你知道愤怒、快乐这些情绪是从哪里来的吗？人为什么会生气、害怕？人们常说，黑暗使我恐惧，美食让我快乐，这背后的原理又是什么呢？
简单来讲，情绪是对外部刺激的一种反馈，而情绪的产生，则是大脑处理外部信息得出的结果。而人脑是生命中最大的谜团之一，多年来为了解人脑的运作规律和处理复杂情绪的过程，神经科学家们进行了各种各样的实验。常用的一种方式，就使用EEG等大脑监控设备，来观察人暴露在不同场景中，脑电波会产生什么样的变化。
传统的脑研究实验，会为参与者展示各种各样的2D照片，希望勾起他们记忆中在特定场景所产生的情绪。而近期，德国马克斯普朗克研究所（马普所）的一个团队发现，相比于静态的照片，沉浸式的VR模拟效果更好，他们使用VR和EEG来研究人脑处理情绪的原理，并验证了大脑α波的振荡与兴奋情绪产生的相关性。
额，那α波，又是什么？
关于脑电波实验
脑电波的波形主要分为四大种：α、β、θ和δ，他们的频率分别为8-13Hz、14-30Hz、4-7Hz、0.5-3Hz。其中，α波是人类清醒时的主导脑电波，通常比较平稳，当α波产生振荡时，常常与情绪变化相关。
论文名称《利用EEG和VR内容，来解码人脑的主观情绪变化》
为了进一步寻找脑电波与情绪变化的关联，科研人员找到37名年轻的参与者，让他们在VR中体验第一人称过山车画面。在实验初期，参与者乘坐过山车在优美的山地景观中平稳移动，然后又将加速冲破熊熊烈火，接着在边界摇摇欲坠，最后从陡坡坠入深渊。整个过程从地面冲向高空，然后又高速坠落，光是想想就刺激。
通过EEG脑机接口，科研人员记录下参与者在这过程中的脑电波变化，并与他们的兴奋、高潮等情绪反馈进行匹配。
根据收集到的数据，科研团队验证了与兴奋情绪相关的有节奏脑电波波段，他们表示：一个人情绪激动的程度可以一种特定形式的节奏，在大脑活动中得到体现，这种规律又被称为α振荡。α振荡指的是振荡强度越低，人脑的兴奋程度就越高，而马普所科研人员们收集到的EEG信号中也发现了符合该规律的脑电波，说明实验中收集到的数据与真实结果足够接近。
得到这样的结果，意味着未来通过测量α振荡，科研人员可以预测一个人在特定情境中产生的情绪强度，尤其是大脑中不同区域的兴奋程度。此外，通过识别参与度最高的颅叶和区域，也能预测情绪的强度。
为什么要用VR做实验
科研人员指出，人类的情绪通常是从真实的回忆、互动中产生的，因此要了解大脑的日常运作方式，则需要在尽可能真实的场景中观察脑活动，而以往的案例研究并不能满足这一点。
以往，科研人员通常使用简化的实验方案，比如向参与者展示照片并记录他们的大脑活动，由于这些研究是在实验室条件下进行的，因此很容易比较结果。传统的模拟方案主要采用引导情绪的静态照片，照片展示的场景包括受伤的小狗、夜间阴森的墓地等等。
不过，使用照片来刺激情绪的效果并不理想，在实验室条件下难以复制真实、发自内心的人类情感，因此取得的进展有限。相比之下，VR体验可以唤起更多自然情感，这是因为它可以营造接近现实的动态环境。在结合VR后，他们发现情绪模拟实验中的许多变量也可以实现标准化。
将VR用于神经科学研究的优势是，它可以营造自然的研究环境，同时具有实验室般的可控性。利用VR，科研人员可以通过逼真的场景激发参与者的真实情感，而这样的实验也可以采集到接近日常生活的准确数据。
科研人员表示：VR与科研、医疗的关系紧密，除了情绪分析外还可以用于心理治疗/暴露治疗等场景。比如，医生通过VR可以实时追踪患者的神经生理活动，并分析这些活动与病人情绪状态的关联，这些数据可以在VR治疗中采集，无需患者通过问卷等形式自主报告。
而通过这场过山车实验，科研人员成功将先前关于情绪唤醒的神经生理学的发现，扩展到现实世界的神经科学。
现有VR技术存在的一大限制，就是可能长时间使用可能会引起使用者眩晕、恶心，在这场实验中，也有一人因为眩晕而暂停实验。因此，将VR用于科学实验的安全性值得关注。
实际上，近年来随着VR传输、渲染、显示等技术发展，出现眩晕感的几率比之前越来越低，如果不是长时间体验VR，体验感通常不会太差。这也是为什么，马普所科研人员将VR实验的过程限制在20分钟内。
除了舒适性问题外，VR在实验场景的应用依然存在一些局限，比如：VR过山车的高度等参数难以精确设定，未来需要支持更多定制的实验系统。
尽管如此，本次实验展现了VR在自然式研究设计（将实验设定在真实生活背景中）中的潜力，并成功从神经信息中解码出不同程度的主观体验的情绪。接下来，科研人员希望将沉浸式 VR 和神经成像相结合，不仅可以增强神经科学实验，还可以提高神经科学发现的普遍性和现实世界相关性。
参考：
https://www.eurekalert.org/news-releases/938381
