《Proceedings of the National Academy of Sciences》:Transition ability to safe states reduces fear responses to height
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這篇研究通過兩項虛擬現實(VR)實驗,探究自我行動轉換至安全狀態能否減少對高度的恐懼反應。發現主動飛行組在生理(皮膚電反應 SCR)和主觀(主觀恐懼評分 SFS)恐懼反應上降低更顯著,揭示了基于行動的恐懼消退預測機制。
研究背景
辨別安全和危險環境對動物生存至關重要,恐懼消退在其中發揮關鍵作用。過往研究主要聚焦于重復暴露在恐懼誘導情境中且無負面后果來構建恐懼消退,使個體學習到特定情境是安全的。然而,個體也可能通過預測自身行動能轉換到安全環境來減少恐懼反應。
在恐懼消退研究中,“行動” 的作用愈發受關注。主動回避范式下,個體能通過行為反應避免負面結果,且有研究表明主動回避訓練可改善恐懼消退并防止恐懼自發恢復。不過,此前研究未明確行動是通過減少情境與結果的關聯,還是單純基于行動的預測來降低恐懼反應。
此外,與生物恐懼相關的刺激(如蜘蛛、蛇的圖片)相比恐懼無關刺激(如蝴蝶、花的圖片)更難消退。根據塞利格曼的準備理論,人類易對威脅生存的刺激產生恐懼,研究這類先天和系統發育相關恐懼刺激的消退機制對恐懼癥(如恐高癥)研究意義重大。
虛擬現實(VR)為研究提供了有效且設計精良的行為情境,可避免參與者暴露于真實恐懼刺激; VR 模擬高度能可靠誘導強烈恐懼反應,本研究利用 VR 探究個體轉換到安全狀態的能力能否減少恐懼反應。
研究方法
- 參與者:實驗方案經倫理委員會批準,參與者均簽署書面知情同意書。實驗 1 計劃招募 100 人,最終 99 人參與,均有恐高癥,且預 HIQ 評分中等及以上、預 SCR 值為正。排除部分因 VR 不適等原因的參與者后,飛行組 44 人、對照組 41 人納入分析。實驗 2 招募 89 人,排除因技術問題、VR 不適等原因的參與者后,飛行組 46 人、對照組 28 人納入分析。兩組參與者相互獨立,參與實驗可獲 4000 日元報酬。
- VR 設置:主要設備為 Meta Quest Pro,由桌面電腦運行任務程序,實驗 2 在木板任務中增加了腳部追蹤。
- 實驗流程:VR 實驗包含虛擬身體所有權錯覺(IVBO)任務、第一次木板任務、主動飛行或被動觀看任務、第二次木板任務。參與者從第一人稱視角體驗,使用與自身性別相同的虛擬形象,并在實驗前后完成問卷。
- 測量指標:記錄皮膚電反應(SCR),計算 SCR 恐懼指數和 delta SCR 恐懼指數;參與者在木板任務中報告主觀恐懼評分(SFS),計算預和后 SFS 恐懼指數及 delta SFS 恐懼指數;使用態度向高度問卷(ATHQ)、高度解釋問卷(HIQ)和原始 VR 問卷評估參與者對高度的態度、恐懼水平和實驗感受。
- 數據分析:對 SCR 數據進行配對 t 檢驗和 Welch's t 檢驗,對 SFS 數據進行配對 t 檢驗和 Mann-Whitney U 檢驗,使用 Mann-Whitney U 檢驗比較原始 VR 問卷得分,采用多元線性回歸分析 delta SCR 的影響因素。
研究結果
- 問卷結果:實驗 1 和 2 中,兩組在身體所有權低頭看、身體所有權鏡子、身份認同和臨場感得分上無顯著差異;飛行組在可控性得分上顯著高于對照組;實驗 2 中,飛行組在享受得分上顯著高于對照組,且安全預測得分在兩組間差異顯著。
- SFS 結果:兩組在實驗前后 SFS 均顯著降低;飛行組的 delta SFS 指數顯著高于對照組,表明主動飛行體驗能減少主觀恐懼反應。
- SCR 結果:兩組在實驗前后 SCR 恐懼指數均顯著降低;飛行組的 delta SCR 恐懼指數顯著高于對照組,且排除高預 SCR 參與者后差異仍顯著,說明主動飛行體驗能減少生理恐懼反應。
- 安全預測的影響:多元線性回歸分析顯示,飛行組中安全預測得分與 delta SCR 恐懼指數顯著正相關,預 ATHQ 得分與 delta SCR 恐懼指數顯著負相關。
研究討論
本研究表明,個體通過自我行動轉換到安全狀態的能力可減少生理和主觀恐懼反應。主動飛行組在生理和主觀恐懼反應上的降低幅度大于對照組,且基于飛行體驗的安全預測有助于解釋飛行組 SCR 的降低。
研究發現與以往行動控制感有助于減少恐懼反應的研究一致,但進一步揭示了自我行動轉換到安全狀態的預測可直接降低恐懼反應,而非僅通過重復暴露加速情境 - 結果關聯學習。這一發現可能解釋主動回避比巴甫洛夫回避更能持久降低恐懼反應的原因。
研究結果還與無模型和基于模型的強化學習相關。傳統恐懼消退方法類似無模型強化學習,基于行動的狀態轉換預測則符合基于模型的強化學習觀點,但仍需進一步研究驗證。
與以往恐高癥 VR 暴露研究主要測量主觀狀態不同,本研究同時測量了主觀和生理恐懼反應,且發現 SCR 和 SFS 并不完全相關。研究存在局限性,如不確定 VR 實驗結果能否推廣到現實世界,且未探究長期效果。未來研究可測試 VR 飛行體驗對現實世界恐高癥的影響及長期效果,以評估基于預測的恐懼消退機制在恐懼癥治療中的臨床應用價值。