虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于神經(jīng)心理評(píng)估的研究概述

摘 要 傳統(tǒng)神經(jīng)心理評(píng)估的實(shí)驗(yàn)控制和生態(tài)效度的平衡問題日益受到研究人員的關(guān)注，而新興的虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，VR)技術(shù)為問題的改善帶來了希望，它不僅可以模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境并支持被試的直接交互。而且能對(duì)傳統(tǒng)測(cè)試進(jìn)行再現(xiàn)和擴(kuò)展。它所形成的評(píng)估系統(tǒng)能對(duì)刺激的內(nèi)容和表象、任務(wù)的復(fù)雜度和被試的響應(yīng)進(jìn)行靈活控制，所獲取的信息更豐富、準(zhǔn)確。在初步評(píng)估注意過程(注意、單側(cè)空間忽略)、記憶(前瞻記憶、情景記憶、空間記憶、地形定向)和執(zhí)行功能方面已獲得了令人滿意的效果，然而目前VR評(píng)估的應(yīng)用仍存在技術(shù)和設(shè)備方面的不足，以及對(duì)評(píng)估者和被試不同操作要求的局限，因此今后除了要規(guī)范化現(xiàn)有VR評(píng)估系統(tǒng)，還應(yīng)該進(jìn)一步發(fā)展基礎(chǔ)條件來推動(dòng)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 虛擬現(xiàn)實(shí)；神經(jīng)心理評(píng)估；注意過程；記憶；執(zhí)行功能

分類號(hào) B841

1 引言

神經(jīng)心理評(píng)估是對(duì)基于神經(jīng)學(xué)的認(rèn)知損害進(jìn)行科學(xué)分析和治療的重要前提和基礎(chǔ)。傳統(tǒng)評(píng)估方法在相關(guān)理論模型的基礎(chǔ)上，采用一系列測(cè)試(通常為紙筆形式)對(duì)不同的認(rèn)知功能進(jìn)行測(cè)量，如利用腳本事件任務(wù)(script event tasks)評(píng)估阿爾茨海默病(Alzheimer's Disease，AD)患者的認(rèn)知障礙(Grafman，1995)。而對(duì)于較復(fù)雜認(rèn)知功能的評(píng)估常來源于對(duì)簡(jiǎn)單認(rèn)知功能測(cè)量結(jié)果的綜合預(yù)測(cè)。總體上以紙筆測(cè)試為代表的傳統(tǒng)方法在特征性、生態(tài)有效性方面表現(xiàn)較弱，其結(jié)果往往受觀察者和測(cè)試環(huán)境的影響，缺乏有效性和可靠性，為了提高生態(tài)效度，研究者有時(shí)通過在現(xiàn)實(shí)生活或物理實(shí)物模型(廚房、辦公室等)中直接觀察被試的執(zhí)行而實(shí)現(xiàn)評(píng)定。然而此類測(cè)試所面臨的主要問題在于：(1)難于對(duì)刺激的內(nèi)容和表象進(jìn)行靈活控制；(2)難以準(zhǔn)確獲取被試的執(zhí)行細(xì)節(jié)；(3)現(xiàn)實(shí)生活中的直接觀察難以在具有危險(xiǎn)和壓力的環(huán)境下進(jìn)行；(4)構(gòu)建大型復(fù)雜物理模型不僅成本高而且仿制范圍也很有限。

近年來迅速發(fā)展的虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，VR)技術(shù)為模擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景提供了可能，能在再現(xiàn)和擴(kuò)展傳統(tǒng)方法的同時(shí)改善評(píng)估的有效性和可靠性，滿足評(píng)估者多樣化的需求(Rizzo。Schultheis，KemsMateer，2004a)。基于VR技術(shù)的神經(jīng)心理評(píng)估(以下簡(jiǎn)稱VR評(píng)估)方法生態(tài)效度高，所提供的視覺、聽覺、觸覺等多通道反饋能支持被試的日常交互，它所帶來的沉浸感可以使被試忘記正在接受測(cè)試任務(wù)而產(chǎn)生更多的自發(fā)行為。而評(píng)估系統(tǒng)一旦被設(shè)定好相關(guān)參數(shù)就可以無限次實(shí)施相同測(cè)試，不受觀察者、測(cè)試環(huán)境的影響，同時(shí)，系統(tǒng)不僅可以對(duì)刺激的內(nèi)容和表象、任務(wù)復(fù)雜度以及被試的行為響應(yīng)進(jìn)行靈活控制，而且能在獲取被試響應(yīng)參數(shù)(準(zhǔn)確度、速度)的同時(shí)，記錄其潛伏期、解決策略和視野偏好等信息，被試的離散行為響應(yīng)得到了更好的量化。此外，VR技術(shù)能夠模擬現(xiàn)實(shí)生活中對(duì)患者不可接近、有危險(xiǎn)、有壓力的環(huán)境，在這些模擬環(huán)境中患者有安全感，知道不會(huì)因?yàn)樾袨椴划?dāng)而受到傷害、譏笑或者是懲罰，因此他們可能會(huì)突破“不能”的限制，出現(xiàn)如穿過馬路等背離行為，這是在傳統(tǒng)評(píng)估中觀測(cè)不到的，由于VR評(píng)估與傳統(tǒng)方法相比具有以上無可比擬的優(yōu)勢(shì)，已被逐漸應(yīng)用于評(píng)估注意、記憶、執(zhí)行功能等不同認(rèn)知領(lǐng)域。其結(jié)果對(duì)輔助臨床診斷、康復(fù)策略的制定具有重要參考意義。以下將概述VR評(píng)估近年來在注意過程(注意、單側(cè)空間忽略)、記憶(前瞻記憶、情景記憶、空間記憶、地形定向)和執(zhí)行功能方面的應(yīng)用進(jìn)展，以期為今后同類研究的開展起到借鑒作用。

2 注意過程(agention 0rocess、

注意過程是個(gè)體實(shí)現(xiàn)高層次認(rèn)知功能的必備條件，能使個(gè)體在執(zhí)行不同任務(wù)時(shí)劃分其認(rèn)知能力，并保持對(duì)所選擇任務(wù)的加工和處理，注意過程障礙常見于注意力缺失／過動(dòng)癥(AttentionDeficit Hyperactivity Disorder，ADHD)、腦外傷、不同形式的老年癡呆(如血管性癡呆：VascularDementia，VD；阿爾茨海默病)和由于神經(jīng)病理學(xué)引發(fā)的額葉機(jī)能障礙。其臨床表現(xiàn)為注意渙散、注意增強(qiáng)、注意遲鈍、注意狹窄等，對(duì)于注意障礙的傳統(tǒng)評(píng)估包括：紙筆測(cè)試、對(duì)不同信號(hào)刺激的反應(yīng)時(shí)測(cè)試、行為評(píng)定技術(shù)(behavioralr~lng techniques)等。雖然這些方法得到了廣泛應(yīng)用，但由于他們無法再現(xiàn)個(gè)體的生活場(chǎng)景，因此其預(yù)測(cè)性的結(jié)果不能真實(shí)反應(yīng)現(xiàn)實(shí)狀況(Parsons，Rizzo，2008)。而VR評(píng)估方法以虛擬生活場(chǎng)景為背景。不僅增強(qiáng)了被試體驗(yàn)的真實(shí)性，而且所產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)控制靈活、準(zhǔn)確，其評(píng)測(cè)結(jié)果更接近于現(xiàn)實(shí)。

2.1 注意(attention)

ADHD兒童的注意缺陷是研究者長期關(guān)注的問題。以南加州大學(xué)創(chuàng)意科技研究所(Institute forCreativeTechnologies，University of SouthernCalifornia)開展的工作為代表，Rizzo等人(2004b；2006)以虛擬教室為場(chǎng)景對(duì)ADHD兒童的注意情況進(jìn)行了評(píng)估。場(chǎng)景中的基本設(shè)施包括排列有序的桌椅、教師的講桌和黑板，人物涉及幾名小學(xué)生和一名教師。通過教室窗戶可以看到操場(chǎng)和車來車往的街道。該場(chǎng)景中一般要求攜帶頭盔顯示器(Hcad-Mounted Display，HMD)的學(xué)生被試坐在一張?zhí)摂M課桌前，執(zhí)行與年齡相關(guān)的特定任務(wù)，室內(nèi)噪音、學(xué)生的運(yùn)動(dòng)、窗外場(chǎng)景的活動(dòng)等成為干擾成分。根據(jù)評(píng)估任務(wù)的需要，測(cè)試者可以隨時(shí)改變學(xué)生位置、學(xué)生人數(shù)、教師性別等參數(shù)，系統(tǒng)通過記錄被試執(zhí)行時(shí)的反應(yīng)時(shí)以及出錯(cuò)數(shù)來測(cè)量他們的注意情況。系統(tǒng)可被用于評(píng)估以下注意成分：(1)選擇注意(selective attention)：如根據(jù)教師的顏色要求，被試通過按壓虛擬課桌上的彩色板而做出響應(yīng)；(2)持續(xù)注意(sustainedattention)：如在時(shí)間上對(duì)被試的刺激響應(yīng)做出要求；(3)分配注意(divided attention)：如當(dāng)教師通過動(dòng)物示現(xiàn)顏色(如：灰色的狗)或僅將“狗’’字寫在黑板上時(shí)，被試按壓彩色板。在一個(gè)具體評(píng)估案例中，研究比較年齡在6-12歲間的8名ADHD患兒與10名正常兒童的執(zhí)行情況。在連續(xù)辨別任務(wù)中：要求被試在虛擬黑板上看到《字母X緊跟字母A》呈現(xiàn)時(shí)，用優(yōu)勢(shì)手又快又準(zhǔn)的按下無線鼠標(biāo)，而對(duì)非目標(biāo)刺激不做反應(yīng)。被試分別接受以下條件的測(cè)試：無干擾條件，有聽覺或仔I)視覺干擾條件。測(cè)試結(jié)果表明在干擾條件下患兒出現(xiàn)更多遺漏錯(cuò)誤P<0，01，)，同時(shí)其頭部和四肢的運(yùn)動(dòng)更頻繁，而與正常兒童相比，患兒的總體正確反應(yīng)時(shí)更長(無干擾條件：P<0.05；干擾條件：p<0.03)并產(chǎn)生更多的遺漏錯(cuò)誤和執(zhí)行錯(cuò)誤。此研究充分體現(xiàn)出虛擬教室作為一個(gè)成本收益高、可升級(jí)的工具來評(píng)估兒童注意力比傳統(tǒng)方法具有明顯優(yōu)勢(shì)。隨后Parsons等人(2007)則特別開展了與傳統(tǒng)評(píng)估方法的比較研究，涉及SWAN行為列表、Conners持續(xù)性操作測(cè)驗(yàn)第二版(Conners’CPT]I)、Stroop測(cè)試等7項(xiàng)。結(jié)果表明他們與虛擬教室評(píng)估均有不同程度的相關(guān)，其中Conners’CPT II中涉及的錯(cuò)誤與虛擬教室評(píng)估中的執(zhí)行錯(cuò)誤有最小相關(guān)度(r=0.39)，此研究充分例證了虛擬教室評(píng)估方法的有效性和可靠性。

而對(duì)于成年人的注意力評(píng)估，采用的虛擬場(chǎng)景則更多樣。Lengenfelder等人(2002)以虛擬公路為背景研究分配注意對(duì)駕駛?cè)蝿?wù)的影響。通過21寸顯示器呈現(xiàn)公路場(chǎng)景，3名腦損傷患者(平均年齡38+3.46歲)和3名健康被試(平均年齡38+3.61歲)借助方向盤和剎車、油門踏板執(zhí)行兩個(gè)任務(wù)，第一個(gè)任務(wù)要求被試完成簡(jiǎn)單駕駛；第二個(gè)任務(wù)則要求被試在行駛中注意視野中呈現(xiàn)的數(shù)字，即系統(tǒng)隨機(jī)選擇一個(gè)4位數(shù)數(shù)字呈現(xiàn)在擋風(fēng)玻璃上(持續(xù)時(shí)間約為300ms，)，要求被試看到后立即讀出，錄音機(jī)將記錄其反應(yīng)情況。數(shù)字呈現(xiàn)位置(固定位置和隨機(jī)位置)及間隔時(shí)間(0.6s和2.4s)形成4種注意條件，測(cè)試結(jié)果表明在第一個(gè)任務(wù)中兩組被在駕駛速度上不存在差異，而在第二個(gè)任務(wù)中，患者組產(chǎn)生更多的錯(cuò)誤，此外發(fā)現(xiàn)兩組被試的駕駛速度均受到了數(shù)字呈現(xiàn)快慢的影響。此研究檢測(cè)到了傳統(tǒng)方法所不能測(cè)量到的分配注意對(duì)實(shí)際駕駛?cè)蝿?wù)的影響。而Biederman等人(2007)則以相似的虛擬駕駛?cè)蝿?wù)為范式評(píng)估ADHD成年患者的執(zhí)行情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)患者的直接注意不足顯著影響其正常駕駛并可能導(dǎo)致嚴(yán)重的交通事故。

Parsons等人(2008)則以虛擬戰(zhàn)區(qū)為場(chǎng)景，以年輕被試為對(duì)象，意在評(píng)估刺激復(fù)雜度、強(qiáng)度的增加對(duì)被試執(zhí)行注意任務(wù)的影響，Ⅱ2名健康年輕被試(平均年齡26.71+4.49歲)先接受一組傳統(tǒng)紙筆測(cè)試，包括韋氏成人智力量表第三版(WechslerAdult Intelligence Scale-Third edition，WAIS—II])中的記憶廣度測(cè)驗(yàn)(digit span)和數(shù)字符號(hào)譯碼測(cè)驗(yàn)(digit symbol coding)等。隨后在虛擬戰(zhàn)區(qū)場(chǎng)景中，被試要執(zhí)行固定位置測(cè)試和駕駛悍馬的注意任務(wù)，在第一個(gè)測(cè)試中，為了考察選擇注意，一個(gè)虛擬新兵向被試報(bào)告出現(xiàn)的不明虛擬人物身份，可能是美國士兵、伊拉克警察、伊拉克平民或潛在叛亂分子，被試要立即判別報(bào)告是否正確為了考察工作記憶，被試需要完成對(duì)聽到的末尾呈現(xiàn)的兩個(gè)數(shù)字的相加任務(wù)。在第二個(gè)測(cè)試環(huán)境中設(shè)有“安全區(qū)”和“埋伏區(qū)”，需要被試在駕駛悍馬過程中立即讀出擋風(fēng)玻璃上呈現(xiàn)的4位數(shù)字(持續(xù)時(shí)間約為300ms)，，數(shù)字呈現(xiàn)位置(固定位置和隨機(jī)位置)和間隔時(shí)間(2s，Ⅱ，5s和o，725s)形成6種注意條件。測(cè)試結(jié)果表明，隨著刺激復(fù)雜度或強(qiáng)度的增加被試的執(zhí)行成績(jī)都有顯著下降。此研究通過與傳統(tǒng)測(cè)試結(jié)果的比較證實(shí)了基于VR技術(shù)評(píng)估的可行性和有效性。

2.2 單側(cè)空間忽略(unilateral visual neglect)

單側(cè)空間忽略是對(duì)病損半球?qū)?cè)空間的刺激不能反應(yīng)和定向，常出現(xiàn)在右半球受損的患者當(dāng)中。基于紙筆的傳統(tǒng)評(píng)估測(cè)試主要有線段等分、取消任務(wù)、臨摹和畫圖等(Plummer，Morris，Dunai，2003)。VR評(píng)估測(cè)試不僅能對(duì)傳統(tǒng)測(cè)試進(jìn)行再現(xiàn)，而且可以模擬生活場(chǎng)景來測(cè)量更復(fù)雜的忽略情況。此外，此測(cè)量方法在跟蹤被試視線的位置、估計(jì)他們的注意強(qiáng)度和注意轉(zhuǎn)移方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，

Baheux等人(2007)用VR技術(shù)模擬了線段等分測(cè)試，運(yùn)用附有眼睛跟蹤裝置的系統(tǒng)對(duì)2名真實(shí)患者(平均年齡72+1，5歲)和44名健康被試(分為年輕、老年健康組和年輕、老年健康模擬患者組)的注視模式進(jìn)行比較。系統(tǒng)根據(jù)以物體為中心的忽略來模擬半側(cè)空間忽略，從而人為產(chǎn)生健康模擬患者。被試要執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和簡(jiǎn)化視野兩個(gè)條件的任務(wù)。測(cè)試結(jié)果表明，真實(shí)患者和健康模擬患者具有相似的眼睛注視模式，真實(shí)患者的平均執(zhí)行誤差(以所占一半線段的百分比作為偏離中心位置的執(zhí)行誤差)在標(biāo)準(zhǔn)條件下為38％而在簡(jiǎn)化視野條件下則超過60％，簡(jiǎn)化條件顯著影響了真實(shí)患者的執(zhí)行成績(jī)，而健康模擬患者在兩個(gè)條件下的執(zhí)行結(jié)果沒有顯著不同，此差異可能源于系統(tǒng)模擬單側(cè)空間忽略的限制。研究結(jié)果表明VR評(píng)估能有效評(píng)測(cè)患者的單側(cè)空間忽略。同時(shí)Broeren等人(2007)模擬了取消任務(wù)，評(píng)估8名右半球中風(fēng)患者(4名視覺忽略，4名初期癥狀已得到臨床康復(fù)：平均年齡54歲)和8名健康被試(平均年齡53歲)的執(zhí)行情況。具體要求被試操縱一個(gè)觸覺力反饋筆來按壓屏幕上所有標(biāo)記為’1’的目標(biāo)。作為比較，被試也要接受傳統(tǒng)星取消測(cè)驗(yàn)(starcancellation test)和焙烤托盤任務(wù)(baking traytask)。測(cè)試結(jié)果表明，在VR任務(wù)中不僅患者具有異常的搜索表現(xiàn)，如：重復(fù)目標(biāo)按壓和背離的手運(yùn)動(dòng)，而且通過紙筆測(cè)試認(rèn)定康復(fù)的患者在VR測(cè)試中也表現(xiàn)出持續(xù)異常。研究表明VR測(cè)試能檢測(cè)到傳統(tǒng)測(cè)試探查不到的細(xì)小差異，提供的信息更豐富、具體，測(cè)量結(jié)果更可靠。

除模擬傳統(tǒng)測(cè)試外，研究者也通過構(gòu)建日常生活場(chǎng)景來評(píng)估忽略情況。美國費(fèi)城Moss康復(fù)研究所Buxbaum等人(2008)借助虛擬輪椅導(dǎo)航任務(wù)評(píng)定9名右側(cè)半球損傷患者(平均年齡57，3+14，6歲)的單側(cè)空間注意和忽略情況，31寸平板顯示器呈現(xiàn)一個(gè)虛擬通道場(chǎng)景，要求被試通過操作輪椅上的游戲桿實(shí)現(xiàn)漫游，并命名沿途碰到的物體，根據(jù)物體復(fù)雜度(簡(jiǎn)單，復(fù)雜)和導(dǎo)航者(被試，實(shí)驗(yàn)者)形成4種測(cè)試條件，簡(jiǎn)單條件下在通道的海邊各呈現(xiàn)10個(gè)物體，分別是各種顏色的樹木和普通動(dòng)物雕像；而在復(fù)雜條件下則在兩邊各加入電話亭、噴泉、長凳、指示牌等L0種公共設(shè)施。為了形成對(duì)照，被試同樣執(zhí)行一個(gè)真實(shí)輪椅導(dǎo)航任務(wù)，此外，被試也接受一組包括線段等分、字母取消等在內(nèi)的紙筆測(cè)試和雙重任務(wù)測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明VR測(cè)試對(duì)物體復(fù)雜度和導(dǎo)航者更敏感，在實(shí)驗(yàn)者導(dǎo)航的簡(jiǎn)單條件下可取得較高的執(zhí)行成績(jī)，VR測(cè)試比傳統(tǒng)測(cè)試與輪椅導(dǎo)航任務(wù)的相關(guān)性更高(r‘-0，85)，并能檢測(cè)到傳統(tǒng)方法測(cè)不到的輕度忽略，隨后研究小組復(fù)制了以往測(cè)試實(shí)例對(duì)大樣本右半球中風(fēng)患者進(jìn)行注意不足的細(xì)化，并引入一個(gè)具有移動(dòng)干擾的新任務(wù)來進(jìn)一步加強(qiáng)測(cè)試的靈敏度。18名右半球中風(fēng)患者(平均年齡58，6 i 10，2歲)執(zhí)行新版VR測(cè)試及一組標(biāo)準(zhǔn)忽略和注意測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明VR測(cè)試不僅可以得到傳統(tǒng)評(píng)估的評(píng)測(cè)結(jié)果，而且還能檢測(cè)到細(xì)微差異，發(fā)現(xiàn)有3名被試雖然在傳統(tǒng)測(cè)試中被評(píng)為正常，但在VR測(cè)試中他們?nèi)源嬖谝欢ǔ潭鹊膯蝹?cè)忽略。此結(jié)論證實(shí)VR評(píng)估的可靠性好，對(duì)輕度障礙的檢測(cè)更細(xì)致靈敏。并有希望應(yīng)用于臨床評(píng)估(Dawson，Buxbaum，Rizzo，2008)。

3 記憶(memory)

記憶常被描述為多個(gè)學(xué)習(xí)和記憶系統(tǒng)的形式(過程的，感知的，語義的，時(shí)序的)。引起記憶損害的原因很多。如腦外傷、各種腦變性疾病。患者常表現(xiàn)出定向力障礙(Disorientation)(失去對(duì)時(shí)間、 空間及辨認(rèn)熟人的能力)，錯(cuò)亂(Disorganization)(忘記與別人的約會(huì)、口信、做事意圖、指令、常丟東西)和重復(fù)行為(Repetitiveact)(重復(fù)同一問題，同一事件，同一動(dòng)作)(Brooks，Rose，2003)。

雖然傳統(tǒng)評(píng)估方法有很多，如Rivermead行為記憶測(cè)驗(yàn)(Rivermead Behavioural Memory 7est，RBMT)，但是其結(jié)果與現(xiàn)實(shí)生活的記憶相關(guān)度較低。此外由于在測(cè)試過程中被試的動(dòng)機(jī)保持困難，因而影響最終結(jié)果，降低了評(píng)測(cè)的有效性。VR技術(shù)可以以更接近現(xiàn)實(shí)生活的方式提供基于趣味動(dòng)機(jī)的測(cè)試環(huán)境，進(jìn)而創(chuàng)建特定功能環(huán)境以便發(fā)掘更具體的記憶類型。

3.1 前瞻記憶(prospeetive memory)

前瞻記憶(個(gè)體記住在將來某個(gè)恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間執(zhí)行先前意向的行為，如：記住未來將要做的事情)的損害導(dǎo)致與錯(cuò)亂相關(guān)的無能力，如忘記要關(guān)掉或打開煤氣爐。有效的前瞻記憶測(cè)試顯而易見是十分必需的。與日常記憶相關(guān)的傳統(tǒng)Rivermead行為記憶測(cè)驗(yàn)僅有兩、三個(gè)項(xiàng)目與前瞻記憶相關(guān)，不足以區(qū)分基于時(shí)間、活動(dòng)和事件的不同前瞻記憶類型。而VR評(píng)估方法可以模擬自然場(chǎng)景，不僅可以引發(fā)和測(cè)量被試的不同記憶，而且在測(cè)試結(jié)果的可理解、可預(yù)測(cè)性方面更具優(yōu)勢(shì)。

英國東倫敦大學(xué)Brooks等人(2002，2004)以，虛擬住宅為背景研究中風(fēng)患者和健康被試的前瞻記憶在事件、活動(dòng)和時(shí)間上的交疊情況。該測(cè)試通過計(jì)算機(jī)呈現(xiàn)住宅場(chǎng)景，42名患者和29名年齡相當(dāng)?shù)慕】当辉囃ㄟ^操作游戲桿和鼠標(biāo)執(zhí)行相關(guān)任務(wù)。實(shí)驗(yàn)者告知被試虛擬住宅的主人正在搬家，要求被試為搬運(yùn)工組織要搬走的物品，并記住完成以下任務(wù)：在移動(dòng)玻璃制品前貼上“易碎“標(biāo)簽(任務(wù)建立在事件上)；每次離開廚房時(shí)要關(guān)門，防止貓溜出(任務(wù)建立在活動(dòng)上)；每5分鐘要到位于走廊的時(shí)鐘附近按一下紅色按鈕(任務(wù)建立在時(shí)間上)。除此之外被試還要接受現(xiàn)實(shí)生活前瞻記憶測(cè)試和前瞻記憶問卷測(cè)試等。結(jié)果表明17名患者和4名健康被試不能想起與前瞻記憶相關(guān)的三個(gè)任務(wù)，并對(duì)患者而言，如果不能想起要做的事，即使在他執(zhí)行的時(shí)候也很少能想起。其余25名患者的執(zhí)行結(jié)果表明，他們與事件、活動(dòng)相關(guān)的前瞻性記憶受到了嚴(yán)重?fù)p傷(基于事件：p＝0.004；基于活動(dòng)：p<0.001)，而與時(shí)間相關(guān)的前瞻性記憶損傷程度較輕(P=0.05)。而與標(biāo)準(zhǔn)評(píng)測(cè)結(jié)果的比較則說明VR評(píng)估方法不僅能很好的實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)控制而且可以顯著提高生態(tài)效度，獲得的檢測(cè)結(jié)果更具體細(xì)致，對(duì)于實(shí)際康復(fù)策略的制定具有更重要的參考意義。相同實(shí)驗(yàn)程序和環(huán)境也被用于比較前額葉損傷患者和健康被試的前瞻記憶研究(Morris，Kotitsa，Bramham，Brooks，Rose，2002)。結(jié)果表明在基于時(shí)間的任務(wù)上患者表現(xiàn)最差，其次是基于事件的任務(wù)，但在基于活動(dòng)的任務(wù)上兩組被試沒有明顯差異。評(píng)測(cè)結(jié)果能對(duì)患者和健康被試進(jìn)行很好的區(qū)分，而Pair等人(2006)根據(jù)美國軍隊(duì)的士兵訓(xùn)練需要，研發(fā)VR認(rèn)知執(zhí)行評(píng)估測(cè)試用于評(píng)估訓(xùn)練情況。通過頭盔顯示器呈現(xiàn)一個(gè)虛擬中東城市。以此為背景評(píng)估患有創(chuàng)傷后壓力癥(Post-Traumatic Stress Disorder，PTSD)士兵的前瞻記憶。評(píng)測(cè)過程由三個(gè)階段(各5分鐘)構(gòu)成，在第一階段中，被試需要記住無關(guān)聯(lián)的語義信息(數(shù)字661，一只狗，穿白鞋的男子等)并作回想，在第二階段被試熟悉5個(gè)地區(qū)場(chǎng)景并學(xué)會(huì)交互操作對(duì)象，在第三個(gè)測(cè)試階段，每個(gè)地區(qū)的不同地點(diǎn)將呈現(xiàn)兩個(gè)被試先前記住的信息，被試根據(jù)要求按順序搜索5個(gè)地區(qū)的不同目標(biāo)并執(zhí)行取消或收集操作。如果時(shí)間超過1分鐘，系統(tǒng)將發(fā)出警報(bào)并提醒被試轉(zhuǎn)到下一個(gè)地區(qū)執(zhí)行搜索任務(wù)。系統(tǒng)記錄收集的目標(biāo)、花費(fèi)的時(shí)間等信息。此評(píng)測(cè)模型作為前期研究已逐步得到應(yīng)用，而后期研究將涉及到對(duì)執(zhí)行功能、注意、空間能力等測(cè)試。

3.2 情景記憶(episodic memory)

情景記憶是指對(duì)個(gè)體在一定時(shí)間和地點(diǎn)發(fā)生的、親身經(jīng)歷過的事件或情景的記憶，發(fā)生事件或情景中的元素被捆綁在一起進(jìn)行編碼，形成一個(gè)一致的表達(dá)形式，從而對(duì)一個(gè)場(chǎng)景元素的回憶會(huì)關(guān)聯(lián)到其他元素(TuNing，2002)，在情景記憶的成分研究方面，必須設(shè)置具體背景，以便評(píng)估關(guān)于“何事”、“何時(shí)”、“何地”和細(xì)節(jié)的記憶，而一般通過傳統(tǒng)測(cè)試得到的評(píng)測(cè)結(jié)果在再認(rèn)圖像、物體、人物等方面與真實(shí)情況相差較大，而虛擬現(xiàn)實(shí)的任務(wù)場(chǎng)景更接近生活，任務(wù)執(zhí)行中被試可以意外的接受基于所碰到物體和人的測(cè)試。

英國倫敦大學(xué)學(xué)院的Burgess等人(2001)以虛擬城市為背景研究健康被試情景記憶的腦神經(jīng)機(jī)制，17英寸顯示器呈現(xiàn)場(chǎng)景，13名大學(xué)生被試(平均年齡27.2+1.0歲)通過操縱4個(gè)方向鍵實(shí)現(xiàn)漫游，途中將在兩個(gè)不同的地點(diǎn)接收來自兩個(gè)不同虛擬人物遞給的物體，總共需要拿到16個(gè)物體，虛擬人物、地點(diǎn)和物體構(gòu)成16個(gè)事件。任務(wù)結(jié)束后，被試在強(qiáng)迫選擇測(cè)試中接受功能核磁共振成像(functional Magnetic Resonance Imaging，tMRI)檢查，被試將置身于一個(gè)虛擬背景中，針對(duì)系統(tǒng)呈現(xiàn)的兩個(gè)物體回答以下可能的問題：在這個(gè)地點(diǎn)，你接受的是那個(gè)物體?這個(gè)人給你的是那個(gè)物體?那個(gè)物體更寬一些?測(cè)試結(jié)果表明海馬皮層(parahippocampal cortex)、右頂后皮層(right posterior parietal cortex)和后內(nèi)側(cè)頂皮層(posterior medial parietal cortex)與空間信息的提取相關(guān)，前額葉的活動(dòng)與策略的提取過程相關(guān)(如排除高度類似的事件)。Burgess用相同實(shí)驗(yàn)環(huán)境也探討了海馬與空間記憶、情景記憶的關(guān)系(Bu~ess，Maguire，O'Keefe，2002)。13名健康被試(平均年齡27，2 i 1，0歲)要執(zhí)行空間和情景記憶任務(wù)。在空間記憶任務(wù)中，被試先漫游城市，系統(tǒng)評(píng)測(cè)他們的正確導(dǎo)航能力。隨后呈現(xiàn)給被試一幅虛擬城市的地點(diǎn)照片，或是找到的目標(biāo)，或是一個(gè)新地點(diǎn)。被試要盡可能將這個(gè)地點(diǎn)與虛擬城市聯(lián)系起來。情景記憶任務(wù)與前期研究相同，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明右側(cè)海馬明顯與場(chǎng)景中的空間記憶相關(guān)，而左側(cè)海馬則與依賴于背景的情景記憶相關(guān)。隨后研究小組在相似場(chǎng)景中也探討了前額葉前部與情景記憶和來源記憶(source memo~)的關(guān)系(King，Hartley，Spiers，Maguire，Burgess，2005)。

Plancher等人(2008)則利用VR評(píng)估發(fā)現(xiàn)了情景記憶的年齡差異，通過測(cè)試113名年輕人(平均年齡2l 57+2，99歲)和45名老年人(平均年齡，59 42 i 9 85歲)執(zhí)行虛擬城市中的駕駛?cè)蝿?wù)，考察他們的情景記憶成分。被試在有9個(gè)彎道的路上進(jìn)行被動(dòng)或主動(dòng)駕駛，沿途依次經(jīng)過辦公樓、商店、施工路障、市政廳、飯店和火車站等，將碰到一起兩車相撞的車禍發(fā)生在火車站前。隨后被試接受自由回想(何時(shí)，何地，何事及細(xì)節(jié))和再認(rèn)測(cè)試。作為比較，被試也接受相關(guān)的傳統(tǒng)紙筆測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，相對(duì)年輕人，不論在被動(dòng)還是主動(dòng)駕駛條件下，老年人對(duì)時(shí)空內(nèi)容和事件細(xì)節(jié)的回憶較差。此外在虛擬測(cè)試中，被試的記憶抱怨與他們執(zhí)行得分直接相關(guān)(p<0.05)，而在傳統(tǒng)測(cè)試中沒有發(fā)現(xiàn)此情況。研究說明虛擬測(cè)試比傳統(tǒng)測(cè)試更有希望來評(píng)估人們的日常情景記憶。

3.3 空間記憶(spatial memo~)

空間記憶與周圍環(huán)境信息和空間方位相關(guān)，是個(gè)體能獨(dú)立生活的必需條件。在傳統(tǒng)測(cè)量方法中，以自我為參照(egocentric)的空間記憶在人類實(shí)驗(yàn)中得了評(píng)估，如物體位置測(cè)試(WangSpelke，2002)。而以環(huán)境為參照(allocentric)的空間記憶在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中得到了評(píng)估，如Morris水迷宮(Morris Water Maze，MWM)(Morris，1981)測(cè)試和8臂迷宮(Radial Ann Maze，RAM)(Bond，Cook，Lamb，1981)測(cè)試，

Morris水迷宮用于研究老鼠空間能力：從游泳池的任意一個(gè)指南針基點(diǎn)方向被放入的老鼠必須學(xué)會(huì)通過尋找水下隱藏的平臺(tái)從水中逃出。在此過程中，老鼠要借助游泳池墻壁上的提示信號(hào)的空間分布來定位。此任務(wù)可被用來參考評(píng)估動(dòng)物的空間記憶，實(shí)際場(chǎng)景很難應(yīng)用于人類。而VR技術(shù)使之成為可能，虛擬Morris水迷宮(virtualMWM，vMWM)場(chǎng)景呈現(xiàn)在顯示器上，人們通過操縱游戲柄實(shí)現(xiàn)平臺(tái)尋找任務(wù)(Kallai，Makany，Karadi，Jacobs，2005；Vorhees，Williams，2006)。Hanlon等人(2006)的研究檢測(cè)到了精神分裂患者在執(zhí)行依賴于海馬的任務(wù)時(shí)的行為不足，年齡在20～60歲間的22名患者和22名健康被試要完成兩個(gè)條件的任務(wù)：以自我為參照的可見平臺(tái)條件和以環(huán)境為參照的隱藏平臺(tái)條件。正方形平臺(tái)占泳池面積的1.75％，系統(tǒng)所設(shè)置的45度視角可以使被試看到1至2個(gè)墻壁上的空間提示。測(cè)試結(jié)果表明，在隱藏條件下，相比健康被試，總體上患者尋找平臺(tái)花費(fèi)的時(shí)間更多，走過的搜索路徑也更長，在可見平臺(tái)條件下，患者和健康被試間不存在顯著差異，美國巴爾的摩老年醫(yī)學(xué)研究中，I~，Moffat等人(2002)則針對(duì)104名健康志愿者(平均年齡61，35：25-93歲)比較了老年人和年輕人的空間記憶情況。評(píng)估由vMWM測(cè)試和認(rèn)知圖(cognitivemap)測(cè)試構(gòu)成。第一個(gè)測(cè)試結(jié)果表明老年組比年輕組為定位隱藏平臺(tái)經(jīng)過更長的路徑，此外，在實(shí)際探索階段年輕組搜索時(shí)所途經(jīng)的大部分地點(diǎn)都靠近平臺(tái)。第二個(gè)測(cè)試結(jié)果表明老年組不用空間幾何信息而用最接近的物體來定位目標(biāo)，表現(xiàn)出他們?nèi)狈σ欢ǖ沫h(huán)境參照能力，其他類似研究也檢測(cè)到了年齡差異對(duì)空間記憶的影響(Moffat，Elkins，Resnick，2005；Antonova，Parslow，Brammer，Dawson，Jackson，Morris，2009)。另外一些研究則說明了性別上的差異(Rahman，Koe~ing，2008；Mueller，Jackson，Skelton，2008)。而Shipman等人(2008)則以vMWM為背景，揭示人類海馬與空間記憶的相關(guān)性。要求28名年輕健康被試(平均年齡21，4：Ⅱ9-26歲)在執(zhí)行平臺(tái)可見、隱藏和固定期(Gxation period)三個(gè)條件的任務(wù)時(shí)接受flvlRl檢查，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明海馬旁回、楔前回和梭狀回的Bold信號(hào)活動(dòng)在隱藏條件下比在可見條件下更明顯。右海馬的Bold信號(hào)在固定期有所增加，相似的研究工作也出現(xiàn)在其他報(bào)告中(Astur，Germain，Tolin，F(xiàn)ord，Russell，Stevens，2008；Antonova，Parslow，Brammer，Dawson，Jackson，Morris，2009)。

VR技術(shù)也創(chuàng)建了虛擬8臂迷宮(virtual RAM，vRAM)，在實(shí)際動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，老鼠應(yīng)該在迷宮中找到食物，而在VR實(shí)驗(yàn)中，人類被試應(yīng)該找到迷宮某些分支頂端的獎(jiǎng)賞。在美國耶魯大學(xué)Astur等人(2004)的研究中，測(cè)量被試找到4個(gè)獎(jiǎng)賞的速度和所經(jīng)過的總路徑，同時(shí)記錄執(zhí)行錯(cuò)誤，如進(jìn)入一個(gè)沒有獎(jiǎng)賞的分支或重復(fù)進(jìn)入相同分支，如果3分鐘后被試仍未找到獎(jiǎng)賞則終止測(cè)試，共有20個(gè)控制測(cè)試。比較平均年齡為19，4歲的24名男性和37名女性大學(xué)生在vMWM和vRAM中的執(zhí)行情況，發(fā)現(xiàn)男性在vMWM中表現(xiàn)較好，而在vRAM執(zhí)行中沒有發(fā)現(xiàn)兩組被試的差異，隨后研究小組將fMRI與vRAM相結(jié)合，研究1]名年輕被試在任務(wù)執(zhí)行時(shí)的海馬變化情況(Astur，Germain，Baker，Calhoun，Pearlson，Constable，2005)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)證了雙側(cè)海馬與vRAM的相關(guān)性，并且發(fā)現(xiàn)海馬在任務(wù)的空間記憶成分中的相對(duì)去激活現(xiàn)象。

3.4 地形定向(topographical orientation)

地形定向障礙與復(fù)雜的認(rèn)知損傷有關(guān)，是源于頂葉、顳葉和枕葉腦損傷的主要后遺癥之一(Corbetta，Kincade，Ollinger，McAvoy，Shulman，2000；Culham，Valyear，2006)。其患者常在日常環(huán)境中不能確定自己的位置，不能從某一地點(diǎn)A到達(dá)另一地點(diǎn)B，其原因在于患者不能再認(rèn)應(yīng)該認(rèn)識(shí)的環(huán)境特征元素，是視覺刺激定義分析上的失敗(“是什么”系統(tǒng))；他們不能再認(rèn)場(chǎng)所的方位，是識(shí)別元素間拓?fù)淇臻g關(guān)系(在上／下，在左／右，在前／后等)上的失敗(“在哪里”系統(tǒng))。由于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室評(píng)估不支持被試的日常交互，因此限制了他們的空間行為，從而評(píng)估者所觀察和測(cè)量到的結(jié)果往往具有一定的偏差，不能反映他們的真實(shí)地形定向情況。而VR技術(shù)解決了交互問題，在VR環(huán)境中通過觀察被試的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交互，評(píng)測(cè)者將更清楚地了解被試對(duì)空間知識(shí)的組織以及使用認(rèn)知圖的情況。

VR評(píng)估建立在虛擬環(huán)境的找路模型之上(DarkenPeterson，2002)。此模型通常要求尋路者從對(duì)環(huán)境的第一感知或者對(duì)一幅認(rèn)知圖的回憶出發(fā)執(zhí)行特定任務(wù)，如地標(biāo)再認(rèn)和地點(diǎn)定位等。在感知層面上，尋路者可以通過直接觀察照片等間接表示來獲取地標(biāo)信息。在認(rèn)知圖層面上，尋路者可以通過直接經(jīng)驗(yàn)或是記憶中的模擬經(jīng)驗(yàn)獲得路線信息，研究者依此為標(biāo)準(zhǔn)范式，展開了許多研究工作。Morganti等人(2007)將標(biāo)準(zhǔn)的神經(jīng)心理測(cè)試和基于VR的評(píng)測(cè)相結(jié)合評(píng)估腦損傷病人的空間定向，4名男性腦損傷患者(平均年齡31.7 iⅡ，5歲)和10名健康男性被試(平均年齡29，3i 4，5歲)，執(zhí)行一系列的傳統(tǒng)筆紙測(cè)試、一個(gè)虛擬迷宮測(cè)試和一個(gè)虛擬線路圖測(cè)試。在虛擬迷宮測(cè)試中，患者先執(zhí)行以環(huán)境為參照的迷宮紙筆版本任務(wù)，并努力記住。隨后在以自我為參照的虛擬迷宮里找到正確路線，系統(tǒng)記錄執(zhí)行時(shí)間。在虛擬線路圖測(cè)試中，要求被試使用導(dǎo)游圖在一個(gè)虛擬城市中沿著設(shè)定好的路線行走。城市里的建筑具有相同的紋理并且沒有地標(biāo)作為導(dǎo)航幫助，系統(tǒng)記錄執(zhí)行時(shí)間和出錯(cuò)情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明對(duì)于所有虛擬測(cè)試，患者比健康被試所花費(fèi)的執(zhí)行時(shí)間更長(P=0.013)并且出錯(cuò)也越多。研究說明與傳統(tǒng)測(cè)試相結(jié)合的虛擬評(píng)估系統(tǒng)對(duì)地形定向的評(píng)測(cè)更可靠、有效。意大利羅馬大學(xué)的Palermo等人則(2008)研究個(gè)體地形定向能力與心理意象(mental imagery)之間的關(guān)系，特別評(píng)定形成和使用認(rèn)知圖的能力以及不同心理意象所起的作用。15名女性健康被試(平均年齡23，3 i 3，24歲)和17名男性健康被試(平均年齡23，9+4，11歲)執(zhí)行兩個(gè)階段測(cè)試。第一階段為認(rèn)知圖測(cè)試。實(shí)驗(yàn)環(huán)境是一個(gè)虛擬城市，建筑物具有相同的紋理，城市中有6個(gè)清楚可識(shí)的地標(biāo)(電影院，花店，餐廳等)。被試要執(zhí)行兩個(gè)測(cè)試任務(wù)，學(xué)習(xí)任務(wù)和搜索任務(wù)。學(xué)習(xí)任務(wù)的目的在于讓被試形成認(rèn)知圖，被試通過自由漫游虛擬城市而創(chuàng)建一個(gè)包括地標(biāo)位置在內(nèi)的城市心理表示。在搜索任務(wù)中，被試要借助形成的認(rèn)知圖，通過最短路徑盡可能快的找到特定地標(biāo)位置。為了測(cè)試的順利進(jìn)行，在正式測(cè)試前，設(shè)有一段練習(xí)期和一段控制期任務(wù)以確保被試與虛擬環(huán)境的正確交互，第二個(gè)階段則通過實(shí)施一些表測(cè)試(table-tests)，，包括心理旋轉(zhuǎn)測(cè)試(Mental Rotation了est)、改進(jìn)的時(shí)鐘測(cè)試(o'clock test)等，來評(píng)估復(fù)雜心理意象的不同成分。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，形成認(rèn)知圖的能力與實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單幾何形狀的心理旋轉(zhuǎn)和想象自己在圖上運(yùn)動(dòng)的能力相關(guān)。其他想象能力，如從記憶中生成心理意象或心理操作對(duì)象的能力不與形成認(rèn)知圖的能力相關(guān)，并且發(fā)現(xiàn)在形成認(rèn)知圖和執(zhí)行一些心理意象測(cè)試上，存在性別差異。隨后研究小組采用虛擬場(chǎng)景下的相同實(shí)驗(yàn)范式，探討被試在形成和使用認(rèn)知圖上的年齡差異(Iaria，Palermob，Committeri，Barton，2009)，30名年輕人(平均年齡23，9：19-30歲)與25名老年人(平均年齡55，8：50-69歲)在達(dá)到練習(xí)階段的要求后，要執(zhí)行學(xué)習(xí)(形成認(rèn)知圖)和搜索(使用認(rèn)知圖)任務(wù)。以被試能在一幅簡(jiǎn)明環(huán)境俯視圖上正確標(biāo)記6個(gè)地標(biāo)的位置為學(xué)習(xí)任務(wù)結(jié)束條件。其間記錄被試所花費(fèi)的時(shí)間。在搜索任務(wù)中，通過計(jì)算被試的到達(dá)目標(biāo)位置的平均時(shí)間延遲以及記錄的出錯(cuò)數(shù)來反應(yīng)他們使用認(rèn)知圖的情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明老年組需要更多的時(shí)間形成認(rèn)知圖(老年組：平均時(shí)間53，32 i 28，3s；年輕組：平均時(shí)間9，6+9，4s；p《0，0001，)，并且認(rèn)知圖的使用效率低，出錯(cuò)也越多(老年組：平均出錯(cuò)7，28 i 2，37；年輕組：平均出錯(cuò)1.3+1。15；p《0，0001)。研究指出這可能是造成老年人定向能力下降的原因。

4 執(zhí)行功能(executive function)

執(zhí)行功能是為了達(dá)到特定目標(biāo)并排除干擾而涉及的許多認(rèn)知加工過程，包括計(jì)劃、抑制，轉(zhuǎn)換、注意保持，工作記憶、順序選擇、多任務(wù)處理、監(jiān)督控制、認(rèn)知適應(yīng)性和錯(cuò)誤糾正等(Burgess，Veitch，dc lacy Costello，Shallice，2000)，執(zhí)行功能障礙主要是由額葉皮層損傷導(dǎo)致，但也常出現(xiàn)在神經(jīng)病學(xué)中，如帕金森病(Parkinson Disease，PD)，多發(fā)性硬化癥(Multiple Sclerosis，MS)。患者可能表現(xiàn)出言語和行為紊亂、異常或不適當(dāng)?shù)娜伺c人之間的關(guān)系或性行為，以及沖動(dòng)或持續(xù)性固執(zhí)的想法和行為。

由于其認(rèn)知過程復(fù)雜，所以傳統(tǒng)評(píng)估方法備受爭(zhēng)議。源于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試與現(xiàn)實(shí)生活中的執(zhí)行情況間的顯著差異。傳統(tǒng)測(cè)試缺乏接連發(fā)生的事件，不能如實(shí)反映被試的選擇和決策過程；此外由于受到時(shí)空限制，一定程度上影響了被試執(zhí)行的自然性；同時(shí)多數(shù)情況下主要通過語言宋描述場(chǎng)景，在真實(shí)性、可靠性上受到嚴(yán)重制約。而VR評(píng)估不僅可以再現(xiàn)傳統(tǒng)測(cè)試而且對(duì)于任務(wù)的呈現(xiàn)更接近現(xiàn)實(shí)，尤其在控制任務(wù)復(fù)雜度、被試的執(zhí)行時(shí)間、情感約束和興趣等方面令許多研究者歡欣鼓舞。

Josman等人(2008)以中老年人為研究對(duì)象，在一個(gè)中型虛擬超市中比較評(píng)測(cè)23名腦卒中患者(平均年齡59，1 i 5，5歲)27名輕度認(rèn)知損害患者(平均年齡69，5+7，3歲)和30名精神分裂患者(平均年齡46，7 i 10，6歲)的執(zhí)行情況。超市設(shè)有4個(gè)收銀臺(tái)，涉及收銀員、魚販、肉販和顧客等虛擬人物，被試先通過練習(xí)環(huán)節(jié)熟悉場(chǎng)景，之后接受沒有時(shí)限的購物測(cè)試，即根據(jù)購物清單購買7件商品，被試要在購物中同時(shí)執(zhí)行12種行為。如果他們出現(xiàn)重復(fù)選擇商品、未結(jié)帳就離開超市等情況，則視被試的執(zhí)行失敗。系統(tǒng)記錄被試的執(zhí)行時(shí)間、經(jīng)過的路徑、停留次數(shù)、購買的商品數(shù)等信息。測(cè)試結(jié)果表明精神分裂患者雖然與腦卒中患者的執(zhí)行相似，但是在總體執(zhí)行時(shí)間、購買的商品數(shù)等5個(gè)方面存在顯著差異。而對(duì)輕度認(rèn)知損傷患者而言，雖然他們會(huì)產(chǎn)生最多的停留和失敗行為，但是仍能完成購物任務(wù)。而對(duì)于精神分裂患者，雖然他們的執(zhí)行時(shí)間最短，出現(xiàn)的停留也最少，但有14名患者(47％)會(huì)疏忽了結(jié)帳就離開。三組被試相比較，總體上腦卒中患者表現(xiàn)最好，根據(jù)評(píng)測(cè)結(jié)果，超過70％的被試可以得到正確分類。相同評(píng)測(cè)工作也在30名輕度認(rèn)知損害的老年患者(平均年齡69，5 i 7，3歲)與30名健康老年人(平均年齡69，2 i 7，4歲)之間展開，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩組被試的執(zhí)行差異顯著，組間區(qū)分度大。研究再次印證了虛擬超市作為執(zhí)行功能評(píng)估工具的可靠性和有效性(Wemer， Rabinowitz， Klin~er，Korczyn，Josman，2009)，以色列海法大學(xué)Rand等人(2007)以一個(gè)大型虛擬超市為背景，研究腦卒中患者和健康控制組的執(zhí)行情況。在已熟悉場(chǎng)景交互的基礎(chǔ)上，14名患者(平均年齡6l i¨。2歲)和93名按少年組(平均年齡14，6+2，5歲)、年輕組(平均年齡26 i 2，6歲)及老年組(平均年齡60 i 5，5歲)化分的健康被試接受虛擬購物測(cè)試，需要根據(jù)購物清單購買糖、米在內(nèi)的4件商品。系統(tǒng)記錄被試的執(zhí)行時(shí)間、購物順序、購買的商品類型和數(shù)量等信息，任務(wù)結(jié)束后，被試要接受一個(gè)關(guān)于臨境感的反饋調(diào)查和感覺盡力程度(perceivedexertion)評(píng)定。測(cè)試結(jié)果表明，患者組的購物時(shí)間明顯最長，大約需要5，6-16，2分鐘，而三組健康被試間不存在顯著差異，此外，老年人比患者購買更多的錯(cuò)誤商品，而少年組和青年組執(zhí)行較好，在臨境感反饋測(cè)試上，被試組間均不存在差異，感覺盡力程度上的差異只出現(xiàn)在青年和患者之間，而虛擬公寓作為生活場(chǎng)景則出現(xiàn)在Kurtz的研究中(2007)。在由臥室、客廳、廚房和帶有藥箱的洗浴室所構(gòu)成的虛擬公寓中評(píng)估25名精神分裂患者(平均年齡42，1 i 10，5歲)和18名健康被試(平均年齡39，1 i 11，0歲)的藥物治療技能(medication management skills)。被試先通過執(zhí)行探查階段的任務(wù)以熟悉場(chǎng)景及任務(wù)流程，包括打開客廳的電視機(jī)、檢查時(shí)間、根據(jù)虛擬處方到藥箱取藥等活動(dòng)。而在正式測(cè)試階段。要求被試根據(jù)虛擬處方的要求在Ⅱ5分鐘內(nèi)取到特定藥物，被試可以根據(jù)電視機(jī)上的虛擬時(shí)鐘核查時(shí)間并可以利用廚房冰箱上提示牌提醒自己要取的藥品，在執(zhí)行過程中會(huì)遇到電話鈴聲、門鈴、狗叫和警報(bào)器的聲音干擾(約持續(xù)Ⅱ0s，間隔3min)。對(duì)于被試的提早執(zhí)行(《12min)或滯后(>Ⅱ8min)執(zhí)行，系統(tǒng)將給出語音提醒。如果23分鐘內(nèi)被試仍未取藥，測(cè)試則終止。系統(tǒng)記錄被試拿到的錯(cuò)誤藥品數(shù)等定量差異、錯(cuò)誤藥品類型等定性差異以及他們的執(zhí)行時(shí)間、經(jīng)過的總路徑和使用提示板的次數(shù)。測(cè)試結(jié)果表明。患者出現(xiàn)更多的定量差異(患者：平均值4，0 i 3，7；健康被試：平均值0 67 i]，6；p：0，001)，而在定性差異、經(jīng)過的總路徑及使用提示板的次數(shù)方面，兩組被試不存在顯著不同。此研究不僅反映了被試的具體執(zhí)行策略，也突現(xiàn)了他們的前瞻記憶情況，很好地例證了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于評(píng)估的優(yōu)勢(shì)。

5 目前VR評(píng)估的局限和未來展望

基于VR的神經(jīng)心理評(píng)估已初步應(yīng)用于諸多認(rèn)知領(lǐng)域。其可靠性和穩(wěn)定性在與傳統(tǒng)紙筆測(cè)量方法的比較研究中得到了印證。尤其在實(shí)驗(yàn)控制和生態(tài)效度方面的優(yōu)越性使其能檢測(cè)到傳統(tǒng)方法不能發(fā)現(xiàn)的問題，他所提供的信息更全面、細(xì)致，所反映的情況更接近日常生活。其評(píng)估結(jié)果具有很重要的臨床參考價(jià)值。然而目前VR評(píng)估仍存在以下局限：

1)當(dāng)前的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)更多關(guān)注沉浸感，在視、聽覺方面表現(xiàn)較強(qiáng)，而在動(dòng)態(tài)真實(shí)度上表現(xiàn)較弱，因此當(dāng)被試執(zhí)行多跟肢體運(yùn)動(dòng)相關(guān)的任務(wù)時(shí)，實(shí)際的行為體驗(yàn)與現(xiàn)實(shí)生活中的感受仍存在差異，被試對(duì)工具的“操縱”感明顯，而真實(shí)自發(fā)“執(zhí)行”的感受較弱，這將在一定程度上影響評(píng)測(cè)結(jié)果。

2)絕大多數(shù)VR評(píng)估都基于被試一定的身心體驗(yàn)和操作經(jīng)驗(yàn)之上，要求被試懂得如何操作交互工具(鍵盤，鼠標(biāo)，游戲桿、力反饋工具等)實(shí)現(xiàn)日常行為，因此評(píng)估者需要限制選擇被試的條件，如有3個(gè)月以上使用計(jì)算機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，或在正式測(cè)試前增加練習(xí)環(huán)節(jié)宋排除由于被試使用工具的經(jīng)驗(yàn)差異帶來的影響，而這樣的限制無形中給評(píng)估工作帶來了額外的負(fù)擔(dān)甚至是困難，特別對(duì)老年人群的評(píng)估尤為明顯。

3)雖然VR技術(shù)可以構(gòu)建復(fù)雜、多樣的任意場(chǎng)景，所提供的多通道交互突破了傳統(tǒng)測(cè)試的局限，可以使被試以更自然的方式實(shí)現(xiàn)日常行為，但是在虛擬場(chǎng)景中，環(huán)境光、視野范圍、移動(dòng)速率等對(duì)不同被試產(chǎn)生的影響不同。因此需要評(píng)估者調(diào)整相應(yīng)參數(shù)適應(yīng)被試，這充分體現(xiàn)了VR評(píng)估的靈活適應(yīng)機(jī)制，然而對(duì)于較復(fù)雜的系統(tǒng)調(diào)整，則需要專業(yè)技術(shù)人員從硬件設(shè)備或者是軟件程序的角度進(jìn)行編排或更改。

4)由于視知覺交互設(shè)備和技術(shù)的限制，被試在虛擬場(chǎng)景中執(zhí)行任務(wù)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)眩暈、惡心等不適感，嚴(yán)重影響執(zhí)行結(jié)果。這種現(xiàn)象在老年人群中的表現(xiàn)尤為突出。因此要求評(píng)估者慎重選擇合適的VR系統(tǒng)，并嚴(yán)格控制總體測(cè)試時(shí)間，有時(shí)需要增加適當(dāng)環(huán)節(jié)檢查被試的身心狀態(tài)。

5)完全沉浸式VR評(píng)估系統(tǒng)依賴于高品質(zhì)的立體顯示設(shè)備、傳感設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備等硬件和高性能軟件，系統(tǒng)開發(fā)成本高，還達(dá)不到醫(yī)療、科研單位的普遍使用。同時(shí)VR評(píng)估對(duì)評(píng)估者的計(jì)算機(jī)、交互設(shè)備的操作能力有一定的要求，因此也制約了VR評(píng)估的普及。

雖然VR評(píng)估自身存在一些局限性，但是并不能影響它目前在應(yīng)用研究中已展現(xiàn)出的突出魅力。該方法必將在未來的神經(jīng)心理評(píng)估中占據(jù)舉足輕重的地位、并有可能成為主導(dǎo)。為了使VR評(píng)估曰趨成熟、穩(wěn)定，今后幾年亟待解決以下問題。首先，由于當(dāng)前的應(yīng)用例證多來源于小樣本數(shù)據(jù)，與實(shí)際臨床應(yīng)用還有一段距離，需要大樣本數(shù)據(jù)在評(píng)估整體系統(tǒng)的可靠性、有效性方面進(jìn)一步加強(qiáng)驗(yàn)證，同時(shí)在與傳統(tǒng)評(píng)估的比較研究方面也有待更多例證的支持；其次，與現(xiàn)實(shí)世界相比，評(píng)估測(cè)試的生態(tài)效度還有待于進(jìn)一步提高，具體涉及場(chǎng)景的真實(shí)感構(gòu)建和人機(jī)多通道實(shí)時(shí)交互問題，需要計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真、人機(jī)接口、多媒體及傳感技術(shù)等的發(fā)展與協(xié)作；再次。為了適用不同研究人員的評(píng)估目的，增強(qiáng)結(jié)果的準(zhǔn)確性、客觀性，需要將現(xiàn)有VR評(píng)估系統(tǒng)化、規(guī)范化：最后，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身仍處于發(fā)展階段，所提供的人機(jī)交互范式仍需要信息學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)等多學(xué)科研究人員相互協(xié)作提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)規(guī)范。