增强现实中游客沉浸感的神经解码

《ANNALS OF TOURISM RESEARCH》:Neural decoding of tourists' immersion in augmented reality

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月25日 来源:ANNALS OF TOURISM RESEARCH 8.1

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   摘要本研究利用脑电图数据和基于机器学习的神经解码,探讨了增强现实环境中旅游沉浸的神经相关物。结果确定阿尔法、贝塔和伽马频段是沉浸感的关键潜在预测指标,解码准确率分别为 73.24%、70.13% 和 70.83%。阿尔法和贝塔频段活动可能与沉浸过程中的注意过程有关,而伽马频段

  

摘要

本研究利用脑电图数据和基于机器学习的神经解码,探讨了增强现实环境中旅游沉浸的神经相关物。结果确定阿尔法、贝塔和伽马频段是沉浸感的关键潜在预测指标,解码准确率分别为 73.24%、70.13% 和 70.83%。阿尔法和贝塔频段活动可能与沉浸过程中的注意过程有关,而伽马频段活动可能反映意识觉察和情绪处理。该研究还确定了前额叶、中央和顶叶区域的沉浸相关模式,这些模式可能与情绪调节、多感官整合和临场感有关。这些神经指标有助于理解游客沉浸式体验背后的神经过程,并为未来沉浸式技术的开发和评估提供实际启示。

引言

旅游体验日益将游客定位为主动且情感投入的参与者,而非被动的接受者(Prebensen et al., 2013)。在这一转变中,沉浸——一种游客深深沉浸在体验中的状态——引起了学术界和管理界越来越多的关注。因此,旅游景点(包括博物馆、动物园、主题公园、遗址和艺术画廊)正投入大量资源开发“复杂、主题化和精致的环境”(Lunardo & Ponsignon, 2020, p. 1151)。这些环境旨在促进暂时逃离日常现实,同时创造愉快且难忘的访客体验。
随着研究人员深入探讨沉浸现象,推进对其神经基础的研究代表了理解其本质的下一个前沿领域(Figalová et al., 2022; Lim et al., 2019)。脑电图是一种广泛采用的方法,能够实时观察脑信号和“神经振荡”(Ba?ar, 2013, p. 291)。不同频段的这些神经振荡反映了不同的心理状态(Li et al., 2024)。通过追踪沉浸体验期间的振荡,研究人员可以更深入地了解沉浸的神经基础。从而可以揭示这一现象的本质。
尽管在理解沉浸的神经基础方面取得了进展,但仍存在重大挑战,阻碍了对这一现象的全面理解。首先,缺乏标准化和可靠的神经指标,使得沉浸研究缺乏坚实的实证基础。现有研究依赖于碎片化且不一致的指标,例如孤立的神经振荡,缺乏统一的框架。这种不一致不仅使跨研究比较变得复杂,也阻碍了将沉浸确立为可科学测量的构念的努力。其次,大多数调查是在受控的实验室环境中进行的,其中实验参数受到严格控制。虽然这些条件提供了较高的内部有效性,但它们无法捕捉真实环境设置中不可预测的性质,例如游客在真实环境中的沉浸式体验。这种差异限制了研究结果的外部有效性,使得难以将结论应用于现实情境(Viglia & Dolnicar, 2020, p. 1)。第三,该领域的大多数研究采用假设驱动的方法:实验者关注预定频段和大脑区域内的特定神经振荡。这种基于积累的实证证据测试假设的方法,允许理论和模型得到完善和更新(Han, 2022)。然而,也要认识到与沉浸相关的细微但相关的神经活动变化可能被忽略。此外,常规技术通常基于这些活动与行为沉浸得分之间的线性关系来识别沉浸相关的脑活动(He et al., 2023)。因此,与沉浸具有非线性关联的神经活动可能未被检测到。
为了弥补这些差距,本研究采用数据驱动的方法,利用先进的基于机器学习的神经解码策略来调查现实场景中的沉浸神经基础。该研究具体遵循基于脑电图的机器学习范式(Dadebayev et al., 2022),并整合了 Mahmud et al. (2021) 的神经解码技术,该技术将支持向量机与稳定性选择相结合。该方法全面测量了自然刺激引起的沉浸式体验相关的神经机制。因此,可以辨别特定频段和大脑区域内与沉浸相关的线性和非线性神经振荡。
本研究通过系统和全面地检查游客沉浸的神经基础,推动了相关研究的发展,提供了实证证据,以更深入地了解驱动旅游沉浸式体验的机制。实际上,研究结果为实现针对游客实时沉浸式体验的沉浸相关景点设计和监测系统的开发提供了宝贵的见解。

章节摘要

游客的沉浸式体验

沉浸已在许多背景下被探索,包括电子游戏、虚拟现实、音乐和电影。因此,“沉浸”一词被用来描述不同领域的各种体验。这种缺乏标准化术语的情况可能导致现象概念化与调查方法之间出现不一致(Agrawal et al., 2020),从而削弱结果发现的清晰度和有效性。
沉浸通常被分为两类

方法论

本研究借鉴了 Dadebayev et al. (2022) 提出的基于脑电图的机器学习范式,并进行了轻微调整以适应 Mahmud et al. (2021) 的神经解码程序。这些修改确保了研究目标的实现。
如图 1 所示,研究过程从选择和评估正式实验的自然刺激以及招募参与者开始。在实验期间,脑电图信号被

频率解码结果

初步评估检查了如何从全脑和单个半球中的每个频率点解码游客的沉浸式体验。在全脑条件下,给定频率点的所有 30 个通道的特征被连接并共同输入分类器,为每个频率点产生一个分类准确率。同样的程序应用于左半球的 18 个通道和右半球的 18 个通道以获得

沉浸式体验的频率 - 空间神经模式

在本研究中,对脑电图数据进行了基于机器学习的神经解码分析,以检查现实场景中沉浸式体验的频率和空间特征。发现集中在几个关键方面。
首先,频率解码确定阿尔法、贝塔和伽马频段产生了最高的预测准确率。此外,在按稳定性得分排名前五个特征中,所有特征都源自这三个频段,每个

启示与局限性

游客的沉浸式体验一直是旅游文献中的一个反复出现的话题。本研究与先前的工作不同,并为该领域做出了几项贡献。在理论上,本研究通过应用机器学习进行神经解码,超越了碎片化且不一致的指标,提供了一种更标准化的方法来识别与沉浸式体验相关的关键神经振荡频段和大脑区域。具体来说,发现证实了阿尔法和伽马

CRediT 作者贡献声明

林国阳:撰写 – 审阅与编辑,撰写 – 初稿,方法论,调查研究,正式分析,概念化。李咪咪:撰写 – 审阅与编辑,监督,项目管理,资金获取,概念化。黄晓婷:撰写 – 审阅与编辑,监督,概念化。刘永生:软件,资源,方法论,调查研究,正式分析,数据整理。

利益冲突声明

无。

致谢

本研究由香港理工大学酒店与旅游管理学院系部大型项目资助(项目编号:4-ZZNP)。
林国阳 | 李咪咪 | 黄晓婷 | 刘永生
福建师范大学 文化与旅游及公共管理学院,旗山校区,中国福建省
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