全身固定对躯干周围空间视觉触觉交互的调控作用及其神经机制研究

本研究通过虚拟现实技术探究了全身固定对躯干周围空间(PPS)表征的影响。研究人员采用视觉触觉交互范式，比较了有无固定箱及不同尺寸固定箱条件下视觉刺激对触觉反应的促进作用。结果表明身体固定程度越强，视觉触觉交互作用越显著，提示身体运动受限状态可增强躯干周围空间的感知整合功能，为理解运动系统与空间感知的神经机制提供了新证据。

　　

在日常生活中，我们的大脑会不断整合来自不同感官的信息来构建对周围空间的感知。这种被称为"周围空间"(Peripersonal Space, PPS)的特殊区域，是指紧邻身体各部位的外部空间范围，它不仅关系到我们对环境的感知，更在防御行为和工具使用等活动中发挥关键作用。有趣的是，这种空间表征并非固定不变，而是会随着身体状态的变化而动态调整。以往研究发现，手部运动受限会导致手部周围空间范围缩小，但关于全身固定如何影响躯干周围空间表征的问题，科学界仍知之甚少。

日本立命馆大学开放创新与合作研究组织的Naoki Kuroda及其合作者发表在《Experimental Brain Research》上的这项研究，正是为了解答这一科学问题。研究人员设计了两项精巧的实验：实验一比较了有无大型固定箱条件下的躯干周围空间表征；实验二则通过改变固定箱尺寸，进一步探究了身体固定程度对空间感知的影响。研究采用虚拟现实技术呈现视觉刺激，同时测量参与者对不同距离视觉刺激的触觉反应速度，以此量化视觉触觉交互强度。

研究主要采用了三项关键技术方法：1)基于虚拟现实的视觉触觉交互范式，使用头戴显示器呈现不同距离的视觉刺激；2)全身固定操控技术，通过不同尺寸的实体固定箱限制参与者身体活动；3)心理物理学测量方法，包括反应时记录和主观身体固定程度评估。14名健康成年参与者完成了所有实验程序。

研究结果显示：
在"实验方法"部分，研究人员详细描述了实验设计和测量指标。通过比较有无固定箱条件下视觉刺激对胸部触觉反应的促进作用，建立了躯干周围空间表征的量化方法。

"实验结果与讨论"部分的主要发现包括：
实验1结果显示，使用固定箱条件下的视觉触觉交互作用显著强于无固定箱条件，且参与者主观报告的身体固定感也更强。有趣的是，虽然研究未能明确界定PPS的具体边界，但视觉刺激距离越远，其促进触觉反应的效果就越弱，这一距离效应在两种条件下均显著存在。

实验2通过比较大小固定箱的效应，进一步排除了"箱体具身化"的替代解释。结果表明，虽然小尺寸固定箱条件下的身体固定感更强，但视觉触觉交互作用反而比大尺寸固定箱条件下更显著。这一发现支持了身体固定程度而非箱体尺寸是影响空间感知的关键因素。

在"一般讨论"中，研究者将发现置于更广阔的理论背景下进行阐释。研究支持"动作场理论"(Action Field Theory)的观点，认为周围空间表征不仅反映创造接触的潜在动作空间，也包含避免接触的防御性空间。当身体运动受限时，防御性空间表征可能得到增强，从而表现为更显著的视觉触觉交互作用。这一发现与孕妇躯干周围空间扩展的现象形成有趣对照，提示身体保护需求可能通过不同机制影响空间感知。

该研究的创新价值主要体现在三个方面：首先，首次系统考察了全身固定对躯干周围空间表征的影响，填补了这一领域的知识空白；其次，通过精巧的实验设计区分了身体固定效应与工具具身化效应，为理解空间感知的神经机制提供了新视角；最后，研究采用的虚拟现实技术为未来相关研究提供了可靠的方法学范式。这些发现不仅深化了我们对感知运动系统可塑性的理解，也为康复医学中空间感知障碍的干预提供了潜在的理论依据。