结合生理指标测量的虚拟现实实验

该方法可用于设计和实施能够采集人类受试者生理数据的虚拟现实实验。虚拟环境框架中的实验设计旨在促进这一过程。该技术的主要优势在于能够在从多种来源（包括生理测量设备）采集数据的同时，有效控制无关变量。

该技术的潜在应用广泛涉及认知科学领域，因为它能够在受控环境中研究认知与情绪之间的关系。尽管该方法可为导航行为研究提供深入见解，但也可应用于其他领域，如环境感知、行为地理学以及决策研究。通常，初学者在应用该方法时会遇到困难，因为采集和分析生理指标所需的知识有时超出了认知科学课程所涵盖的范围。

该方法的可视化演示非常重要，因为它为其他研究人员提供了收集生理数据的逐步指导，包括电极的放置。首先，打开 EDA-ECG 软件并创建一个新的设置文件。将采样率设置为 1,000 赫兹，并选择合适的通道数量。

然后，保存设置文件，并将该文件另存为一个用于实验会话的新名称版本。接下来，对EDA电极执行开路归零操作，以获得系统电导率的基线测量值。在软件中打开实验设置菜单，并输入实验参数。

然后，点击“开始实验”。首先，请受试者阅读知情同意书并签署知情同意表格。接着，使用湿巾清洁受试者非优势手的食指和无名指。

确保受试者手指干燥后，将两个皮肤电反应（EDA）电极连接至手指中节指骨处。根据文本方案，将白色、黑色和红色电极放置于受试者肋间部位。然后，将三种颜色编码的心电图（ECG）导线连接至对应的电极上。

在参与者填写问卷的同时，关闭隔间两侧的挡板，准备进行生理测量。将血压袖带绑在非优势手臂上，将两个皮肤电反应（EDA）导线连接到参与者手指的电极上。

确保电极已连接至正确位置。然后，关闭显示器上方的灯光，并将顶灯调至最低亮度。接下来，将皮肤电活动（EDA）通道归零，以获取受试者初始皮肤电导水平的测量值。

在 EDA-ECG 软件中，打开 Bio Amp 对话框。然后选择信号范围，使心跳信号大约占据预览窗口的三分之一。使用软件开始记录，并确保在实验者显示器的软件窗口中可见信号。

然后，按下血压仪上的相应按钮，开始记录血压。在打开的Unity软件中，单击“开始测量”。要求受试者观看基线自然视频。

要求参与者完成训练迷宫，以练习使用操纵杆。在训练迷宫游戏中，参与者需跟随箭头并收集漂浮的宝石。随后，指导参与者完成导航任务。

让受试者完成导航任务。受试者完成导航任务后，停止皮肤电活动（EDA）和心电图（ECG）记录。然后，取下血压袖带，断开心电图电极的电缆，并将皮肤电活动电极从受试者手指上移除。

告知参与者，他们将在计算机上回答另一系列问题，如有需要可随时提问。在 eve 软件的评估菜单中，按下添加事件标记按钮，以在生理测量文件中标记事件。然后，在 EDA-ECG 软件中保存生理测量文件中的 EDA-ECG 文件。

接下来，使用 evertools 软件包导出实验数据以备份。最后，整理设备并用酒精垫清洁电极。采用本方案，共对 60 名参与者进行了研究，以探讨导航过程中有效应激对空间知识获取的影响。

与预期一致，生理数据表明，应激组的心率高于无应激组，但在皮肤电活动（EDA）方面差异无统计学意义。总体而言，自我报告的导航能力与学习虚拟环境所需时间之间存在负相关关系。根据可视化轨迹显示，应激组的参与者在虚拟环境中也表现出更高的效率。

这表明更高的唤醒水平和空间能力可能与更高效的导航行为相关。该技术可为认知科学领域的研究人员探索压力与人类导航行为之间的关系开辟道路，结合使用虚拟现实和生理测量方法。