拓扑不稳定环境下人类虚拟迷宫问题解决效率的研究

《Scientific Reports》：Effects of topological instability on spatial problem solving in a virtual desktop maze task

　　

摘要

现实世界的环境是不可预测且动态变化的。然而，大多数关于空间学习和问题解决的研究使用的是稳定的环境。本研究考察了人类在拓扑不稳定条件下如何完成桌面虚拟迷宫任务，在这种条件下，环境的结构每次试验都会发生变化。我们开发了两个虚拟桌面环境，一个具有稳定结构，另一个具有可重构结构。在稳定迷宫中，环境结构在各次试验间保持不变。在可重构迷宫中，迷宫的内部组织在每次试验后根据参与者的路线选择而发生变化。参与者（n = 132）被指示找到并收集隐藏在四个宝箱中两个宝箱内的硬币。两组参与者均表现出显著的跨试验改进趋势。可重构组在习得最优行为方面（即在接近不必要隔间的情况下收集两枚硬币）呈现出较慢的趋势，但该结果未通过多重比较校正。可重构组在路径长度（IRR = 1.10）和试验持续时间（ratio = 1.26）方面的跨试验减少速度均较慢。在控制路径长度后，持续时间差异减小但仍显著（ratio = 1.17）。拓扑不稳定性对以路径长度和试验持续时间衡量的问题解决效率造成了代价。目前尚无法确定它是否也延缓了任务规则的习得，需要更大样本的重复实验进行验证。本研究为探讨在变化环境中的问题解决提供了一个新颖的工具。经过适当调整，该工具可用于发展心理学、老年学和临床研究中。