Aidera. Исследование эмоций с помощью виртуальной реальности

Source: Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences

Слева и справа простирается ландшафт, перед вами — трасса. Вдруг — огонь. Напряжение нарастает. Аттракцион достигает своей высшей точки. Впереди только одно: пропасть. Вы проваливаетесь сквозь землю.

Это сцены катания на американских горках, которые испытали участники недавнего исследования, проведенного в Институте когнитивных наук и мозга человека имени Макса Планка (MPI CBS) в Лейпциге. Однако не в реальной жизни, а виртуально, с помощью очков виртуальной реальности (VR). Целью исследования было выяснить, что происходит в мозге участников, когда они переживают эмоционально захватывающие ситуации.

Чтобы выяснить, как человеческий мозг обрабатывает эмоции, до сих пор использовались очень упрощенные эксперименты. Исследователи показывали участникам фотографии эмоциональных сцен и записывали их мозговую активность. Исследования проводились в контролируемых лабораторных условиях, поэтому результаты можно было легко сравнить. Однако смоделированные ситуации обычно не вызывали особых эмоций и были далеки от того опыта, который мы обычно испытываем. Это происходит потому, что эмоции постоянно возникают в результате взаимодействия прошлого опыта и различных внешних воздействий, с которыми мы взаимодействуем. Поэтому в отношении эмоций особенно важно создавать ситуации, которые воспринимаются как можно более реальными. Только таким образом, можно предположить, что одновременно измеренная активация мозга приближается к той, которая происходит в реальной жизни за пределами лаборатории. Очки виртуальной реальности позволяют решить эту проблему. С их помощью участники могут динамично и интерактивно погружаться в ситуации и переживать их близко к реальности. Таким образом, эмоции вызываются более естественным образом.

Результаты текущего исследования показали, что о степени эмоционального возбуждения человека можно судить по специфической форме ритмической активности мозга, так называемым альфа осцилляциям. Соответственно, чем меньше сила этого колебания в измеренном сигнале ЭЭГ, тем выше возбуждение. «Таким образом, полученные результаты подтверждают более ранние исследования, полученные в ходе классических экспериментов, и доказывают, что сигналы возникают и в условиях, приближенных к повседневной жизни» — говорит Саймон М. Хофманн, один из авторов основного исследования, которое сейчас появилось в научном журнале eLife. «Используя альфа колебания, мы смогли предсказать, насколько сильно человек эмоционально переживает ту или иную ситуацию. Наши модели узнали, какие области мозга особенно важны для этого предсказания. Грубо говоря, чем меньше альфа активность, измеренная здесь, тем более возбужден человек». Объясняет автор Феликс Клоцше.

«В будущем, возможно, удастся применить эти выводы и методы для практического применения за пределами фундаментальных исследований» добавляет автор Альберто Мариола. Очки виртуальной реальности, например, все чаще используются в психологической терапии. Нейрофизиологическая информация об эмоциональном состоянии пациентов может привести к улучшению лечения. Например, терапевты могут напрямую получить представление о текущих эмоциональных ощущениях во время ситуации воздействия без необходимости спрашивать пациента напрямую и тем самым прерывать ситуацию.

Ученые исследовали эти взаимосвязи с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ), которая позволила им записать мозговые волны участников во время виртуальной поездки на американских горках — чтобы определить, что происходит в мозге во время поездки. Кроме того, испытуемых попросили оценить, насколько они были взволнованы во время VR-опыта, используя видеозапись. Таким образом, исследователи хотели выяснить, коррелируют ли субъективные ощущения во время езды с измеренными данными активности мозга. Поскольку люди различаются по тому, насколько им нравится кататься на американских горках, не имело значения, воспринималась ли ситуация как позитивная или негативная. Важна была лишь сила ощущений.

Для оценки исследователи использовали три различные модели машинного обучения, чтобы как можно точнее предсказать субъективные ощущения на основе данных ЭЭГ. Таким образом, авторы показали, что с помощью этих подходов связь между сигналами ЭЭГ и эмоциональными чувствами может быть подтверждена и в натуралистических условиях.