崔晴晴 趙敬國

(山東師范大學(xué)體育學(xué)院體育系 山東濟(jì)南 250014）

虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)對大學(xué)生面孔識(shí)別能力的影響①

崔晴晴 趙敬國*

(山東師范大學(xué)體育學(xué)院體育系 山東濟(jì)南 250014）

評價(jià)虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)對大學(xué)生面孔識(shí)別能力N170的影響。隨機(jī)招募30名健康大學(xué)生，實(shí)驗(yàn)組（20人）利用idong運(yùn)動(dòng)王Ⅱ進(jìn)行6周的虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)，30min/次，3次/周。對照組（10人）正常作息。采用德國BP公司生產(chǎn)的32導(dǎo)Brain Vision Analyzer分別測量受試者實(shí)驗(yàn)前和6周實(shí)驗(yàn)結(jié)束后安靜狀態(tài)下的事件相關(guān)電位N170，選用改良版的flanker刺激范式。采用SPSS15.0 for windows對數(shù)據(jù)分別進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)和推斷性統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果顯示：實(shí)驗(yàn)組的P8電極點(diǎn)的潛伏期和C3、Pz電極點(diǎn)誘發(fā)的N170波幅在實(shí)驗(yàn)前后有顯著差異。6周虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)對大學(xué)生腦電成分N170有一定的選擇性影響，體現(xiàn)于N170潛伏期和波幅指標(biāo)顯著性改變僅出現(xiàn)在特定的電極點(diǎn)和刺激方式，認(rèn)為這些選擇性改變應(yīng)是對該運(yùn)動(dòng)方式的適應(yīng)性改變。

虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng) 面孔識(shí)別 ERP

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）簡稱VR，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技手段而生成的虛擬環(huán)境[1]。VR憑借其特有的交互性，沉浸性和多感知性等特點(diǎn)使用戶產(chǎn)生身臨其境的感覺，用戶在虛擬環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)可以打破時(shí)間和空間的限制，可以在現(xiàn)實(shí)狹小的空間里實(shí)現(xiàn)在虛擬環(huán)境中的無限運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)方式我們稱為虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)[2]。人類面孔依據(jù)其所呈現(xiàn)的復(fù)雜多維的個(gè)人信息、社交信息給人類認(rèn)知活動(dòng)提供了一種重要的非語言刺激[3]。及時(shí)而準(zhǔn)確的識(shí)別面孔是完成正常社會(huì)活動(dòng)的基本能力[4]。與面孔識(shí)別相關(guān)的事件相關(guān)電位（ERP）成分主要是N170，N170是在顳枕區(qū)出現(xiàn)的潛伏期約為170ms的負(fù)波[5]。這種成分與受試者的年齡、種族和熟悉度等因素?zé)o關(guān)，只與面孔特征的識(shí)別加工有關(guān)，所以可代表面孔識(shí)別的特異性[6]。

1 對象與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對象

通過人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征、PARO＆YOU問卷篩選出身體健康、無心血管疾病、不吸煙不酗酒等符合實(shí)驗(yàn)要求的在校非體育專業(yè)女生30名為受試者（基本情況見表1），并將其隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對照組。

表1 受試者人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征(±sD)

表1 受試者人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征(±sD)

組別 N 年齡(歲) 身高(cm) 體重(kg)對照組 10 19.5±0.55 164.0±5.73 54.8±6.32實(shí)驗(yàn)組 20 20.5±2.14 161.9±3.61 57.6±4.12

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)組采用體感運(yùn)動(dòng)機(jī)idong運(yùn)動(dòng)王Ⅱ進(jìn)行6周的虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)（伸展運(yùn)動(dòng)、射箭運(yùn)動(dòng)和平衡大挑戰(zhàn)運(yùn)動(dòng)），3次/周，30min/次。對照組不進(jìn)行任何形式的體育運(yùn)動(dòng)，按照原作息制度生活學(xué)習(xí)。

1.3 安靜狀態(tài)下ERP N170的測試

采用德國Brain Products公司生產(chǎn)的32導(dǎo)腦電采集分析系統(tǒng)，采用改良版的Flanker范式為刺激。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后把所有原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS 15.0 for windows數(shù)據(jù)庫，分別進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)和推斷性統(tǒng)計(jì)。組內(nèi)比較采用配對樣本t檢驗(yàn)，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，差異顯著性標(biāo)準(zhǔn)采用P＜0.05，結(jié)果均以（D）表示。

2 結(jié)果

從表2四種刺激范式分別誘發(fā)的N170得出實(shí)驗(yàn)組的P8電極點(diǎn)的

表2 實(shí)驗(yàn)組和對照組6周前后兩次測量之間N170潛伏期的比較[ms，(±sD)]

表2 實(shí)驗(yàn)組和對照組6周前后兩次測量之間N170潛伏期的比較[ms，(±sD)]

電極點(diǎn)刺激范式組別前測后測P8 S1實(shí)驗(yàn)組173.33±22.24 167.07±20.37 P8 S1對照組185.33±28.19 172.67±28.44 P8 S3實(shí)驗(yàn)組173.33±21.71 165.07±16.56 P8 S3對照組180.33±22.75 181.00±28.84P0.037 0.356 0.018 0.331

表3 實(shí)驗(yàn)組和對照組6周前后兩次測量之間N170波幅的比較[uv，(±sD)]

表3 實(shí)驗(yàn)組和對照組6周前后兩次測量之間N170波幅的比較[uv，(±sD)]

電極點(diǎn) 刺激范式 組別C3 S1 實(shí)驗(yàn)組C3 S1 對照組Pz S1 實(shí)驗(yàn)組Pz S1 對照組C3 S2 實(shí)驗(yàn)組C3 S2 對照組Pz S2 實(shí)驗(yàn)組Pz S2 對照組前測 后測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

潛伏期在實(shí)驗(yàn)前后有顯著差異，具體表現(xiàn)為P8電極點(diǎn)在S1、S3刺激下潛伏期縮短。由此證實(shí)刺激范式在枕顳區(qū)（P8）誘發(fā)N170。

表3可得實(shí)驗(yàn)組在S1刺激下C3、Pz電極點(diǎn)誘發(fā)的N170波幅后測顯著高于前測，電極點(diǎn)C3、Pz誘發(fā)的N170波幅在S2刺激下后測顯高于前測。具體表現(xiàn)在組內(nèi)樣本t檢驗(yàn)P＜0.05。

表4通過組間獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)可得實(shí)驗(yàn)組與對照組的C3、Pz電極點(diǎn)波幅在S1刺激下P值都＜0.01，表明其存在極顯著性差異。實(shí)驗(yàn)組與對照組C3、Pz、電極點(diǎn)波幅在S2刺激下0.01＜P＜0.05，表明其存在顯著性差異。

表4 前測和后測各電極點(diǎn)波幅的配對t檢驗(yàn)

3 討論

6周的虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)（伸展運(yùn)動(dòng)、射箭運(yùn)動(dòng)和平衡大挑戰(zhàn)運(yùn)動(dòng)）加大了個(gè)別電極點(diǎn)在特定刺激范式下的波幅，表明大腦對刺激進(jìn)行視覺認(rèn)知加工時(shí)所投入的資源多。另外此實(shí)驗(yàn)證明6周的虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)存在N170視覺加工的右半球優(yōu)勢。此外前人的研究表明實(shí)驗(yàn)條件對N170成份具有影響，例如彭小虎等人利用學(xué)習(xí)—再認(rèn)范式刺激誘發(fā)的N170波幅比受試者學(xué)習(xí)時(shí)誘發(fā)的N170波幅增大[4]。那么在虛擬環(huán)境中進(jìn)行的虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)畢竟是大腦需要投入更多注意力和資源在視覺獲取上，它阻斷了人們原有的視覺輸入，且虛擬影像光線占據(jù)了全部視覺，所以對實(shí)驗(yàn)組起到影響的到底是整體的虛擬環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)還是僅僅是虛擬影像的影響還需進(jìn)一步研究。

[1]何懿文.VR崛起之惑[N].計(jì)算機(jī)世界，2016-01-25（012).

[2]王玲，王靜梅，王軍利，等.卡通面孔與真實(shí)面孔識(shí)別的ERP比較研究[J].心理研究，2012，5（5）：19-28.

[3]田海鵬.N170與面孔識(shí)別關(guān)系的探討[J].科教文匯，2015（5）：138-139.

[4]彭小虎，魏景漢，羅躍嘉，等.面孔識(shí)別的腦加工成分[J].航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)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，漢族，山東鄒平人，碩士研究生，研究方向：運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)。

趙敬國(1964—)，男，漢族，山東新泰人，碩士，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的機(jī)能學(xué)評價(jià)，E-mail：zhaojg@sdnu.edu.cn。