking for myself: Current multisensory input alters self-face recognition.</a> PLOS ONE. 3 (12), e4040(2008).</li>
<li>Sforza, A., Bufalari, I., Haggard, P., Aglioti, S. M. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19813138">My face in yours: Visuo-tactile facial stimulation influences sense of identity.</a> Soc. Neurosci. 5, 148-162 (2010).</li>
<li>Bufalari, I., Porciello, G., Sperduti, M., Minio-Paluello, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-identification+with+another+person%27s+face%3A+the+time+relevant+role+of+multimodal+brain+areas+in+the+enfacement+illusion%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Self-identification with another person's face: the time relevant role of multimodal brain areas in the enfacement illusion.</a> J. Neurophysiol. 113 (7), 1959-1962 (2015).</li>
<li>Ma, K., Sellaro, R., Lippelt, D. P., Hommel, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mood+migration%3A+How+enfacing+a+smile+makes+you+happier%5BTitle%5D)+AND+%22Cognition%22%5BJournal%5D)">Mood migration: How enfacing a smile makes you happier.</a> Cognition. 151, 52-62 (2016).</li>
<li>Ma, K., Hommel, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+virtual-hand+illusion%3A+Effects+of+impact+and+threat+on+perceived+ownership+and+affective+resonance%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Psychol%22%5BJournal%5D)">The virtual-hand illusion: Effects of impact and threat on perceived ownership and affective resonance.</a> Front. Psychol. 4 (604), (2013).</li>
<li>Suma, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0097849312001756">Adapting user interfaces for gestural interaction with the flexible action and articulated skeleton toolkit.</a> Comput. Graph. 37 (3), 193-201 (2013).</li>
<li>Aron, A., Aron, E. N., Smollan, D. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/232528851_Inclusion_of_Other_in_the_Self_Scale_and_the_Structure_of_Interpersonal_Closeness">Inclusion of Other in the Self Scale and the structure of interpersonal closeness.</a> J. Pers. Soc. Psychol. 63 (4), 596(1992).</li>
<li>Russell, J. A., Weiss, A., Mendelsohn, G. A. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/232501584_Affect_Grid_A_Single-Item_Scale_of_Pleasure_and_Arousal">Affect grid: a single-item scale of pleasure and arousal.</a> J. Pers. Soc. Psychol. 57 (3), 493-502 (1989).</li>
<li>Guilford, J. P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGuilford%2C+JP+%22The+nature+of+human+intelligence%22">The nature of human intelligence</a>. , McGraw- Hill. New York, NY. (1967).</li>
<li>Ashby, F. G., Isen, A. M., Turken, A. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+neuropsychological+theory+of+positive+affect+and+its+influence+on+cognition%5BTitle%5D)+AND+%22Psychol.+Rev%22%5BJournal%5D)">A neuropsychological theory of positive affect and its influence on cognition.</a> Psychol. Rev. 106 (3), 529-550 (1999).</li>
<li>Hommel, B. 34;Action control and the sense of agency&#34. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHommel%2C+B+%22The+sense+of+agency%22">The sense of agency</a>. Haggard, P., Eitam, B. , Oxford University Press. New York. 307-326 (2015).</li>
<li>Akbari Chermahini, S., Hommel, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+%28b%29link+between+creativity+and+dopamine%3A+Spontaneous+eye+blink+rates+predict+and+dissociate+divergent+and+convergent+thinking%5BTitle%5D)+AND+%22Cognition%22%5BJournal%5D)">The (b)link between creativity and dopamine: Spontaneous eye blink rates predict and dissociate divergent and convergent thinking.</a> Cognition. 115 (3), 458-465 (2010).</li>
<li>Sanchez-Vives, M. V., Slater, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+presence+to+consciousness+through+virtual+reality%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">From presence to consciousness through virtual reality.</a> Nat. Rev. Neurosci. 6 (4), 332-339 (2005).</li>
<li>Slater, M., Spanlang, B., Sanchez-Vives, M. V., Blanke, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((First+person+experience+of+body+transfer+in+virtual+reality%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+ONE%22%5BJournal%5D)">First person experience of body transfer in virtual reality.</a> PLOS ONE. 5 (5), (2010).</li>
<li>Maselli, A., Slater, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+building+blocks+of+the+full+body+ownership+illusion%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Hum.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The building blocks of the full body ownership illusion.</a> Front. Hum. Neurosci. 7 (83), (2013).</li>
<li>Pavone, E. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Embodying+others+in+immersive+virtual+reality%3A+Electro+cortical+signatures+of+monitoring+the+errors+in+the+actions+of+an+avatar+seen+from+a+first-person+perspective%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Embodying others in immersive virtual reality: Electro cortical signatures of monitoring the errors in the actions of an avatar seen from a first-person perspective.</a> J. Neurosci. 26 (2), 268-276 (2016).</li>
<li>Tieri, G., Tidoni, E., Pavone, E. F., Aglioti, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Body+visual+discontinuity+affects+feeling+of+ownership+and+skin+conductance+responses%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">Body visual discontinuity affects feeling of ownership and skin conductance responses.</a> Sci. Rep. 5 (17139), (2015).</li>
<li>Kilteni, K., Normand, J., Sanchez-Vives, M. V., Slater, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extending+body+space+in+immersive+virtual+reality%3A+A+long+arm+illusion%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+ONE%22%5BJournal%5D)">Extending body space in immersive virtual reality: A long arm illusion.</a> PLOS ONE. 7 (7), (2012).</li>
<li>Banakou, D., Groten, R., Slater, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Illusory+ownership+of+a+virtual+child+body+causes+overestimation+of+object+sizes+and+implicit+attitude+changes%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Illusory ownership of a virtual child body causes overestimation of object sizes and implicit attitude changes.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 110 (31), 12846-12851 (2013).</li>
<li>Martini, M., Perez-Marcos, D., Sanchez-Vives, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((What+color+is+my+arm%3F+Changes+in+skin+color+of+an+embodied+virtual+arm+modulates+pain+threshold%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Hum.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">What color is my arm? Changes in skin color of an embodied virtual arm modulates pain threshold.</a> Front. Hum. Neurosci. 7 (438), (2013).</li>
<li>Peck, T. C., Seinfeld, S., Aglioti, S. M., Slater, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Putting+yourself+in+the+skin+of+a+black+avatar+reduces+implicit+racial+bias%5BTitle%5D)+AND+%22Consc.+Cogn%22%5BJournal%5D)">Putting yourself in the skin of a black avatar reduces implicit racial bias.</a> Consc. Cogn. 22 (3), 779-787 (2013).</li>
<li>Shimada, S., Fukuda, K., Hiraki, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rubber+hand+illusion+under+delayed+visual+feedback%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+ONE%22%5BJournal%5D)">Rubber hand illusion under delayed visual feedback.</a> PLOS ONE. 4 (7), (2009).</li>
<li>Synofzik, M., Vosgerau, G., Newen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beyond+the+comparator+model%3A+A+multifactorial+two-step+account+of+agency%5BTitle%5D)+AND+%22Conscious.+Cogn%22%5BJournal%5D)">Beyond the comparator model: A multifactorial two-step account of agency.</a> Conscious. Cogn. 17 (1), 219-239 (2008).</li>
<li>Hommel, B., Müsseler, J., Aschersleben, G., Prinz, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+theory+of+event+coding+%28TEC%29%3A+A+framework+for+perception+and+action+planning%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain.+Sci%22%5BJournal%5D)">The theory of event coding (TEC): A framework for perception and action planning.</a> Behav. Brain. Sci. 24 (5), 849-878 (2001).</li>
<li>Hommel, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Action+control+according+to+TEC+%28theory+of+event+coding%29%5BTitle%5D)+AND+%22Psychol.+Res%22%5BJournal%5D)">Action control according to TEC (theory of event coding).</a> Psychol. Res. 73 (4), 512-526 (2009).</li>
</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

本文介绍了虚拟手和虚拟脸错觉范式的两种详细实验方案，其中我们的虚拟脸研究首次在虚拟现实中成功复制了传统的刷 stroking 诱导的面部拥有感错觉，并展示了两种范式下的代表性实验结果。
显著的同步效应表明，我们成功诱导了被试对虚拟手和虚拟脸产生虚假拥有感，这与更传统的错觉范式类似。通过虚拟现实技术重现这些效应具有显著优势11,24。虚拟现实技术使实验者摆脱了传统方法中较为人为且具有干扰性的同步刷拭操作，为实验操控开辟了新的可能性。例如，通过融合虚拟效应器，我们可以系统地操控虚拟手的外观特征，以及虚拟手与被试真实手之间的相似性，或操控虚拟脸的面部表情。此外，通过改变被试对人工效应器运动的控制程度（例如，即时性），还可以系统地探究主体感（agency）的影响。
未来虚拟现实研究的另一个有前景的方向是第一人称视角（1PP）虚拟现实体验。1PP 体验能够产生极强的沉浸感和临场感，其程度完全不同于第三人称视角虚拟现实体验。25,26,27,28在第一人称视角体验中，人们能够真正感受到自我如同处于第一人称视角 是 该化身，实际上就是由个体直接占据并体现的。这为各种操作提供了可能，例如将人体的某些部分进行分离28，伸长29，重新调整身体部位比例30，或改变一个人的肤色31,32.
正如本研究及许多其他研究结果所表明的，以同步方式控制虚拟事件会显著增强这些事件属于自身身体的感知。例如，我们对手部实验的研究结果表明，即时控制是区分自我产生与他人产生事件（即，个体自主性）以及自我相关与他人相关事件（即，身体所有权）的重要线索。此处及其他研究呈现的结果表明，自下而上的信息在现象学自我表征的形成中起着决定性作用，即使对于那些不如自身身体部位那样具有身份关联性的身体部分亦是如此4。
所述方案中最关键的部分是诱导过程，该过程引入了视觉、触觉和运动（即本体感觉）信息之间的关联——这些关联使认知系统能够产生拥有感和代理感。由于这些关联依赖于相应事件之间的相对时间，例如参与者自身动作与人工效应器动作之间的延迟，因此必须尽可能减少处理延迟（特别是从数据手套数据转换为屏幕上虚拟效应器运动的延迟）。在我们的实验设置中，最大时间延迟约为 40 ms，几乎无法察觉，且不会妨碍对因果关系和代理感的感知。Shimada、Fukuda 和 Hiraki33 提出，构成自我身体表征的多感官整合过程的关键时间窗口为 300 ms，这意味着更长的延迟可能会削弱对虚拟事件控制感的感知。
该实验方案的另一个重要方面是严格控制受试者的手部或面部运动，具体取决于实验范式。在诱导阶段，相关因素的主动运动至关重要，因为所需的跨感觉关联依赖于受试者主动进行的探索性动作。因此，应鼓励受试者频繁移动并积极参与主动探索。然而，在实验的其他阶段，运动可能会影响测量结果。例如，在虚拟手错觉范式中，移动记录皮肤电反应（SCR）的左手，可能导致SCR水平的测量结果出现噪声且不可靠。
虚拟手错觉范式技术的一个局限性在于，出于实际原因，参与者通常需要在整个实验过程中佩戴数据手套和方向追踪器（以尽量减少干扰）。这可能带来不适感，进而影响参与者的情绪或动机。解决该问题的一个可能方案是使用更轻便的设备或定制可穿戴装置。我们当前的虚拟脸错觉范式技术的另一个局限性是，设备仅能记录头部运动，而无法捕捉面部表情的变化。若能让参与者控制虚拟脸的面部表情，很可能增强拥有感错觉；但这需要具备可靠检测和分类人类面部表情能力的硬件与软件支持，而目前我们的实验室尚不具备此类条件。例如，实时（面部）动作捕捉工具的使用将极大有助于克服这些局限性，并使我们能够显著提升对虚拟化身的代理感和拥有感。
根据我们的研究结果8，人们会综合考虑多种信息来源，并持续更新其身体表征。他们在利用自下而上的信息和自上而下的信息时表现出一种补偿性模式，即当某一信息来源缺失时，另一来源的作用会增强，这一点与关于行为自主感的假设相似34。这为未来的研究提供了有趣的思路，例如，即使人工效应器处于不自然的姿势，只要具备足够程度的表面相似性，仍可能产生拥有感；反之亦然（即，若人工效应器与真实效应器在空间上完全对齐，但在表面特征上存在差异，也可能影响拥有感）。现有研究结果还表明，自我与他人的边界具有较强的可塑性，只要个体自身行为与他人行为之间存在一定程度的同步性，他人的特征就可能被感知为自身的一部分35,36。

根据西方哲学，人的自我包含两个方面1：一方面，我们感知自身身体及当下环境中的活动，从而形成一种现象学意义上的自我表征（常被称为最小自我）；另一方面，我们通过存储个人经历信息、将新信息整合进不断发展的自我概念，并据此向社交环境展示自我，从而构建出更为持久的自我表征，即所谓叙事自我。最小自我或现象学自我被认为源于两类信息来源：一类是关于身体长期稳定特征的自上而下信息，例如关于我们所拥有的效应器或面部形状的信息；另一类是当前情境中由自我感知提供的自下而上信息。
对后者的探索深受Botvinick和Cohen一项巧妙研究的启发2。这些研究人员向人类受试者呈现一只位于其面前的橡胶手，该橡胶手靠近受试者的一只真实手部，但真实手部被遮挡而无法看见。当真实手和橡胶手被同步刷拭，从而产生跨模态的同步输入时，受试者倾向于将橡胶手感知为自己身体的一部分——即橡胶手错觉。后续研究进一步发现，这种归属感如此强烈，以至于当橡胶手被刀具攻击或以其他方式遭受&#34;伤害&#34;时，受试者会出现出汗反应，并试图抽回自己的真实手3。
Botvinick 和 Cohen 将他们的研究结果解释为表明自我感知源于自下而上&#160;信息的加工，而其他研究者则认为，橡胶手错觉是由输入信息的跨模态同步（一种自下而上的信息来源）与个体对手部的存储表征（一种自上而下的信息来源）之间相互作用的结果4。该观点认为，刺激的同步性造成了真实手与橡胶手是同一物体的错觉，而由于橡胶手外观上类似于真实手，这种错觉便被感知为现实。
Kalckert 和 Ehrsson5 后续的研究在橡胶手错觉范式中加入了一个视觉-运动成分，使得研究者能够同时考察感知上的拥有感（即认为人工效应器属于自身身体的感觉）和感知上的代理感（即认为自己正在产生所观察到的动作的感觉）。参与者通过移动自己的食指，可使橡胶手的食指随之上下移动，实验中对真实手与橡胶手手指运动之间的同步性、运动模式（被动模式与主动模式）以及橡胶手的位置（与参与者真实手位置一致或不一致）进行了操控。研究结果支持了代理感与拥有感是功能上相互独立的认知现象这一观点：运动同步性的缺失同时削弱了拥有感和代理感，而运动模式仅影响代理感，橡胶手位置的一致性则仅影响拥有感。后续一项研究进一步验证了后两个结果，该研究中真实手与橡胶手在垂直方向上的距离有所变化6：随着橡胶手位置与参与者真实手位置的不匹配程度增加，其对橡胶手的拥有感逐渐减弱。然而，在所有实验条件下，橡胶手的位置偏差均未影响代理感。
然而，最近利用虚拟现实技术的研究表明，自上而下过程的作用以及拥有感与代理感之间的区别可能被高估了7,8。这些技术用呈现在参与者面前屏幕上的虚拟手，或通过虚拟现实眼镜呈现的虚拟手，取代了橡胶手9。参与者通常佩戴一种数据手套，将其实手的动作转化为虚拟手的动作，转化方式可以是同步的，也可以是异步的（例如，存在明显延迟）。与橡胶手错觉类似，同步转化显著增强了参与者认为虚拟手成为其自身身体一部分的感觉10。
采用虚拟现实技术来创建橡胶手错觉，相较于传统的橡胶手范式，以及橡胶手范式与视觉-运动成分结合的方法，具有多项优势11。当个体移动自己的手并看到一个效应器以同步方式运动时，所形成的情境远比面对一个橡胶手并由实验者进行触觉刺激更为自然。此外，虚拟操控为实验者提供了更高的实验灵活性，以及对个体感知自身真实手部运动与人工效应器所引发事件之间感知关系的更强控制能力。特别是，使用虚拟技术有助于操控那些可能影响感知归属感与代理感的因素。例如，虚拟手的形状比橡胶手更容易且更快速地进行修改，且虚拟手的运动可以是任意类型的，甚至包括生物学上不可能实现的动作。除此之外，这种方法还有助于探索错觉的边界，因为人工效应器无需呈现手的外观，而可被替换为任意形式的静态或动态事件。从实践和理论角度来看，虚拟效应器无疑比橡胶手更具沉浸感，给人感觉更加真实，这可能减少个体依赖自上而下的解释来理解当前情境的必要性。
然而，所有权错觉并不仅限于手部。Tsakiris12 首次使用抚触技术，使参与者产生一种错觉，认为呈现在他们面前图片中的静态面孔是他们自己的面孔。Sforza et al.13 也发现了这一现象的证据，他们将此称为面部融合（enfacement）：当参与者自身面部与其同伴面部被同步触摸时，参与者会将同伴的面部特征纳入自身面部表征中。近年来，多位研究人员已对这种面部融合错觉背后的神经机制展开研究；有关研究结果的全面评述与解读可参见 Bufalari et al.14。我们最近将传统的面部融合错觉范式转化为虚拟现实版本（即虚拟面孔错觉），在此范式中，参与者通过移动自己的头部来控制其面前虚拟面孔的运动15。
本文描述了两项实验，分别采用虚拟手错觉7和虚拟脸错觉15范式来研究自我表征。虚拟手实验包含三个完全交叉的实验因素：（a）被试实际手部感觉运动与所见虚拟效应器运动之间的时间同步性，同步延迟接近零以诱发拥有感和自主感，或延迟三秒作为对照条件；（b）虚拟效应器的外观，分别为人手形状或矩形，用于检验真实与虚拟效应器外观相似性对拥有错觉的影响；（c）控制虚拟效应器行为的机会，分为被动条件下无法控制与主动条件下可直接控制两种情况。虚拟脸实验包含两个完全交叉的实验因素：（a）真实面部运动与虚拟面部运动之间的同步性，同步延迟接近零以诱发拥有感和自主感，或延迟三秒作为对照条件；（b）虚拟面部的表情，分别为中性表情或微笑表情，用于检验积极情绪是否能提升被试的情绪状态，并改善其在情绪敏感型创造性任务中的表现。

<table><tbody><tr><td>Vizard（控制虚拟现实环境的软件）</td><td>Worldviz</td><td></td><td>Vizard 允许导入手部模型，并通过自编写的命令脚本集成手部、数据手套和方向追踪器模块。这些脚本可用于控制虚拟环境中虚拟手的呈现、外观及其运动方式，同时控制振动器的活动。</td></tr><tr><td>Cybertouch（数据手套）</td><td>CyberGlove&amp;nbsp;系统</td><td>赛博触觉</td><td>受试者佩戴该数据手套以控制虚拟环境中虚拟手的运动。测量频率 = 100 Hz；振动器振动频率 = 0–125 Hz。</td></tr><tr><td>Intersense（方向追踪器）</td><td>Thales</td><td>InertiaCube3</td><td>受试者佩戴 Intersense 跟踪器，以监测其真实手部的方向（所用数据手套未提供该数据）。更新速率 = 180 Hz。</td></tr><tr><td>Biopac系统（生理测量设备）</td><td>Biopac</td><td>MP100</td><td>记录皮肤电导反应的硬件设备。</td></tr><tr><td>采集单元（生理测量设备）</td><td>Biopac</td><td>BN-PPGED</td><td>记录皮肤电导反应的硬件设备。</td></tr><tr><td>远程发射器（生理测量设备）</td><td>Biopac</td><td>BN-PPGED-T</td><td>受试者将远程发射器佩戴于左手腕部，其向Biopac采集单元发送信号。</td></tr><tr><td>电极（生理测量装置）</td><td>Biopac</td><td>EL507</td><td>参与者佩戴&amp;nbsp; 手指上的电极；用于采集皮肤电导信号。</td></tr><tr><td>AcqKnowledge（控制生理数据采集的软件）</td><td>Biopac</td><td>ACK100W, ACK100M</td><td>记录皮肤电导反应的软件。</td></tr><tr><td>盒子</td><td>定制</td><td></td><td>受试者将右手放入盒子中</td></tr><tr><td>计算机</td><td>任何标准的个人电脑加显示器（可由虚拟现实眼镜/设备替代）</td><td></td><td>呈现虚拟现实环境（包括虚拟手）所必需的。</td></tr><tr><td>海角</td><td>定制</td><td></td><td>参与者将披风穿在右肩上，使其无法看到自己的右手和手臂。</td></tr><tr><td>Kinect（头部位置追踪器）</td><td>微软</td><td></td><td>Kinect 跟踪受试者头部的 X-Y 位置。记录帧率为 30 Hz。</td></tr><tr><td>FAAST（头部位置追踪软件）</td><td>MXR</td><td>FAAST 1.0</td><td>软件控制 Kinect，用于追踪参与者头部的位置。</td></tr><tr><td>Intersense（头部方向追踪器）</td><td>Thales</td><td>InertiaCube3</td><td>Intersense 可追踪受试者头部的旋转方向变化。更新速率 = 180 Hz。</td></tr><tr><td>Facegen（面部模型生成软件）</td><td>单一倒位</td><td>FaceGen&amp;nbsp;建模软件&amp;nbsp;</td><td>Facegen 可通过调整多种参数（如性别特征或肤色）来生成各种虚拟面孔。</td></tr><tr><td>帽</td><td>任何帽子，例如棒球帽</td><td></td><td>帽上装有Intersense方位追踪器。</td></tr><tr><td>计算机</td><td>任何标准的个人电脑 + 显示器</td><td></td><td>呈现虚拟现实环境（包括虚拟头部）所必需的。</td></tr></tbody></table>

创建虚拟手部和虚拟面部错觉以研究自我表征

Creating Virtual-hand and Virtual-face Illusions to Investigate Self-representation

研究个体如何表征自我及其身体的研究常采用以下变式 &#34;所有权错觉&#34;，例如传统的橡胶手错觉或近期发现的面部融合错觉。然而，这些范例需要较为人为的实验设置，其中人工效应器必须与参与者的真实手部或面部同步被触碰——在这种情况下，参与者无法控制触碰过程或其真实与人工效应器的运动。本文描述了一种技术，可在更为真实、直观且可能具有更高生态效度的实验设置中建立拥有感错觉。该方法能够实现 虚拟手错觉 通过让参与者控制呈现在其前方屏幕或虚拟空间中的虚拟手的运动。如果虚拟手的运动与参与者自身真实手的运动同步，他们往往会将虚拟手感知为自身身体的一部分。该技术还能产生 虚拟面孔错觉 通过让参与者控制其面前一个虚拟面部的运动，同样地，如果该虚拟面部与其真实面部同步运动，参与者往往会将其感知为自己的面部。研究此类错觉产生、增强或减弱的条件，为人们如何构建和维持自我表征提供了重要信息。

虚拟手错觉
我们采用虚拟手错觉范式进行了多项实验，以研究人们如何表征自身身体，特别是手部的表征。参与实验的受试者数量取决于实验条件的多少，通常每种条件约有20名参与者。在此，我们提供本实验室开展的其中一项最详尽研究的相关结果。我们的讨论将局限于主观数据，即四个所有权问题（O1-O4）的李克特量表评分的平均值，以及对代理感问题（A1）的李克特量表评分。
在本研究8中，我们系统地考察了同步性（同步 vs. 异步）、虚拟效应器的外观（虚拟手 vs. 矩形）以及活动状态（被动 vs. 主动）对参与者拥有感和代理感的影响（所有条件均在参与者内部进行测试）。拥有感和代理感的结果相同。如图2所示，当真实手与虚拟手同步运动时，被试的拥有感和代理感更强［F(1,43) = 48.35；p &lt; 0.001；以及 F(1,43) = 54.64；p &lt; 0.001，分别对应拥有感和代理感］；当虚拟效应器为手而非矩形时，拥有感和代理感更强［F(1,43)=14.85；p &lt; 0.001；以及 F(1,43) = 6.94；p &lt; 0.02］；当参与者处于主动状态而非被动状态时，拥有感和代理感也更强［F(1,43) = 9.32；p &lt; 0.005；以及 F(1,43) = 79.60；p &lt; 0.001］。同步性效应重复了标准的虚拟手错觉现象。
<img alt="分析同步性与异步性、手形与矩形、主动与被动评分的柱状图。" src="/files/ftp_upload/54784/54784fig2.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="图 2"> 
图 2： 所有权感与代理感评分随虚拟效应器的同步性、外观形态及参与者活动状态的变化情况。 <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54784/54784fig2large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
<img alt="比较同步与异步条件下所有权感和代理感评分的柱状图。" src="/files/ftp_upload/54784/54784fig3.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="图 3"> 
图 3： 所有权感与代理感评分随同步性及参与者活动状态的变化情况。 注意，对于主动参与的受试者，同步性效应更为显著。<a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54784/54784fig3large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的高清版本。</a>
更有趣的是，所有权感和代理感均在活动与同步性之间表现出显著的交互作用 [F(1,43) = 13.68; p = 0.001；以及 F(1,43) = 23.36; p &lt; 0.001；参见 图3]，但外观与同步性之间不存在此类差异。这一模式表明，相较于外观，活动在产生拥有感和幻觉中起着更为主导的作用，甚至显示出虚拟环境中的幻觉性拥有感比传统的橡胶手幻觉范式更强。根据Hommel22，客观机构（即外部事件在多大程度上能够被客观控制的程度（即客观可控性）对主观拥有感和主观能动性均有贡献，这解释了为何在本实验中，对虚拟效应器进行主动且同步的控制会增强主观拥有感和主观能动性。
尽管外观未能与同步性产生交互作用，表明所有权错觉并不依赖于外观，但外观仍表现出主效应。这说明外观确实会影响感知到的所有权。可以合理地认为，人们对哪些外部物体可能或不可能成为自身身体的一部分存在普遍预期，这种预期总体上支持所有权感知，但不会调节同步性的作用。因此，我们得出结论：主观所有权感由多种信息来源共同促成，包括自上而下的普遍预期和自下而上的同步性信息。这两种信息来源之间的关系似乎并非交互性，而是互补性的，即在缺乏同步性时，普遍预期可能占主导地位，反之亦然。
虚拟面孔错觉
在另一项研究中，我们探讨了人们如何表征自己的面部。我们能够在虚拟环境中成功复制传统的“容面错觉”（enfacement illusion），并将其称为虚拟面容错觉12。我们进一步探究了个体是否会采纳其认同的虚拟面部所表达的情绪状态。实验设计包含一个组内因素——同步性（同步 vs. 异步），以及一个组间因素——面部表情（快乐 vs. 中性）。诱导阶段前的IOS评分从诱导阶段后的IOS评分中减去，同样，诱导阶段前的Affect Grid评分也从诱导阶段后的Affect Grid评分中减去，这些评分变化被用作IOS和情感网格结果的分析指标。
对所有权评分（O1-4）、代理感评分（A1-2）以及IOS量表18变化的分析均显示出同步性的主效应 [F(1,58) = 38.24；p &lt; 0.001；F(1,58) = 77.33；p &lt; 0.001；以及 F(1,58) = 43.63；p &lt; 0.001]，表明个体自身头部运动与虚拟面部运动之间的同步性增强了感知到的所有权和代理感，并促进了将他人面部整合到自我表征中的过程（见图4）。同步性还改善了情绪状态，这一点在情感网格19的变化中表现出显著的同步性效应 [F(1,58) = 7.99；p &lt; 0.01]。
<img alt="同步与异步条件下在拥有感、代理感及IOS变化上的评分对比柱状图" src="/files/ftp_upload/54784/54784fig4.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="图 4"> 
图 4：拥有感与代理感评分以及自我—他人融合度（IOS）变化随同步性的变化关系。 注意：正向的IOS变化表示他人被整合进自我程度的提高。<a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54784/54784fig4large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的高清版本。</a>
<img alt="条形图比较同步与异步条件下情感网格变化和灵活性得分。" src="/files/ftp_upload/54784/54784fig5.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="图5"> 
图5： 情感网格变化（正值表示趋向积极情感）及AUT中的灵活性得分，随同步性与虚拟面部表情的变化情况。 请注意，同步性与表情之间的交互作用主要体现在同步条件下配合快乐虚拟面部表情时，情绪更为积极，且灵活性表现特别优异。<a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54784/54784fig5large.jpg" target="_blank">请点击此处查看本图的放大版本。</a>
面部表情对IOS变化、情感评估网格变化以及非常规用途任务（AUT）中的灵活性均存在显著的主效应20,21,23但更重要的是，情感网格的变化和灵活性评分与同步性存在交互作用 [F(1,58) = 4.40; p < 0.05] &lt; 0.05；且 F(1,58) = 4.98；p &lt; 0.05；分别]。如图所示 图5，参与者在进行enfacing后报告情绪改善，并表现出更具创造性的行为即与快乐面孔异步移动或与中性面孔同步移动的条件相比，参与者在与快乐面孔同步移动时表现出更高的情绪同步性。
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>F/P/PES</td>
			<td>EFF</td>
			<td>ACT</td>
			<td>SYN</td>
			<td>EFF*ACT</td>
			<td>EFF*SYN</td>
			<td>ACT*SYN</td>
			<td>EFF*ACT*SYN</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="3">O1</td>
			<td>11.66</td>
			<td>10.11</td>
			<td>45.38</td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td>10.08</td>
			<td rowspan="3"></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.001</td>
			<td>0.003</td>
			<td>&lt;0.001</td>
			<td>0.003</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.21</td>
			<td>0.19</td>
			<td>0.51</td>
			<td>0.19</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="3">O2</td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td>5.37</td>
			<td>47.65</td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td rowspan="3"></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.025</td>
			<td>&lt;0.001</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.11</td>
			<td>0.53</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="3">O3</td>
			<td>10.75</td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td>41.30</td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td>9.81</td>
			<td rowspan="3"></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.002</td>
			<td>&lt;0.001</td>
			<td>0.003</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.20</td>
			<td>0.49</td>
			<td>0.19</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="3">O4</td>
			<td>12.86</td>
			<td>17.17</td>
			<td>15.12</td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td>10.60</td>
			<td rowspan="3"></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.001</td>
			<td>&lt;0.001</td>
			<td>&lt;0.001</td>
			<td>0.002</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.23</td>
			<td>0.29</td>
			<td>0.26</td>
			<td>0.20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="3">O1-4</td>
			<td>14.85</td>
			<td>9.32</td>
			<td>48.35</td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td>13.68</td>
			<td rowspan="3"></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&lt;0.001</td>
			<td>0.004</td>
			<td>&lt;0.001</td>
			<td>0.001</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.26</td>
			<td>0.18</td>
			<td>0.53</td>
			<td>0.24</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="3">A1</td>
			<td>6.94</td>
			<td>79.60</td>
			<td>54.64</td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td>23.36</td>
			<td rowspan="3"></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.012</td>
			<td>&lt;0.001</td>
			<td>&lt;0.001</td>
			<td>&lt;0.001</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.14</td>
			<td>0.65</td>
			<td>0.56</td>
			<td>0.37</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
表1： 问卷条目评分效应的 F、P 和偏 η²（PES）值（df = 43）。 因素包括 EFF：虚拟效应器（虚拟手 vs. 矩形）；ACT：活动方式（主动探索 vs. 被动刺激）；以及 SYN：同步性（同步 vs. 异步）。仅显示具有显著效应的结果。
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>M/SE</td>
			<td>H-P-SY</td>
			<td>H-P-AS</td>
			<td>H-A-SY</td>
			<td>H-A-AS</td>
			<td>R-P-SY</td>
			<td>R-P-AS</td>
			<td>R-A-SY</td>
			<td>R-A-AS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="2">O1-4</td>
			<td>4.37</td>
			<td>3.44</td>
			<td>5.09</td>
			<td>3.50</td>
			<td>3.79</td>
			<td>3.14</td>
			<td>4.68</td>
			<td>3.05</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.20</td>
			<td>0.23</td>
			<td>0.19</td>
			<td>0.25</td>
			<td>0.23</td>
			<td>0.23</td>
			<td>0.20</td>
			<td>0.21</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="2">A1</td>
			<td>3.59</td>
			<td>3.11</td>
			<td>6.36</td>
			<td>4.36</td>
			<td>3.07</td>
			<td>2.57</td>
			<td>6.09</td>
			<td>3.80</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.30</td>
			<td>0.32</td>
			<td>0.15</td>
			<td>0.33</td>
			<td>0.28</td>
			<td>0.27</td>
			<td>0.24</td>
			<td>0.33</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
表2： 八种条件下所有权和自主性评分的平均值（M）和标准误（SE）。 H：手；R：矩形；A：主动；P：被动；SY：同步；AS：异步。
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>F/P/PES</td>
			<td>面部表情</td>
			<td>同步性</td>
			<td>面部表情* 同步性</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="3">拥有感 (O1-4)</td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td>38.24</td>
			<td rowspan="3"></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&lt;0.001</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.40</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="3">代理感 (A1-2)</td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td>77.33</td>
			<td rowspan="3"></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&lt;0.001</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.57</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="3">IOS 变化</td>
			<td>4.03</td>
			<td>43.63</td>
			<td rowspan="3"></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.049</td>
			<td>0.001</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.07</td>
			<td>0.43</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="3">情感格量表效价变化</td>
			<td>6.06</td>
			<td>7.99</td>
			<td>4.40</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.017</td>
			<td>0.007</td>
			<td>0.041</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.10</td>
			<td>0.13</td>
			<td>0.07</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="3">AUT-灵活性</td>
			<td>5.42</td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td>4.98</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.024</td>
			<td>0.03</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.09</td>
			<td>0.08</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="3">AUT-流畅性</td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td rowspan="3"></td>
			<td>7.89</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.007</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.12</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
表3： 问卷和IOS结果的自由度df = 58，情感格 Mood 的效价维度和AUT结果的自由度df = 56时，相关因变量的F值、P值和偏Eta平方（PES）值。 仅显示具有显著效应的结果。
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>M/SE</td>
			<td>中性-同步</td>
			<td>中性-异步</td>
			<td>快乐-同步</td>
			<td>快乐-异步</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="2">所有权（O1-4）</td>
			<td>2.88</td>
			<td>2.03</td>
			<td>3.38</td>
			<td>2.36</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.27</td>
			<td>0.16</td>
			<td>0.23</td>
			<td>0.22</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="2">主体性（A1-2）</td>
			<td>5.90</td>
			<td>4.25</td>
			<td>6.16</td>
			<td>4.08</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.20</td>
			<td>0.25</td>
			<td>0.13</td>
			<td>0.32</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="2">IOS 变化</td>
			<td>0.37</td>
			<td>-0.80</td>
			<td>1.00</td>
			<td>-0.40</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.21</td>
			<td>0.25</td>
			<td>0.20</td>
			<td>0.24</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="2">情感格价变化</td>
			<td>-1.07</td>
			<td>-1.33</td>
			<td>0.60</td>
			<td>-1.20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.42</td>
			<td>0.33</td>
			<td>0.39</td>
			<td>0.31</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="2">AUT-灵活性</td>
			<td>5.87</td>
			<td>6.07</td>
			<td>7.43</td>
			<td>6.10</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.31</td>
			<td>0.37</td>
			<td>0.29</td>
			<td>0.39</td>
		</tr>
		<tr>
			<td rowspan="2">AUT-流畅性</td>
			<td>7.27</td>
			<td>8.27</td>
			<td>9.73</td>
			<td>7.37</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.51</td>
			<td>0.68</td>
			<td>0.68</td>
			<td>0.49</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
表4： 四种条件下相关因变量的平均值（M）和标准误（SE）。 Neutral：中性面部表情；Happy：快乐面部表情；SY：同步；AS：异步。

本文介绍了可用于研究与身体相关的自我感知/自我表征的虚拟手和虚拟脸错觉范式。这些范式已在多项研究中被使用，证明在特定条件下，虚拟的手或脸可以被整合进个体的身体表征中，表明身体表征具有相当的灵活性。

研究个体如何表征自我及其身体的研究常采用“拥有感错觉”的各种变体，例如传统的……

本实验的总体目标是诱导产生对虚拟手或虚拟化身的身体拥有感错觉。该方法有助于回答认知心理学领域的问题，例如揭示心理自我构建背后的机制。该方法的优势在于，能够方便地操控可能影响虚拟效应器或其他身体部位拥有感或自主控制感的因素。请注意，我们仅演示该实验方法的通用部分。其他条件可在已发表的论文中找到。通常情况下，由于该技术对仪器设备和编程技能要求较高，研究者可能会在操作过程中遇到困难。因此，我们建议这些人群使用本研究的技术简化版本，例如橡胶手错觉实验。首先对实验条件进行平衡设计，并实施两种实验条件：真实手部运动与虚拟手部运动之间的同步与非同步。根据具体实验条件，将系统设置为特定的时间延迟或虚拟物体。将数据手套和方向追踪器的电缆连接到计算机，然后在虚拟现实环境界面中单击运行按钮，启动预先编写好的命令脚本，以开启虚拟现实编程环境。接着，引导受试者进入测试室，要求其将数据手套戴在右手上，并将方向追踪器佩戴在右手腕上。随后，让受试者坐在桌前，桌面放置着装有计算机屏幕的盒子。要求受试者将右手沿深度轴放入盒子中，以遮挡其视线。然后，将披风盖在受试者的右肩上，并覆盖屏幕与受试者之间的空间。让受试者将左手放置在桌面的空余区域。在实验过程中监测参与者，确保其遵循计算机屏幕上显示的指示。要求参与者自由地移动或旋转其真实的右手，包括张开和闭合、旋转，以及单独移动每个手指。最后，让参与者观察计算机屏幕上虚拟手所对应的运动。请注意，在同步条件下，真实手部运动与虚拟手部运动之间的时间延迟接近于零；而在异步条件下，两者之间的延迟为三秒。实验开始时应采用平衡设计，运行两种实验条件，分别对应真实事件与虚拟事件之间的不同时间延迟，即同步与异步条件。然后，配备一个带有相应硬件和软件的头部位置追踪系统，并在帽子顶部安装一个三自由度（DOF）方向追踪器。将位置追踪系统和方向追踪器连接到计算机。点击运行按钮，执行计算机界面中预编写的命令脚本，以启动虚拟现实环境。接下来，请受试者坐在距离计算机屏幕两米处的椅子上。让受试者戴上装有方向追踪器的帽具。最后，在实验过程中监测受试者，以确保其遵循计算机屏幕上显示的指示。需要注意的是，在同步条件下，参与者真实头部运动与虚拟形象头部运动之间的延迟接近于零；而在异步条件下，真实运动与虚拟形象运动之间的延迟为三秒。在本项研究人们如何表征其手部的实验中，当真实手部与虚拟手部同步运动、虚拟效应器为手部而非矩形、且参与者处于主动状态而非被动状态时，其感知到的所有权感和代理感更强。所有权和代理感均在活动与同步性之间表现出显著的交互作用，但在外观与同步性之间则未表现出显著交互作用。此外，在关于人们如何表征自己面部的研究中，结果表明，自身面部动作与虚拟面部动作之间的同步性增强了感知到的所有权和代理感。同步性与表情之间的交互作用受到更积极情绪状态的驱动，特别是同步性与快乐表情的虚拟面部组合在表现灵活性方面更为良好。一旦掌握，该技术可在约15分钟内完成。通过此操作流程，可将虚拟效应器替换为其他任何静态或动态事件，以探究感知身体所有权和自主控制感的局限性。观看本视频后，您应能充分理解如何诱导产生化身或虚拟事件的拥有感错觉。

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Research

科研

JoVE Journal

Behavior

行为

创建虚拟手和虚拟面对面幻想调查自我表现

对……的研究 恐怖谷假说 情感体验需要对假设的理解...

恐怖谷假说中人类相似性维度的感知与范畴化加工：若干方法学问题

我们展示了如何在广泛使用的橡胶手错觉范式中采用一种客观测量方法。该测量方法通过对已确立的跨模态一致性任务进行改进而获得。该任务可用于研究多感官整合过程，而这些过程对于身体表征的调制（如橡胶手错觉中的现象）至关重要。...

利用跨模态一致性任务作为橡胶手错觉范式中获取客观行为测量的手段

目前尚不清楚来自腹侧视觉通路的自上而下信号如何影响运动。我们建立了一种实验范式，用于检测在三维深度反转错觉条件下朝向目标的运动行为。研究发现，在错觉和真实视觉条件下，无论是有意识的目标导向运动，还是自动动作，均存在显著差异。...

探索自上而下视觉过程对运动行为影响的方法

本文介绍了一种利用镜像错觉结合心理物理学实验程序与机器学习分析，在二维平面上估计本体感觉偏移的新方法。...

使用支持向量机在二维平面上可视化本体感觉漂移的方法

我们介绍一种基于虚拟现实的新颖实验装置，该装置通过主动控制一只手来提高另一只（未经训练的）手的运动技能表现。该方法通过提供实时的、基于运动的感官反馈，使未经训练的手产生正在运动的感知。这种新方法可用于增强单侧轻偏瘫患者的康复效果。...

利用虚拟现实将运动技能知识从一只手转移到另一只手

我们提出了一种在物体转移任务中施加视觉-触觉不匹配刺激的实验方案。具体而言，在执行手部被遮挡的方块转移过程中，通过虚拟呈现的方式随机显示方块虚假掉落的情景。该方案还描述了在执行运动任务的同时添加振动触觉反馈的方法。...

在带有振动触觉反馈的物体传递过程中施加视觉-触觉不一致刺激

尽管以往关于身体自我意识的研究假设，源自自身的运动与源自他人的运动在感知上是可区分的，但本方案通过虚拟手产生无意识的轻微运动，使两者的来源变得模糊。这使我们能够观察由自身感（SoO）和他人产生的能动感（SoA）共同形成的心理体验，而非仅仅观察能动感的缺失。...

虚拟手在自我与他人来源之间的模糊运动：拥有感与“他人产生”的能动感

在虚拟现实环境中，运动想象在脑机接口系统中具有广泛的应用。本文阐述了使用个性化的数字化身，这些化身在虚拟现实环境中模拟参与者所想象执行的动作，以增强沉浸感和身体所有权感知。...

基于虚拟现实脑机接口环境中具身化数字孪生的运动想象表现

我们提出了一种新的正电子发射断层成像（PET）方法，用于捕捉香烟吸烟引起的多巴胺波动。受试者在PET扫描仪内进行吸烟。通过lp-ntPET对动态PET图像进行逐体素的时间建模，该模型包含一个随时间变化的多巴胺项。结果生成了吸烟过程中纹状体内多巴胺波动的“动态影像”。...

利用lp-ntPET技术生成短时多巴胺波动的动态图像：香烟吸烟过程中的多巴胺动态影像

用于评估普通人群感知与感觉运动时序能力的行为任务即，...

揭示节拍失聪：通过同步手指敲击与感知计时任务检测节奏障碍

同步手指敲击，感知计时任务，节拍感知，节奏障碍，听觉-运动同步，节拍失聪，神经认知评估，音乐认知，时间感知，运动协调

学习虚拟手和虚拟面部错觉范式，研究身体自我感知与表征机制。该方法利用数据手套和头部追踪技术，在同步运动条件下诱导具身错觉，揭示认知心理学中身体所有权和代理感的可塑性。

创建虚拟手部和虚拟面部错觉以研究自我表征

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