張為忠 連 榕 許艷鳳

(福建師范大學(xué)心理學(xué)院，福州 350117)

1 引 言

2016年，眾多虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality，簡稱VR)初創(chuàng)公司呈爆發(fā)式涌現(xiàn)并獲得大量的投資，掀起VR技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的浪潮。2016年也因此被稱為“VR元年”。VR技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，利用三維建模技術(shù)生成與真實(shí)環(huán)境在視、聽、觸等感官方面相似的數(shù)字化環(huán)境的仿真技術(shù)(趙沁平，周彬，李甲，陳小武，2016)。通過人機(jī)交互技術(shù)，體驗(yàn)者可以感受到計(jì)算機(jī)給人帶來的高度真實(shí)的視聽感知。在沉浸式VR系統(tǒng)中，借助傳感頭盔、數(shù)據(jù)手套等設(shè)備，體驗(yàn)者可以對(duì)虛擬環(huán)境中的物體進(jìn)行操作、相互影響并感受到VR系統(tǒng)提供的力覺、觸覺、運(yùn)動(dòng)覺、嗅覺等感知(陳雁飛，馬建民，高麗，2004)。多感覺通道的刺激使體驗(yàn)者產(chǎn)生身臨其境的感覺，與虛擬世界融為一體?？偟膩碚f，VR技術(shù)具有“3I”特性：①沉浸性(immersion)，指用戶在虛擬環(huán)境中體驗(yàn)到的一種逼真、身臨其境的感覺；②交互性(interaction)，指用戶感知與虛擬環(huán)境之間的聯(lián)結(jié)，用戶對(duì)虛擬環(huán)境中的物體進(jìn)行自由操作，而計(jì)算機(jī)通過對(duì)用戶的行為信息的監(jiān)控、分析，給予一定的反饋；③想象性(imagination)，也指創(chuàng)造性，在虛擬環(huán)境中用戶具有高度的自由性與操作性，可以通過聯(lián)想、思維推斷等邏輯過程對(duì)未來產(chǎn)生構(gòu)想(Burdea & Coiffet,1992)。

VR技術(shù)在產(chǎn)生之初就受到各個(gè)領(lǐng)域的高度關(guān)注，但由于其昂貴的開發(fā)成本，一般只為特殊用途所研制。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，VR技術(shù)可謂是日新月異，不僅是在“3I”特性上的長足提升，伴隨而來推出的個(gè)人消費(fèi)級(jí)VR產(chǎn)品，使VR技術(shù)的普及應(yīng)用成為可能。目前，VR技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于公共安全、工業(yè)設(shè)計(jì)、醫(yī)學(xué)、規(guī)劃、交通和文化教育等行業(yè)和部門(Steed et al.,2016)。同時(shí)，在心理學(xué)領(lǐng)域，也有越來越多的研究者嘗試將VR技術(shù)應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)研究、心理測評(píng)與臨床心理治療上。一般來說，根據(jù)呈現(xiàn)方式的不同，VR分為非沉浸式(主要以計(jì)算機(jī)屏幕直接呈現(xiàn))和沉浸式(例如頭盔式和洞穴式)VR系統(tǒng)。非沉浸式VR系統(tǒng)成本較低，但非沉浸性使其更適合一些只需簡單反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。相反，沉浸式VR系統(tǒng)能夠給個(gè)體帶來更為真實(shí)、復(fù)雜的生理心理體驗(yàn)，是近幾年來VR研究和應(yīng)用的主流。因此，本文回顧以及梳理近幾年來VR技術(shù)在心理學(xué)領(lǐng)域的最新研究和應(yīng)用，以期有助于相關(guān)研究者了解該領(lǐng)域的前沿進(jìn)展。

2 VR技術(shù)在心理學(xué)應(yīng)用上的優(yōu)勢

針對(duì)VR技術(shù)本身的特點(diǎn)，有學(xué)者認(rèn)為VR技術(shù)在處理一些心理學(xué)實(shí)驗(yàn)中的問題上具有廣闊的應(yīng)用潛力。包括四個(gè)方面：提高實(shí)驗(yàn)的生態(tài)效度、提供嚴(yán)格可控的實(shí)驗(yàn)刺激、提高實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性(Pan & Hamilton,2018)以及避免實(shí)地操作帶來的潛在危險(xiǎn)(Li,Wu,Kuai,& Zhang,2017)。

2.1 提高實(shí)驗(yàn)的生態(tài)效度

VR技術(shù)比起其他心理學(xué)技術(shù)更具生態(tài)效應(yīng)，在虛擬環(huán)境中，多通道的感官刺激以及實(shí)時(shí)的人機(jī)交互作用給被試帶來的沉浸感，身臨其境的感受可使被試忘記自己是在接受實(shí)驗(yàn)任務(wù)而表現(xiàn)出更多的自發(fā)行為，充分表達(dá)自己的情緒和行為。

2.2 提供嚴(yán)格可控的實(shí)驗(yàn)刺激

基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的VR系統(tǒng)可以對(duì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和任務(wù)的復(fù)雜程度進(jìn)行靈活控制，一方面表現(xiàn)在VR技術(shù)可以嚴(yán)格控制干擾因素，另一方面基于VR的實(shí)驗(yàn)可以通過對(duì)虛擬環(huán)境刺激的設(shè)置來控制被試的情緒喚醒水平。同時(shí)，計(jì)算機(jī)可以實(shí)時(shí)記錄并分析被試在整個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)過程中的行為反應(yīng)信息，并以此給予被試刺激反饋。

2.3 提高實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性

近年來的心理學(xué)實(shí)驗(yàn)研究也越來越注重實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性(Open Science,2015)。然而在大多數(shù)傳統(tǒng)的現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)環(huán)境更為復(fù)雜，被試行為更具自由度且有更多的反應(yīng)選擇，常常造成同樣的實(shí)驗(yàn)無法重復(fù)甚至出現(xiàn)完全相反的結(jié)果。而一旦開發(fā)出一個(gè)虛擬的場景，即可通過共享給其他的研究者對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重復(fù)驗(yàn)證，那么就可以在保證一定生態(tài)效度的前提下提高心理學(xué)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性。

2.4 避免實(shí)地操作帶來的潛在危險(xiǎn)

VR技術(shù)能夠模擬現(xiàn)實(shí)生活中對(duì)兒童等特殊人群不可接近、有危險(xiǎn)、難以控制的環(huán)境，在這些模擬環(huán)境中被試更有安全感，那么被試就不用擔(dān)心因?yàn)椴僮鞒鲥e(cuò)而造成危險(xiǎn)或害怕出丑而不愿意去嘗試實(shí)驗(yàn)任務(wù)。因此在虛擬的更自由、更安全的環(huán)境中，被試可能會(huì)出現(xiàn)與日常生活活動(dòng)相背離的行為，突破“不能”的心理限制，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更能體現(xiàn)被試的真實(shí)心理狀態(tài)。

3 VR技術(shù)在心理學(xué)應(yīng)用上的進(jìn)展

3.1 VR技術(shù)作為心理學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的輔助工具

針對(duì)VR技術(shù)發(fā)展?jié)摿σ约帮@著的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)有許多心理學(xué)研究者在實(shí)驗(yàn)中引入VR技術(shù)以改良實(shí)驗(yàn)程序，常用于注意(Yuan et al.,2018)、記憶(Guderian et al.,2015)和情緒(Menezes et al.,2017;Rodríguez,Rey,Clemente,Wrzesien,& Alcaiz,2015)等的基礎(chǔ)研究。VR技術(shù)在心理學(xué)實(shí)驗(yàn)上主要應(yīng)用于提高實(shí)驗(yàn)的生態(tài)效度以及作為情緒喚醒工具這兩個(gè)方面。

3.1.1 模擬特殊實(shí)驗(yàn)環(huán)境和刺激，提高實(shí)驗(yàn)生態(tài)效度

以往在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中常常無法充分模仿現(xiàn)實(shí)生活中的情景，實(shí)驗(yàn)的生態(tài)效度成疑，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差。例如，早期的注意偏向?qū)嶒?yàn)都是通過威脅性刺激圖片的呈現(xiàn)來設(shè)計(jì)的，這就無法提供相應(yīng)的環(huán)境信息，而可能將注意偏向的結(jié)果歸因?yàn)樾庐惔碳ば?yīng)(Peira,Golkar,Ohman,Anders,& Wiens,2012)而不是進(jìn)化學(xué)論的解釋。袁小鈞等人利用VR技術(shù)模擬遠(yuǎn)古人類生存的叢林環(huán)境，讓被試在沉浸式虛擬環(huán)境中搜索叢林草地中的威脅性刺激(蛇、蜘蛛)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)被試搜索威脅性刺激確實(shí)比非威脅性刺激(蘑菇、花、松鼠、蟬)要快，為威脅性刺激加工的進(jìn)化心理學(xué)解釋提供了新的事實(shí)依據(jù)(Yuan et al.,2018)。VR技術(shù)能夠提供二維呈現(xiàn)的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中所無法提供的仿真環(huán)境信息、環(huán)境中物體遠(yuǎn)近以及角度變化帶來的動(dòng)態(tài)三維信息，體現(xiàn)其在提升實(shí)驗(yàn)生態(tài)效度上的優(yōu)勢。

3.1.2 作為更便捷有效的情緒喚醒工具

在傳統(tǒng)的心理學(xué)實(shí)驗(yàn)中研究者主要是通過呈現(xiàn)圖像(Frantzidis et al.,2010)、短視頻(Yazdani,2009)、音樂(Koelstra et al.,2012)等方式來喚醒被試的情緒體驗(yàn)，這就可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)條件與現(xiàn)實(shí)環(huán)境的偏離。由于VR技術(shù)獨(dú)特的“3I”特性，VR技術(shù)在情緒喚醒方面具有明顯的優(yōu)勢。有研究者通過比較圖片、360度全景圖片、VR場景與真實(shí)環(huán)境在對(duì)被試情緒喚醒生理心理上的反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持被試在VR場景中的生理心理反應(yīng)與真實(shí)環(huán)境最為相近(Higuera-Trujillo,Lopez-Tarruella Maldonado,& Llinares Millan,2017)。在前人的研究中，不同的VR場景不僅可以有效誘發(fā)被試愉悅、悲傷、厭倦、憤怒和焦慮的情緒狀態(tài)(Felnhofer et al.,2015)，甚至能夠喚醒以往在實(shí)驗(yàn)室中難以觀察到的敬畏情緒(Quesnel & Riecke,2018)與社會(huì)心理壓力(Shiban et al.,2016)，為在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行相關(guān)情緒研究提供新的選擇。例如，Crescentini等人為探究正念冥想的訓(xùn)練是否對(duì)人在面對(duì)壓力情境時(shí)有積極的影響作用。研究者使用3D技術(shù)建構(gòu)2(學(xué)校和火車站)×2(日常生活和火災(zāi)發(fā)生有人受傷)四個(gè)場景，其中火災(zāi)發(fā)生有人受傷的場景被定義為高壓力誘發(fā)組，日常生活場景則為低壓力誘發(fā)組。被試通過VR頭盔觀看3分鐘的視頻以喚醒其焦慮情緒，心理生理指標(biāo)(心率、面部肌電圖、呼吸頻率與皮膚電水平)測量結(jié)果表明虛擬場景可以喚醒被試的焦慮情緒，并且在實(shí)驗(yàn)組與控制組之間表現(xiàn)出顯著差異(Crescentini,Chittaro,Capurso,Sioni,& Fabbro,2016)。

作為更為有效、可控的情緒喚醒工具，VR技術(shù)通過模擬現(xiàn)實(shí)生活中不可接近、有危險(xiǎn)、難以控制的特殊環(huán)境，能夠在實(shí)驗(yàn)室中喚醒被試在不同的現(xiàn)實(shí)生活情境中出現(xiàn)的不同情緒，以更經(jīng)濟(jì)的方式提高實(shí)驗(yàn)的可行性與生態(tài)效度。

3.2 VR技術(shù)作為神經(jīng)心理測量評(píng)估的工具

神經(jīng)心理測驗(yàn)是用于評(píng)估與可觀察行為相聯(lián)系的特定中樞神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)，涉及感知覺、注意和記憶等各個(gè)方面。傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的神經(jīng)心理評(píng)估工具以紙筆測驗(yàn)和基于計(jì)算機(jī)的測驗(yàn)為代表(Podell et al.,2003)，然而這些經(jīng)典的測驗(yàn)并不能復(fù)制真實(shí)環(huán)境中復(fù)雜的細(xì)節(jié)和變化，對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中行為的預(yù)測能力是有限的(Armstrong et al.,2013)。因此，心理學(xué)研究者引入VR技術(shù)，以期提高傳統(tǒng)測驗(yàn)工具的生態(tài)效度，使其更貼近現(xiàn)實(shí)生活。目前VR測驗(yàn)工具已經(jīng)廣泛引用于評(píng)估注意(Guilbert,Clement,Martin,Feuillet,& Moroni,2016;Iriarte et al.,2016;Lopez，Delinens & Cleerenmans，2016)、記憶與學(xué)習(xí)(Ouellet,Boller,Corriveau-Lecavalier,Cloutier,& Belleville,2018)、執(zhí)行功能(Davison,Deeprose,& Terbeck,2018)、空間認(rèn)知能力(Molina-Carmona,Pertegal-Felices,Jimeno-Morenilla,& Mora-Mora,2018;Ogourtsova,Souza Silva,Archambault,& Lamontagne,2017)、依戀行為(Chicchi Giglioli,Pravettoni,Sutil Martin,Parra,& Raya,2017)、動(dòng)作抑制(Henry,Joyal,& Nolin,2012)、沖動(dòng)行為(Henry et al.,2012;Rodríguez,García,& Areces,2017)等。

3.2.1 基于VR技術(shù)的注意類測驗(yàn)

Nolin等人搭建了一個(gè)虛擬教室，評(píng)估兒童和青少年的注意與抑制功能。被試頭戴可記錄頭部運(yùn)動(dòng)的VR頭盔，將被試的頭部水平、垂直偏斜添加作為評(píng)估被試注意與抑制功能的新維度。在測驗(yàn)過程中由顯示器與耳機(jī)呈現(xiàn)干擾刺激(如：有人敲門、校長來到教室、孩子在窗外玩鬧等)通過與傳統(tǒng)連續(xù)操作測驗(yàn)(continuous performance test,CPT)的測驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，發(fā)現(xiàn)二者之間有顯著的正相關(guān)(Nolin et al.,2016)。還有研究者將眼動(dòng)追蹤、腦電圖與虛擬教室結(jié)合，用于評(píng)估診斷注意缺陷多動(dòng)障礙(ADHD)兒童，取得良好的效果(Hansey Lee,Youdi Li,& Shih-Ching Yeh,2017)。所得結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了以往虛擬教室類測驗(yàn)(Adams,Finn,Moes,Flannery,& Rizzo,2009;Parsons,Bowerly,Buckwalter,& Rizzo,2007)的有效性。不同于傳統(tǒng)連續(xù)操作測驗(yàn)只是測量被試注意集中性和持續(xù)性的功能程度，在VR注意測驗(yàn)中，還能評(píng)估記錄被試在面臨不同干擾刺激時(shí)的外部行為表現(xiàn)，例如神經(jīng)生理指標(biāo)、感覺器官和面部表情的變化，而這些外部行為表現(xiàn)也是研究被試注意的重要客觀指標(biāo)。

也有研究者將VR技術(shù)應(yīng)用于分配性注意的評(píng)估，例如通過虛擬駕駛?cè)蝿?wù)評(píng)估司機(jī)在執(zhí)行雙任務(wù)條件下對(duì)道路安全的影響(Caird,Johnston,Willness,Asbridge,& Steel,2014;Caird,Willness,Steel,& Scialfa,2008)。出于安全的考慮，在現(xiàn)實(shí)駕駛環(huán)境中不可能進(jìn)行此類注意分配的實(shí)驗(yàn)，而在虛擬環(huán)境中，不僅可以模擬駕駛的行為動(dòng)作，還可以提供如交通標(biāo)志、回復(fù)手機(jī)信息和與乘客交談等復(fù)雜刺激和操作。Kaspar和Lyngsie搭建了一個(gè)模擬汽車駕駛艙，在模擬的城市道路與高速公路兩種路況下，被試在五分鐘內(nèi)回復(fù)五條短信的同時(shí)需要緊跟著前方的一輛隨時(shí)可能剎車的車輛。結(jié)果表明，在多個(gè)關(guān)鍵參數(shù)上，收發(fā)送短信給汽車駕駛帶來明顯的安全威脅(Lyngsie,Pedersen,Stage,& Vestergaard,2013)。VR技術(shù)的應(yīng)用，使測驗(yàn)?zāi)軌蛟诒ＷC安全的前提下，最大限度地貼近現(xiàn)實(shí)環(huán)境和操作。

3.2.2 基于VR技術(shù)的記憶類測驗(yàn)

VR技術(shù)已應(yīng)用于評(píng)估多種記憶類型，如前瞻記憶、情景記憶和情緒記憶等。Picard等人在虛擬的城鎮(zhèn)環(huán)境中評(píng)估125名6～24歲被試的情景記憶(EM)能力。被試需要找到通向目的地的路線，整條路線共設(shè)置了27個(gè)具有不同顯著程度的元素(如噴泉、火車站和不同特征的行人等)。在虛擬城鎮(zhèn)行走的過程中，被試需要盡可能記住所遇到的不同元素的細(xì)節(jié)，以此評(píng)估其情景記憶能力(Picard,Abram,Orriols,& Piolino,2016)。

以往在實(shí)驗(yàn)室條件下評(píng)估前瞻記憶(PM)主要的范式有基于幻燈片的任務(wù)(slide based task)(Maylor,1993)和前瞻記憶視頻程序(PRVP)(Titov & G.Knight,2001)。Dong等人在PRVP范式的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改善實(shí)驗(yàn)程序，使用沉浸式VR技術(shù)讓被試在模擬的街道與商店環(huán)境中執(zhí)行購物任務(wù)。在VR任務(wù)中，被試需要完成三個(gè)項(xiàng)目購物任務(wù)(香蕉、咖啡和牛排)以及兩個(gè)特殊任務(wù)(投信和丟垃圾)。當(dāng)被試看到商店招牌時(shí)，需要按下按鍵并讀出商店招牌上的數(shù)字，隨后被試可以選擇是否進(jìn)入商店看購物單。通過與基于幻燈片任務(wù)的分?jǐn)?shù)進(jìn)行比較，研究者認(rèn)為VR任務(wù)能夠提供比實(shí)驗(yàn)室研究中更多關(guān)于現(xiàn)實(shí)生活的細(xì)節(jié)信息，因而是一種更為精確的前瞻記憶評(píng)估范式(Dong,Wong,& Luo,2016)。隨后，研究者將fNIRS和沉浸式VR設(shè)備結(jié)合使用，以記錄在VR場景中執(zhí)行前瞻記憶任務(wù)時(shí)的前額葉皮層活動(dòng)(Dong,Wong,& Luo,2017)，創(chuàng)造性地為記憶評(píng)估及研究提供一個(gè)新的實(shí)用方法。

圖1 虛擬街道(左)；fNIRS和沉浸式VR設(shè)備的結(jié)合使用(右)(Dong,Wong,&Luo,2017)

日常生活中的記憶活動(dòng)，很大程度上取決于我們?cè)诓煌臅r(shí)間和空間中的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，而傳統(tǒng)的測驗(yàn)難以融合“when”、“what”和“where”三種不同的記憶成分，VR測驗(yàn)則能完美解決這個(gè)問題。另外，讓被試沉浸在虛擬環(huán)境中，VR評(píng)估范式不僅能夠提高測驗(yàn)的生態(tài)效度，亦能提高被試參與測驗(yàn)的興趣和動(dòng)機(jī)，因此是一種更為敏感精確的方法。

3.2.3 基于VR技術(shù)的執(zhí)行功能類測驗(yàn)

評(píng)估執(zhí)行功能的最佳方式無疑是在真實(shí)環(huán)境中進(jìn)行，但這類測驗(yàn)多用于評(píng)估特殊人群，因此在多數(shù)情況下不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且被試面對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)環(huán)境，存在一定的安全問題。VR技術(shù)為這些問題提供了完美的解決方法，目前已應(yīng)用于評(píng)估前額葉皮層損傷患者(Denmark et al.,2019)、脊髓損傷患者(Dimbwadyo-Terrer et al.,2015)、腦卒中患者(Nir-Hadad,Weiss,Waizman,Schwartz,& Kizony,2017)、病理性老化患者(Serino et al.,2018)等特殊需要人群的執(zhí)行功能。Davison等人(Davison et al.,2018)通過比較傳統(tǒng)的斯特魯普色詞測驗(yàn)(Stroop Color Word Test)、連線測驗(yàn)(TMT)與沉浸式VR測驗(yàn)(坐位安排任務(wù)、項(xiàng)目放置任務(wù)和模擬停車任務(wù))，發(fā)現(xiàn)沉浸式VR任務(wù)與傳統(tǒng)的神經(jīng)心理測驗(yàn)之間存在顯著的相關(guān)性，表明了其同證效度。Nir-Hadad等人搭建了一個(gè)虛擬的商店和虛擬的交互式店員，將Four-Item Shopping Task虛擬化。被試需要在虛擬商店以及現(xiàn)實(shí)環(huán)境(醫(yī)院自助餐廳)中完成4項(xiàng)購物任務(wù)。通過比較VR任務(wù)與現(xiàn)實(shí)任務(wù)以及在傳統(tǒng)執(zhí)行功能測驗(yàn)上的成績，驗(yàn)證了VR任務(wù)在評(píng)估執(zhí)行功能方面具有更高的組間效度、結(jié)構(gòu)效度和生態(tài)效度(Nir-Hadad et al.,2017)。相對(duì)于大多數(shù)使用簡單刺激的測驗(yàn)，VR測驗(yàn)還能充分激活被試的感覺運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，因此能夠增加被試對(duì)刺激的心理和行為反應(yīng)，以評(píng)估被試在不同環(huán)境中的復(fù)雜執(zhí)行功能，這是傳統(tǒng)測驗(yàn)所難以逾越的。

3.3 VR技術(shù)在臨床心理學(xué)中的應(yīng)用

VR技術(shù)主要是通過結(jié)合暴露療法應(yīng)用于臨床心理治療中，根據(jù)引發(fā)不同癥狀的不同的VR場景建立恐懼和回避的等級(jí)，從而定制出系統(tǒng)而循序漸進(jìn)的情景暴露方案，最終達(dá)到消退恐懼的目的。虛擬現(xiàn)實(shí)暴露療法(VRET)被視為是一種更具生態(tài)性、更有效率的心理療法(Botella,Baos,García-Palacios,& Quero,2017)；另一方面，是通過結(jié)合人機(jī)交互技術(shù)以對(duì)特殊需要人群進(jìn)行認(rèn)知、情緒和行為上的輔助訓(xùn)練。目前許多臨床工作者已經(jīng)將VR技術(shù)廣泛應(yīng)用于治療恐懼癥(Miloff et al.,2016;Pitti et al.,2015)、焦慮癥(Kampmann et al.,2016;Kim et al.,2017)、創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(Kamkuimo Kengne,Fossaert,Girard,& Menelas,2018;Menelas,Haidon,Ecrepont,& Girard,2018)、進(jìn)食障礙(Paslakis et al.,2017;Wiederhold,Riva,& Gutierrez-Maldonado,2016)、孤獨(dú)癥(Fridhi,Benzarti,Frihida,& Amiri,2018;Yang et al.,2018)、精神障礙(Formosa,Morrison,Hill,& Stone,2018)等。

3.3.1 焦慮癥及恐懼癥

對(duì)過去實(shí)驗(yàn)研究的元分析已表明VRET對(duì)治療恐懼癥與焦慮癥具有顯著的療效，并且其療效與現(xiàn)場暴露療法沒有顯著差異(Carl et al.,2018;Morina,Ijntema,Meyerbroker,& Emmelkamp,2015)。即使有新技術(shù)的應(yīng)用，在過去的應(yīng)用中，VRET也仍需一名經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的咨詢師在一旁指導(dǎo)，極大地限制了VRET的推廣應(yīng)用。隨著技術(shù)的發(fā)展，已有研究者開發(fā)出可自主訓(xùn)練的VR應(yīng)用程序。

Kim等人開發(fā)出一款基于移動(dòng)端的虛擬現(xiàn)實(shí)APP用于自主訓(xùn)練治療社交焦慮障礙(SAD)。研究者搭建了三個(gè)不同的虛擬社交環(huán)境(學(xué)校，工作和環(huán)境)，每個(gè)環(huán)境設(shè)置包括四個(gè)難度水平，每個(gè)水平有三個(gè)不同的任務(wù)。患者可以根據(jù)自己的焦慮水平及需要，選擇不同的場景、難度和任務(wù)。22名患有社交焦慮的被試完成為期兩周共八次的訓(xùn)練后，在一般性焦慮、表現(xiàn)焦慮、交流焦慮上相比控制組有明顯的改善，表明其訓(xùn)練的有效性(Kim et al.,2017)。

在恐懼癥的暴露療法中，對(duì)患者恐懼水平的實(shí)時(shí)評(píng)估以及對(duì)其錯(cuò)誤認(rèn)知的矯正是至關(guān)重要的一環(huán)。在Freeman等人開發(fā)的APP中，通過捕捉真人的動(dòng)作與聲音，塑造一個(gè)虛擬教練對(duì)恐高癥患者進(jìn)行訓(xùn)練。虛擬教練會(huì)在虛擬辦公室場景中評(píng)估參與者的恐懼水平，并提供參與者關(guān)于恐高癥的基本信息，然后從認(rèn)知角度解釋恐高的原因以及治療程序。經(jīng)過初步的評(píng)估和認(rèn)知解釋，虛擬教練再將參與者帶到一棟十層樓高的大樓展開訓(xùn)練(如在樓層邊緣彈木琴，扔球等)。49名被試在經(jīng)過為期兩周每周三次的訓(xùn)練后，與控制組相比在對(duì)高度的焦慮、回避和恐懼水平上有顯著的下降，顯示出VR訓(xùn)練的有效性(Freeman et al.,2018)。

隨著消費(fèi)級(jí)VR產(chǎn)品的推出以及人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)端的VR產(chǎn)品以其便捷性、高可接受性將成有可能為自主訓(xùn)練治療輕度焦慮癥和恐懼癥的主流。

3.3.2 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙

不同于傳統(tǒng)的治療創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙使用想象技術(shù)、現(xiàn)場治療和提供內(nèi)感受刺激的治療方法，VR療法可以提供由計(jì)算機(jī)模擬的與過去創(chuàng)傷事件相關(guān)的視覺、聽覺、觸覺和本體感覺(Motraghi,Seim,Meyer,& Morissette,2014)，使患者如同再臨受創(chuàng)傷現(xiàn)場。有研究者為卡車司機(jī)患者定制虛擬的創(chuàng)傷事件發(fā)生時(shí)所駕駛的卡車、道路以及周邊環(huán)境。通過兩項(xiàng)個(gè)案研究，被試的反饋表明所設(shè)計(jì)的虛擬創(chuàng)傷事件發(fā)生場景能重現(xiàn)事故現(xiàn)場并誘發(fā)焦慮情緒，經(jīng)過多階段的訓(xùn)練，被試的壓力水平明顯降低并表示愿意重新嘗試駕駛卡車(Menelas et al.,2018)。Beidel等人將VRET范式與創(chuàng)傷管理治療(TMT)結(jié)合。在一項(xiàng)92名患有創(chuàng)傷性應(yīng)激障礙的伊拉克和阿富汗老兵參與的隨機(jī)對(duì)照組臨床試驗(yàn)中，結(jié)果表明VRET能夠顯著減輕患者的應(yīng)激癥狀，包括憤怒、抑郁和焦慮的情緒(Beidel,Frueh,Neer,Bowers,et al.,2017)。其結(jié)果與研究者另一項(xiàng)成果(Beidel,Frueh,Neer,& Lejuez,2017)相符，顯示出VRET在治療創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙領(lǐng)域的廣闊潛力。

圖2 被試在定制的虛擬創(chuàng)傷場景進(jìn)行訓(xùn)練(Menelas et al.,2018)

3.3.3 孤獨(dú)癥

VR技術(shù)作為一種可提供一系列交互活動(dòng)的教育工具，研究者認(rèn)為可以將其用于改善自閉癥障礙譜系(ASD)患者的社會(huì)認(rèn)知能力(Didehbani,Allen,Kandalaft,Krawczyk,& Chapman,2016;Kandalaft,Didehbani,Krawczyk,Allen,& Chapman,2013)。Lorenzo等人利用“半山洞(semi cave)”沉浸式VR系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出派對(duì)和學(xué)校兩個(gè)虛擬場景，用于訓(xùn)練、發(fā)展自閉癥兒童訓(xùn)練的社會(huì)情緒技能。40名7～12歲的自閉癥兒童參與此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，被試根據(jù)自己的社交困難程度選擇相匹配的任務(wù)(如：參加派對(duì)、排隊(duì)進(jìn)入教室和聽老師講故事等)。經(jīng)過40個(gè)課程的訓(xùn)練，被試的情緒能力有顯著的改善(Lorenzo,Lledó,Pomares,& Roig,2016)。另外有研究者利用核磁共振技術(shù)探究ASD成人(平均年齡22.5歲，SD=3.89)患者在接受虛擬現(xiàn)實(shí)社會(huì)認(rèn)知治療(VR-SCT)后行為的變化如何反映潛在的大腦變化。結(jié)果顯示這個(gè)年齡段人群神經(jīng)的可塑性，為ASD的VR干預(yù)治療提供新的證據(jù)(Yang et al.,2018)。沉浸式的虛擬環(huán)境能夠提供高度的與ASD患者之間的交互活動(dòng)，通過扮演所呈現(xiàn)社會(huì)環(huán)境中不同角色，從而使患者進(jìn)一步發(fā)展想象力和學(xué)習(xí)成為可能。

3.3.4 精神分裂癥

最近對(duì)精神分裂癥和精神病的研究表明，利用VR技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室中重現(xiàn)真實(shí)的社會(huì)事件、評(píng)估以及治療精神病方面是行之有效的(Freeman,2008;Veling,Moritz,& van der Gaag,2014;Valmaggia,Day,& Rus-Calafell,2016)。Rus-Calafell等人開發(fā)出一款VR程序用于精神分裂癥患者的社會(huì)技能訓(xùn)練(SST)，這款新穎的程序由7項(xiàng)任務(wù)組成(如：7種面部情緒識(shí)別任務(wù)、與收銀員和酒吧服務(wù)員互動(dòng)和識(shí)別正確的非語言交流模式等)，可以讓患者與虛擬人物進(jìn)行社會(huì)互動(dòng)練習(xí)并提供積極與消極的強(qiáng)化。12名精神分裂癥和分裂情感性障礙患者在接受總共16小時(shí)的訓(xùn)練后，消極癥狀、社交不適和焦慮情緒有顯著的下降；人際交流和親社會(huì)行為水平顯著提高，并且這種效果在四個(gè)月后的隨訪中能夠保持不變(Rus-Calafell,Gutierrez-Maldonado,& Ribas-Sabate,2014)。

感知覺障礙是精神分裂癥患者的典型癥狀，其中又以幻聽最為常見。因此有研究者嘗試?yán)肰R技術(shù)治療聽覺言語幻覺(AVH)，療程包括三個(gè)階段，第一階段患者暴露于引起幻聽的刺激中，治療師則幫助他們提高自信，改善情緒管理，第二與第三階段為提高自尊和鞏固練習(xí)階段。結(jié)果表明，VR輔助療法相比常規(guī)療法能夠顯著改善AVH的嚴(yán)重性和抑郁癥狀，并在接受治療后三個(gè)月內(nèi)保持穩(wěn)定(Du Sertet al.,2018)。精神分裂是一種與感知、情緒和行為相關(guān)的極其復(fù)雜的疾病，雖然VR技術(shù)的應(yīng)用只是初步的探索，與其他心理療法相比已經(jīng)顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢和潛力，為精神分裂癥的治療提供全新的選擇。

3.3.5 VR療法較傳統(tǒng)療法的優(yōu)勢

以往研究的結(jié)果之所以未能較好地廣泛應(yīng)用，部分原因就是忽視治療的可接受性和易于推廣性的重要性(Kazdin,1998)。與到醫(yī)院或執(zhí)業(yè)咨詢師處接受咨詢的傳統(tǒng)方式相比，VR療法除了前述的刺激高可控性和高安全性的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)外，還具有以下兩大優(yōu)勢：(1)高可接受性。針對(duì)某些特定輕度的心理障礙開發(fā)的自助式VR療法具有匿名性，患者可以在私人空間單獨(dú)完成訓(xùn)練或治療任務(wù)，不受時(shí)空的限制。另外，由于在VR環(huán)境中，患者不需要直接面對(duì)真實(shí)的人、物和情境，可以降低患者面臨治療任務(wù)時(shí)的焦慮和恐懼情緒，更容易被接受；(2)高可普及性。目前VR應(yīng)用的高門檻主要是由于VR場景的開發(fā)需要高額的成本，然而對(duì)于特定心理障礙優(yōu)質(zhì)有效的VR場景內(nèi)容一旦完成制作，便可快速向這一人群推廣應(yīng)用。這將有利于建立標(biāo)準(zhǔn)化的心理治療體系，從長遠(yuǎn)來看，具有較高的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。

3.4 在其他心理學(xué)分支學(xué)科上的應(yīng)用

在沒有現(xiàn)實(shí)限制的虛擬環(huán)境中，對(duì)人的心理行為研究可無限擴(kuò)展，除了上述幾大方面的應(yīng)用研究外，VR技術(shù)在管理心理學(xué)、社會(huì)心理學(xué)和工程心理學(xué)等心理學(xué)分支學(xué)科中亦有所應(yīng)用。在管理心理學(xué)領(lǐng)域，VR技術(shù)可用于員工的選拔、培訓(xùn)和組織間的協(xié)調(diào)(Khandelwal & Upadhyay,2019)。在社會(huì)心理學(xué)領(lǐng)域，通過建構(gòu)人與人之間的社會(huì)交互場景，可用于研究領(lǐng)導(dǎo)行為(Liao,2017)、助人行為(Gamberini,Chittaro,Spagnolli,& Carlesso,2015)和種族歧視(Banakou,Hanumanthu,& Slater,2016;Salmanowitz,2018)等人類間的復(fù)雜心理和行為。例如，Gamberini等人搭建緊急情況下的虛擬場景，研究被試在面對(duì)不同膚色的求助者時(shí)的助人行為；Salmanowitz的研究則發(fā)現(xiàn)，在虛擬環(huán)境中，讓白人轉(zhuǎn)換角色扮演虛擬的黑人角色，可以降低其種族歧視傾向。在工程心理學(xué)領(lǐng)域，Ronchi等人在虛擬隧道緊急疏散的情境中，讓被試評(píng)估不同顏色、閃爍頻率和類型的信號(hào)燈在疏散人群時(shí)的引導(dǎo)效果(Ronchi et al.,2015)，以探討人在與機(jī)器、環(huán)境相互作用中的心理特征，從而設(shè)計(jì)和生產(chǎn)更符合人身心特點(diǎn)的產(chǎn)品。

VR技術(shù)儼然已經(jīng)滲透到心理學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域，成為近年來心理學(xué)和前沿科技結(jié)合應(yīng)用的熱點(diǎn)。

4 研究展望

在過去幾年，VR技術(shù)在理論研究、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用推廣方面都取得快速的發(fā)展，顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的應(yīng)用前景。為使VR技術(shù)正確地應(yīng)用于心理學(xué)領(lǐng)域并使其從實(shí)驗(yàn)室走向大眾生活，未來的研究可考慮致力于以下幾個(gè)方面。

4.1 減少VR設(shè)備帶來的不適感

部分被試在長時(shí)間使用VR設(shè)備后會(huì)出現(xiàn)疲勞、惡心和眩暈問題，尤其是使用消費(fèi)級(jí)頭盔式VR設(shè)備。不同的被試面對(duì)相同的VR場景也會(huì)有不同的眩暈感受，因此有必要在使用VR設(shè)備后用眩暈病量表(Simulation Sickness Questionnaire；Sheridan,1992)對(duì)被試眩暈感進(jìn)行評(píng)估，以衡量眩暈感對(duì)研究帶來的潛在影響。另外，由于測驗(yàn)和研究程序的VR化可能使被試操作時(shí)間變長，那么就要考慮到被試的身心負(fù)荷并給予其充分的休息時(shí)間。

4.2 改善被試的臨場感

顯示屏幕的分辨率、分布式VR設(shè)備的實(shí)時(shí)性和分布式虛擬環(huán)境中的時(shí)空一致性都會(huì)對(duì)被試臨場感產(chǎn)生影響。臨場感不僅是來自VR技術(shù)上的沉浸性，更重要的是源于所呈現(xiàn)內(nèi)容和感官感受的一致性以及被試與虛擬環(huán)境的交互能力。未來的VR設(shè)備需要著力于提升設(shè)備的數(shù)據(jù)處理和人機(jī)交互能力，以提高被試在VR環(huán)境中的臨場感。由于對(duì)虛擬環(huán)境臨場感體驗(yàn)只是被試的主觀感受，那么在被試間就可能出現(xiàn)差異。Haans等人的研究指出被試的人格特征以及以往使用VR設(shè)備的經(jīng)歷等都會(huì)對(duì)被試的臨場感產(chǎn)生影響(Haans et al.,2018)。因此研究者需要深入探討VR環(huán)境對(duì)被試臨場感體驗(yàn)的影響機(jī)制，或者編制相應(yīng)的臨場感量表，以評(píng)估個(gè)體差異對(duì)研究造成的偏差。

4.3 簡化VR設(shè)備操作程序

VR技術(shù)的應(yīng)用可能增加測驗(yàn)評(píng)估和實(shí)驗(yàn)的難度(Negut,Matu,Sava,& David,2016)。特別是面向特殊人群的測驗(yàn)，被試本身能力存在缺陷，加之VR設(shè)備相對(duì)復(fù)雜的操作，可能出現(xiàn)地板效應(yīng)而不能準(zhǔn)確評(píng)估被試的行為(Li et al.,2017)。年輕人和有過相關(guān)產(chǎn)品使用經(jīng)歷的被試更容易接受新的科技產(chǎn)品，但是在老年群體中可能會(huì)對(duì)這類VR測驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生反感情緒。因此在未來的研究中，需要盡可能簡化VR設(shè)備的操作程序，并且在以特殊群體為被試的測驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)中，需要花費(fèi)充分的時(shí)間講解這類測驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)的流程和操作方法，讓被試熟悉并接受測驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)，減少其心理阻抗。

4.4 提供更可靠的信效度證據(jù)

目前大部分VR測驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)提供的樣本容量偏小，例如Motraghi等人(2014)對(duì)車禍后創(chuàng)傷應(yīng)激障礙的治療僅停留在個(gè)案研究的水平，缺少更為可靠的信效度和療效證據(jù)。另外，在VR療法的療效評(píng)定中，更多的研究僅局限于短期的療效評(píng)定，僅少數(shù)研究有對(duì)被試進(jìn)行長程的療效追蹤。因此，研究者需要開展更多的大樣本研究并進(jìn)行長程療效追蹤，以提供可靠的信效度和療效證據(jù)。將VR心理評(píng)估和治療程序標(biāo)準(zhǔn)化并建立一套完善的VR心理評(píng)估和治療體系，使其從實(shí)驗(yàn)室走向臨床應(yīng)用，應(yīng)是未來研究的著重點(diǎn)。

4.5 VR評(píng)估和治療一體化

神經(jīng)心理評(píng)估是臨床心理治療過程中不可或缺的一環(huán)，只有明確被試的心理狀態(tài)，才能對(duì)被試進(jìn)行針對(duì)性的治療。整個(gè)療程應(yīng)是多次反復(fù)的評(píng)估-治療過程，通過對(duì)被試反應(yīng)進(jìn)行的實(shí)時(shí)跟蹤，收集各類行為表現(xiàn)數(shù)據(jù)，以評(píng)估被試的心理狀態(tài)。那么在下次的治療中，即可提供與被試目前心理狀態(tài)相適應(yīng)的個(gè)性化內(nèi)容，提高治療效果。

4.6 與其他先進(jìn)技術(shù)聯(lián)合

針對(duì)特定的科學(xué)問題可將VR技術(shù)結(jié)合生理學(xué)或神經(jīng)生理學(xué)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，例如眼動(dòng)追蹤(Skulmowski,Bunge,Kaspar,& Pipa,2014)、fMRI(Migo et al.,2016)、EEG(Tromp,Peeters,Meyer,& Hagoort,2018)等先進(jìn)技術(shù)。另外，VR測驗(yàn)和療法亦可與人工智能技術(shù)更深入結(jié)合，以開發(fā)出無須治療師指導(dǎo)的智能化VR內(nèi)容。自動(dòng)化的自主治療方式將使那些羞于或懼于面對(duì)治療師的輕度精神障礙患者受益。

5 結(jié) 論

綜上所述，VR技術(shù)的關(guān)鍵即集中在“虛擬”二字，與現(xiàn)實(shí)相比它是虛構(gòu)的，但又比單純的想象和傳統(tǒng)的二維呈現(xiàn)方式來得真實(shí)?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展帶來沉浸感的提升，相信在不久的將來，人在虛擬環(huán)境中將會(huì)體驗(yàn)到無限接近于現(xiàn)實(shí)的感官刺激。而心理學(xué)作為研究人的科學(xué)，VR技術(shù)對(duì)我們理解、預(yù)測以及干預(yù)現(xiàn)實(shí)生活中人類的行為提供了全新的方向方法，擺脫現(xiàn)實(shí)環(huán)境的束縛。