长期在VR里飞行,大脑会以为自己长了翅膀吗?北大研究给出答案

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大脑非凡的可塑性

映维网Nweon 2026年05月18日)如果你长期在VR中像小鸟一样飞行,你的大脑是否会以为自己真的长了翅膀?根据北大和北师大的一项研究,答案并不完全是“是”。被试在体验虚拟翅膀仅数小时后,大脑中负责处理身体部位的枕颞皮质对翅膀的神经反应模式,就变得与对真实手臂的反应显著相似。

但这并非意味着翅膀已真正成为大脑标准身体表征的一部分,研究主要是揭示了大脑非凡的可塑性:短暂的虚拟沉浸足以让大脑在视觉处理层面将这对人工翅膀“重新归类”,向身体部位的方向靠拢。这一发现为康复训练、拓展人体感知边界提供了新的思路。

长期在VR里飞行,大脑会以为自己长了翅膀吗?北大研究给出答案

在实验中,被试佩戴VR头显和动捕设备,并在虚拟环境中学习利用上肢的拍打动作来控制一对翅膀。经过为期七天、共四个阶段的训练,参与者的飞行熟练度显著提升,而更重要的是,他们主观报告的“具身感”(即感觉翅膀像是自己身体的一部分)从5.08分上升到了6.14分。

所以,大脑里到底发生了什么变化?利用功能性磁共振成像,研究人员对比了训练前后参与者观看翅膀图片时的脑活动。

结果显示,训练后,负责加工身体部位和工具的脑区枕颞皮层(OTC)对翅膀的反应发生了三种显著变化:

  • 反应更强:双侧枕颞皮层对翅膀图像的神经激活水平普遍提高。

  • 表征趋同:在右侧枕颞皮层,翅膀的神经活动模式变得与上肢的活动模式更加相似。换句话说,大脑开始用类似处理手臂”方式来处理“翅膀”。

  • 功能连接增强:右侧枕颞皮层与大脑中负责高级运动计划、躯体感觉和运动想象的额顶叶区域之间的功能性通信显著加强,且这种加强是“翅膀选择性”的,亦即只发生在看到翅膀时。

值得注意的是,相关变化并不仅限于训练中实际看到的那对翅膀,而且泛化到了其他类型的翅膀图像(如鸟的翅膀)。这表明大脑形成的是一种抽象的、类别层面的“翅膀”表征,而非单纯的视觉记忆。

这一发现与以往关于工具或假肢训练的研究结果恰好相反。过去的研究显示,长期使用假肢或工具会让大脑对它们的表征更加分化,即假肢与生物肢体在神经活动模式方面变得更不相似。但对于本研究,虚拟翅膀却与上肢变得更相似。

这里的关键区别在于感觉运动一致性。使用工具或假肢时,你的眼睛一直能看到自己的手在操控物体,视觉-运动信号是同时存在且一致的。但在VR飞行中,你看到的是翅膀在动,而不是自己的上肢。这种视觉和本体感觉的分离,加上“用翅膀飞行”这个新功能的语义解释,可能促使大脑将翅膀“对齐”到原有的肢体表征空间中。

换句话说,当大脑学会用一种全新的、非生物的方式来实现“移动身体”这一功能目标时,它宁愿将翅膀归类为“身体的一部分”,而不是一件独立工具。

当然,研究人员强调,大脑并没有真的把翅膀认作是自己身体本该有的一个器官:“需要明确指出,我们并非暗示翅膀已成为标准身体表征的一部分。我们只是报告,其神经反应模式变得与身体部位的反应模式显著更加相似。”

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不过,神经模式的相似性增加已经十分具有价值,它说明大脑的可塑性比我们想象的要强,并对康复训练(比如让残肢患者学会控制虚拟假肢)和拓展人类感知能力(如操纵额外肢体)有启发意义。

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