Учёные исследовали феномен, известный как «иллюзия фантомного прикосновения» (phantom touch illusion, PTI), когда люди в виртуальной реальности испытывают тактильные ощущения без реального физического контакта. Этот факт поднимает вопросы о том, как мозг обрабатывает информацию от органов чувств.
Более ранние работы, приводимые в пример авторами новой, показывали, что наша нервная система может различать прикосновения к самому себе и прикосновения от «внешних источников». Этот феномен называют тактильной фильтрацией, он помогает более точно понимать своё взаимодействие с окружающим миром.
Когда вы выполняете действие, которое приводит к касанию своего тела, мозг предвидит контакт. Он знает, что это ощущение является результатом вашего движения. Из-за этого ожидания мозг «уменьшает громкость» сенсорной реакции, частично «отменяет» или блокирует ощущение, поскольку информация о нём представляет ограниченную ценность. Поэтому человек, например, не может эффективно пощекотать себя.
Виртуальная реальность добавила новый уровень к пониманию возникновения тактильных ощущений. Пользователи виара часто сообщают о контакте с тем, чего нет физически, особенно в социальных и интерактивных виртуальных средах. Исследователей заинтриговал вопрос: можно ли обманом заставить мозг чувствовать прикосновения в полностью виртуальной обстановке?
Чтобы выяснить это, учёные провели эксперимент с 36 добровольцами в возрасте от 21 до 42 лет. Участников, у которых не было опыта работы с виртуальной реальностью, погрузили в виртуальную среду с помощью Quest 2.
Люди знакомились с сеттингом, взаимодействуя с различными виртуальными объектами. Основная задача заключалась в том, чтобы прикоснуться виртуальной палкой к собственной виртуальной руке. Наблюдатели внимательно следили за реакцией и отзывами участников и спросили, чувствовали ли те что-нибудь, когда прикасались к своим виртуальным рукам. Если испытуемые отвечали утвердительно, их дополнительно просили описать чувства и оценить их интенсивность на различных частях руки и предплечья.
Большинство участников (89%) сообщили о тактильных ощущениях во время эксперимента. Они описали их как покалывание, статическое электричество, ощущение электрического напряжения или ветра, проходящего через руку. Это ощущение, соответствующее положению виртуальной палки, назвали «иллюзией фантомного прикосновения».
Интригующим аспектом исследования оказалось то, что участники сообщили об иллюзии фантомного прикосновения к частям своего тела, которые не были видны в виртуальной среде, особенно к предплечьям. Это наблюдение имеет решающее значение, поскольку предполагает, что иллюзия зависит не только от визуальных сигналов.
Способность участников чувствовать ощущения на невидимых частях тела указывает на более сложное взаимодействие между восприятием тела мозгом и органами чувств. Возникают вопросы о том, как мозг объединяет различные типы сенсорной информации, такие как проприоцепция (ощущение положения и движения тела) и визуальные сигналы, для создания целостного ощущения касания.
Чтобы определить, является ли иллюзия фантомного прикосновения уникальной для виртуальной реальности, был проведён контрольный эксперимент. В нём участники использовали лазерную указку, проецирующую красный свет на кожу, вместо взаимодействия с виртуальными объектами. Учёным нужно было определить, можно ли вызвать вышеописанные ощущения без визуальных подсказок от компьютерной системы.
Результаты не заставили себя ждать: гораздо меньше участников (44%) сообщили о каких-либо ощущениях в этой ситуации по сравнению со сценарием виртуальной реальности. Несоответствие указывает на то, что иллюзия фантомного прикосновения действительно специфична для иммерсивной, визуально богатой среды виртуальной реальности, а не является результатом внушения или воздействия других условий эксперимента.
Тем не менее, у исследования есть серые зоны. Во-первых, ощущения не были одинаковыми для всех участников. Четыре человека не сообщили об иллюзии фантомных прикосновений. Эта изменчивость предполагает, что в опыте могут играть роль индивидуальные различия людей по вниманию, когнитивным процессам и так далее.
Второй момент, который следует учитывать, — это надёжность ощущений, о которых сообщают сами люди. Исследование основывалось на субъективных описаниях и оценках участников, которые могли неточно отражать интенсивность или характер фантомного взаимодействия.
Заглядывая в будущее, авторы исследования хотят провести черту между ощущением фантомного прикосновения и другими потенциально задействованными когнитивными процессами, такими как внушение. Соответствующий проект уже стартовал. Вместе с этим учёные обещают оценить зависимость ощущений от зрения.
Подробнее с работой можно ознакомиться в PDF.
Не пропускайте важнейшие новости о дополненной и виртуальной реальность — подписывайтесь на Голографику в Telegram, ВК и Twitter! Поддержите проект на Boosty.
Далее: EligoVision получила гослицензию на обучение работе с EV Toolbox
