虚拟现实中环境背景对情感共情和认知共情的影响

《Scientific Reports》：Environmental context effects on affective and cognitive empathy in virtual reality

　　

人类互动总是发生在特定的情境中。尽管近期研究强调了情境在情绪交流中的作用，但环境氛围（场景的气氛）的具体影响尚不明确。本研究调查了积极与消极氛围对认知共情（情绪识别）和情感共情（情绪模仿）的影响。在一项实验室实验中，75名参与者佩戴带有面部肌电图（EMG）传感器的头戴式显示器，在愉快或不愉快的沉浸式氛围中遇到表达喜悦或痛苦（悲伤、愤怒和厌恶）的虚拟化身。正如预测，当表达的情绪与氛围匹配时，模仿更强。此外，积极氛围增强了对悲伤和快乐表情的认知共情。这些发现表明，相遇的氛围显著塑造了研究人员在该环境中对他人的共情反应。

**论文解读文章**

**研究背景与问题**
人类的社会互动总是嵌入特定的环境之中。研究发现，社会情境因素（如群体归属、亲密程度）对情绪交流有显著影响，但环境氛围（ambience）——即场景所引发的情绪气氛——的作用却鲜有研究。主要障碍在于：传统实验难以在控制条件下让参与者真正沉浸于不同环境，同时无法精确测量其面部反应。虚拟现实（VR）技术为此提供了可能，但VR头戴设备会遮挡面部，干扰肌电图（EMG）记录。为此，研究人员利用高分辨率VR与内置EMG传感器的头戴设备，首次系统探究了环境氛围对情感共情（以情绪模仿为指标）和认知共情（以情绪识别为指标）的影响。该研究发表于《Scientific Reports》。

**主要技术方法**
研究人员使用Unreal Engine 5.0创建了两个沉浸式虚拟环境：一个带有绿植、鸟鸣和音乐的愉快公园，另一个带有建筑噪音、施工车辆和救护车的压抑工地。通过MetaHuman Creator生成逼真虚拟化身（avatar），呈现快乐、悲伤、愤怒、厌恶四种表情。75名德国参与者（51名女性，21名男性，3名多元性别，平均年龄28岁）佩戴集成干电极EMG的emteqPRO头戴显示器，记录眼轮匝肌（O. Oculi）、颧大肌（Zygomaticus M.）和皱眉肌（Corrugator S.）的活动。实验采用2（愉快vs.不愉快氛围）×2（快乐vs.痛苦表情）混合设计，每个模块12个试次，参与者随机接受顺序。数据通过线性混合模型（LMM）分析，并预先在开放科学框架（OSF）注册。

**研究结果**
**操作检查**：参与者报告在愉快氛围中感受到更多积极情绪、更少消极情绪，在不愉快氛围中相反，证实氛围诱导有效。

**情绪模仿**：
- **快乐表情**：在愉快氛围中，参与者在表情峰期（apex）和刺激后阶段（poststim）表现出更强的积极模仿模式（皱眉肌活动低于眼轮匝肌和颧大肌均值）。在不愉快氛围中，即使化身呈现中性表情，参与者已表现出皱眉肌主导的消极表情，这种情绪诱导与快乐模仿冲突，导致模仿减弱。对比分析显示，愉快氛围下快乐模仿显著更强（apex: t=5.49, p<.001; poststim: t=6.04, p<.001）。
- **痛苦表情**：在不愉快氛围中，参与者同样呈现持续消极表情，且对痛苦表情的模仿进一步增强。愉快氛围下，消极表情诱导不持久，但模仿反应延迟至峰期才显著。对比分析表明，不愉快氛围下痛苦模仿更强（apex: t=3.12, p=.002; poststim: t=3.33, p=.001）。
综合而言，情绪模仿遵循一致性假设：当情绪与氛围匹配时模仿更强。

**情绪识别**：参与者对每种表情的靶情绪评分最高，确认表情被正确识别。氛围影响仅出现在快乐和悲伤表情：愉快氛围中，快乐和悲伤的靶情绪评分显著更高（p<.001）。愤怒表情在愉快氛围中被评为更惊讶，而厌恶表情未受氛围影响。该结果支持共情资源假设：积极氛围扩大了认知资源，增强了对情绪（包括消极情绪）的识别。

**感知亲近度**：参与者对快乐化身的亲近感整体高于痛苦化身。愉快氛围显著增加了对快乐化身的亲近感（M_pleasant=37.80 vs. M_unpleasant=34.11, p=.002），但对痛苦化身无显著影响。

**讨论与结论**
研究发现，环境氛围通过两种机制影响情绪交流：一是氛围诱导的情绪状态（底向上过程），二是情绪与氛围的一致性效应（顶向下过程）。愉快氛围增强快乐模仿但抑制痛苦模仿，符合一致性假设；而愉快氛围促进悲伤和快乐表情的识别，则支持共情资源假设。两者差异可能源于：模仿反映情感共情（自动、依赖目标），而情绪识别需要认知共情，受益于积极氛围的“拓展-建构”效应。感知亲近度的结果也体现了一致性。

**研究结论**（原文翻译）：
总之，本研究表明，情感共情的一个自动但依赖目标的指标——情绪模仿——受到表达遭遇环境氛围的调节。这一新颖而独特的证据有助于更深入理解情绪过程如何嵌入物理和社会世界，后者为社会互动提供情感氛围。虽然可能并不令人惊讶，但这项研究解释了为什么把第一次约会安排在建筑工地可能不是最佳选择。