25名志愿者在虚拟现实中通过一周飞行训练，成功让大脑将虚拟翅膀视为真实肢体。研究揭示了大脑重塑自我认知的极强可塑性。
在《X战警》的漫画世界里，沃伦能从背后舒展开巨大的白色羽翼冲向云霄。虽然科学家还没能让这种科幻情节完全变成现实，但虚拟现实技术正让我们窥见学习飞行时的奇妙体验。一项于5月7日发表在《细胞报告》上的研究显示，经过虚拟翅膀的飞行训练后，人类大脑对翅膀的反应与对真实肢体的反应变得非常相似，翅膀仿佛变成了身体的一部分。
这项研究源于北京大学认知神经科学家Yanchao Bi的一个长久梦想，她一直渴望能像鸟儿一样独自飞翔。2023年春季，她与该校运动控制实验室的负责人 Kunlin Wei 在喝咖啡时分享了这个愿望。这次谈话激发了一个科学问题：人们能在虚拟现实中学会拍动翅膀飞行吗？在这个过程中，大脑又会发生怎样的改变？
为了寻找答案，他们的同事 Yiyang Cai 设计了一个为期一周的训练计划，其机械原理完全基于鸟类的飞行模式。25名参与者戴上虚拟现实头显并穿戴好动作捕捉设备，在虚拟镜像中，他们看到自己化身为拥有红褐色巨大羽翼的鸟人。当他们转动手腕或扇动双臂时，虚拟世界里的翅膀也会随之律动。
在这一周里，参与者们逐步掌握了操控翅膀的技巧。他们需要拍打掉落的气球，在陡峭的悬崖上保持悬浮，甚至要精准地飞过空中的光环。来自北京师范大学的神经科学家 Ziyi Xiong 观察到，虽然大家的进步速度不一，有人初试即成，有人则需要三四次练习，但所有人都在显著提高。
实验结束后的脑部扫描结果令人惊讶。大脑中的视觉皮层通常负责处理肢体图像，研究人员发现该区域对翅膀图片的反应变得更加强烈。更重要的是，大脑对翅膀的神经反应模式开始向处理上肢的模式靠拢。Bi 解释说，参与者开始在潜意识里将翅膀视为自己身体的一部分，这表明大脑通过学习和经验进行自我重组的可塑性边界，比我们想象的还要宽阔。
这种改变不仅仅发生在神经细胞的放电模式上。Kunlin Wei 指出，这种亲身体验彻底转化了参与者对飞行的理解，这种认知深度是抽象的知识无法提供的。安格利亚鲁斯金大学的认知神经科学家 Jane Aspell 认为这项研究非常迷人，它有力地证明了大脑的灵活性。如果大脑能接纳翅膀这种非人类的结构，那么未来它或许也能接纳更多种类的肢体增强装置。
随着我们未来可能在虚拟现实中投入更多时间，这种技术将如何长期重塑人类大脑，正成为科学家们极感兴趣的研究方向。这种体验不仅能应用于新技术开发，还可能创造出全新的感官体验，让人类以更丰富的方式去感知现实。
本文译自 sciencenews，由 BALI 编辑发布。
