沉浸式虚拟现实游戏对青年人执行功能的影响：运动强度的作用
会议名称：《第十三届全国体育科学大会》
会议日期：2023年
学科分类：0402[教育学-心理学(可授教育学、理学学位）] 0403[教育学-体育学] 040203[教育学-应用心理学] 04[教育学]
摘 要：研究目的:在数字和智能技术的时代,人们对技术服务的期望越来越高。人机交互和纳米技术的发展使得虚拟现实(Virtual reality, VR)技术得以发展和普及,并延伸到运动、娱乐等领域。随着VR技术的不断发展,VR游戏无疑会越来越多,由于VR的特点是可视化、沉浸感和互动性,它通常被认为是一种用于游戏的相关技术。然而VR与游戏元素的结合不仅限于娱乐,而且已经扩展到体育领域,VR+体育的时代正在全世界大范围下拉开序幕。虚拟现实游戏包括沉浸式和非沉浸式两种。非沉浸式VR是指通过计算机进行虚拟体验,用户可以在其中控制软件中的某些角色或活动,但环境不直接与用户交互。与非沉浸式VR相反,沉浸式VR技术结合了现实的3D环境、用于身体追踪的头戴式显示器和手持控制器,给人一种精神沉浸在一个模拟世界(虚拟世界)中的感觉,拥有逼真的体验。大多数VR游戏能够引起轻度至中等强度体力活动活动。事实上,虚拟现实游戏已成为一种新的体力活动干预策略,旨在帮助人们提高运动参与度。虚拟现实游戏可能通过作用于前额叶皮层来改善情绪和执行功能,扩大潜在益处。然而,沉浸式VR游戏中的运动强度对执行功能的影响尚未得到充分研究,相关的干预策略也尚未建立。基于此,本研究旨在阐明虚拟现实下的不同强度的单次短时运动游戏对青年人情绪和执行功能的影响。我们假设虚拟现实是一个环境因素,而随着VR游戏中的运动强度的变化会改善积极情绪和执行功能表现。研究沉浸式虚拟现实游戏中的运动强度对情绪反应和执行功能表现,明确沉浸式VR游戏中的运动强度对青年人执行功能的有益作用和差异,有助于为青年人建立有效的潜在体力活动促进策略,以应对该人群体力活动参与度低的问题。研究方法:本研究采用随机交叉试验设计。参与者分四天到访实验室。在第一次访问期间,参与者完成了体力活动准备问卷,评估了身高、体重、静息心率等,并熟悉实验游戏。第2–4次的实验过程中,参与者需完成一次15分钟不同强度的沉浸式VR游戏,即中等强度VR(MI-VR)、高强度VR(HI-VR)和活跃对照VR(AC-VR),并完成两项执行功能任务(即Eriksen侧翼任务和任务切换测试)。其中AC组的设置以避免可能的干扰条件(如HMD VR设备),确保本实验的结果由运动强度和VR场景本身触发。在实验前和实验结束后,采用Borg疲劳感知量表(RPE)、感觉量表(the feeling scale, FS)和感觉唤醒量表(the felt arousal scale, FAS)测量受试者的情绪效价和情绪唤醒。为了避免潜在的顺序效应,平衡每种条件随机出现的概率,四次到访实验室间隔至少7天。采用重复测量方差分析,以条件(AC/MI/HIVR运动)和活动(前/后)为因素,评估各时间点唤醒和愉悦的情绪状态变化。对于行为学结果(Eriksen侧翼任务和任务切换测试的反应时间和正确率)使用重复测量方差分析(RM-ANOVA)评估不同干预方式之间的差异。研究结果:本探索性研究比较了单次短时不同强度沉浸式VR游戏对青年人执行功能(即抑制控制和认知灵活性)和情绪的影响。研究结果表明,与传统运动类似,随着沉浸式VR游戏中运动强度的增加,情绪效价和情绪唤醒水平也显著提升。表现为VR游戏前后的FAS和沉浸式VR游戏中的运动强度的交互效应显著F(2,64)=4.41,P=0.016,η2=0.12。VR运动后FAS显著提升(AC:2.15±0.97vs.2.79±1.22,P0.05)。在认知表现方面,沉浸式VR游戏不影响任务切换范式的准确性和反应时。相反,具有运动强度的MI和HI虚拟现实游戏后,侧翼任务的表现有所改善,具体表现为反应时间的减少。侧翼任务在认知任务条件(一致条和不一致条件)的主效应显著F(1,31)=154.70,P0.001,η2=0.83。参与者在一致条件的反应时间(319.17±7.74ms)显著快于不一致条件的反应时间(357.82±8.39ms)(P0.001)。实验方案的主效应显著F(2,62)=4.45,P=0.016,η2=0.13。不一致条件下AC-VR组的RT(348.88±9.41ms)较HI(333.65±8.31ms,P=0.021)和MI(33