來源：中科院之聲

人的眼睛，就像一臺照相機，而視網(wǎng)膜就是用于成像的感光底片。眼睛在觀看物體時，會在視網(wǎng)膜上成像。我們一般用相機的時候，如果手沒拿穩(wěn)，照出來的照片就會失焦，會虛掉。但是，我們每天都在運動著，為什么眼睛這個相機“照”出來的照片就不虛呢？

圖1 研究頭動的（A）傳統(tǒng)機械裝置，圖引自Greenlee， Frank， Kaliuzhna etal。，（2016）。（B）新型虛擬現(xiàn)實方法，圖引自Bai， Bao， Zhang， Jiang， （2018）。

這個“頭盔”，是中科院心理所行為科學重點實驗室的科研人員最新研制出來的方法。它可以記錄頭部轉動的實時動態(tài)信息，還可以精確量化地操縱視網(wǎng)膜運動和頭動之間的關系，滿足頭轉動情況下視覺-前庭整合的研究需求。

作為使用該方法進行視覺-前庭整合作用的首例研究，科研人員主要關注水平方向的頭部轉動如何影響視覺運動適應。

視覺運動后效，或許可以理解為是一種“錯覺”。比如說，當我們盯著朝著某個方向運動的物體a看一段時間后，立即觀看靜止的物體b，會錯誤地認為物體b也在運動，而且是在朝著和物體a相反的方向運動。當然，隨著時間的推移，這種錯覺會慢慢地消失。

不信？試試看盯著下面這個動圖20秒，再去看其他靜止的圖，你就會有所體會了。

圖2 （A） 三種頭部轉動條件示意圖。（B） 三種頭部轉動方向示意圖。 Yaw對應水平方向頭部轉動，圖引自Neto，Barreto， Duarte et al。， （2012）。

研究人員還模擬了頭動方向和視網(wǎng)膜運動適應方向的關系。比如，當頭向左轉時，頭戴式顯示器屏幕的下半部分就會出現(xiàn)等速的向右運動的光柵；當頭向右轉動時，頭戴式顯示器屏幕的上半部分就會出現(xiàn)等速的向左運動的光柵。

結果表明，對于幾乎沒有日常經(jīng)驗的頭動和視網(wǎng)膜運動適應方向的聯(lián)結方式，神經(jīng)系統(tǒng)也能夠快速學習、識別并抑制由頭動引起的視網(wǎng)膜運動適應。由此可見，視覺-前庭的交互作用是十分靈活的。也證實了在頭部轉動方向和視網(wǎng)膜運動適應方向的變化頻率同步時，頭部轉動對視覺運動后效有抑制作用。

研究人員隨后調(diào)整了光柵的運動方向和速度等，當頭轉動時，光柵出現(xiàn)或快或慢，或左或右，變化頻率隨機，跟頭動的變化方向和頻率都無關。這個時候，研究人員又有什么發(fā)現(xiàn)呢？

實驗結果表明，在視網(wǎng)膜運動適應方向和頭部轉動方向的變化頻率相互獨立時，頭部轉動條件和頭部靜止條件下的視覺運動后效強度沒有明顯差別，頭動的抑制效應消失。這也說明，頭部運動和視網(wǎng)膜運動適應的信息匹配是產(chǎn)生抑制效應的關鍵因素之一。

圖4 頭部轉動條件下，適應階段主動頭動（左下）和被動頭動（右下）示意圖。

這一系列的實驗結果都說明了，頭部運動能夠抑制視覺運動適應，從而產(chǎn)生更弱的適應后效。在視覺-前庭整合中，頭動信號和視網(wǎng)膜圖像運動信號的匹配關系對抑制效應具有關鍵作用。戴特制頭盔這種虛擬現(xiàn)實方法，能夠方便靈活地將頭部運動信息數(shù)字化，因此它作為視覺-前庭整合研究的新工具，可以為研究工作深入系統(tǒng)的開展提供有效支持。