Panagiotis Kourtesis, Rayaan Amir, Josie Linnell, Ferran Argelaguet 和 Sarah E. Macpherson 等研究人员在 IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics 期刊的 2023 年 5 月刊上发表了一项原创性研究，题为《Cybersickness, Cognition, & Motor Skills: The Effects of Music, Gender, and Gaming Experience》。该研究旨在探索虚拟现实（VR）中音乐、性别和游戏经验对晕屏症（Cybersickness）的影响，并检验晕屏症对认知、运动技能和阅读表现的后效。研究主要作者分别来自法国国家信息与自动化研究所（Inria）、雷恩大学及英国爱丁堡大学。此项研究工作的核心价值在于，它首次在沉浸式虚拟现实环境下，系统地考察了通过音乐来缓解晕屏症的可行性与效果，并深入探究了晕屏症对认知功能的特定影响，以及个体差异在其中扮演的角色。

该研究的学术背景根植于虚拟现实技术广泛普及而其核心弊端——晕屏症——严重阻碍用户体验与应用效果的现状。晕屏症是一种由视觉刺激而非真实运动诱发的，包含恶心、定向障碍和眼部不适等症状的综合症，其主流理论解释是感觉冲突理论，即视觉与前庭系统感知的不匹配。已有研究表明，晕屏症可能损害用户的认知和运动表现，但文献中关于其是否影响言语工作记忆和视觉空间工作记忆的结果存在矛盾。过往缓解方法，如药物或改变视点等，存在侵入性强、破坏沉浸感或耗时等局限。在临床和运动模拟领域，愉悦或舒缓的音乐已被证明能有效缓解恶心或晕动症（Motion Sickness），但在症状更强烈的沉浸式VR中，音乐对晕屏症的缓解效果仍属研究空白。同时，关于性别和游戏经验等个体差异对晕屏症影响的研究结论并不一致，且既往研究在实验设计上多为被试间设计，未能有效控制个体差异，也很少在VR暴露过程中同步评估晕屏症与认知功能。因此，本研究旨在通过严格的实验，填补上述空白。

为了实现研究目标，该研究包含两个连续的实验流程。第一个是在线问卷研究（Online Study），作为整个工作的预实验环节，其主要目的是为主实验筛选出公认最具“舒缓”和“愉悦”效价的音乐曲目。该阶段招募了92名参与者（51名男性，39名女性，2名非二元性别者），通过社交媒体完成在线问卷。研究人员预先挑选了12段约30秒的纯音乐片段，包括6首舒缓曲目和6首愉悦曲目。参与者首先聆听并采用7点李克特量表对其每首曲目的一种情绪特质进行评分，例如，对舒暖曲目，1代表“完全不舒缓”，7代表“极度舒缓”。之后，参与者需再次聆听并通过对所有同类曲目进行拖拽排序来给出偏好排名。数据通过R语言进行分析，采用威尔科克森符号秩检验比较评分和排名的差异，最终综合评分和排名结果，选定了《Good Times》的器乐版本作为“愉悦音乐”曲目，以及Ray Amir的《Mellow Sky》作为“舒缓音乐”曲目。

第二个实验是沉浸式虚拟现实研究（Immersive VR Study），这是整个工作的核心。该阶段招募了39名年龄在22至36岁之间的参与者（22名女性，17名男性），并采用严格的被试内设计。主要实验设备为集成了120Hz频率眼动追踪仪的HTC Vive Pro Eye头戴式显示器。研究人员使用Unity3D引擎和SteamVR SDK自主开发了虚拟环境与交互系统，并创新性地开发了多个用于在VR内部进行实时评估的3D版认知任务，包括用于测量言语工作记忆的逆向数字广度任务（BDST）、用于测量视觉空间工作记忆的逆向科西块任务（BCBT），以及用于测量精神运动技能的迪里-利瓦尔德反应时任务（DL Task），该任务能进一步区分出简单反应时和包含注意时间与运动时间的选择反应时。此外，该研究还使用了一个新颖、简短且经过验证的6项问卷——虚拟现实晕屏症问卷（CSQ-VR），并将其设计为3D用户界面，以便在沉浸式场景中反复评估参与者的恶心、定向障碍和眼部不适等晕屏症状。更为巧妙的是，在该3D问卷界面中集成了无形的眼动追踪目标，用于测量阅读问卷文本时的注视时长（即阅读能力），并持续记录瞳孔大小作为情绪状态的生理指标。

实验流程为：参与者首先在VR外完成晕动症易感性问卷（MSSQ）以进行筛选，符合条件者进入主实验。进入VR后，参与者先完成基线评估，依次体验并评价两首音乐曲目，然后执行上述的三项认知和运动任务，并通过3D界面回答CSQ-VR问卷。之后，参与者将经历三轮3D过山车式的虚拟移动体验，每轮持续5分钟，包含线性和角加速度以诱发晕屏症。三轮体验中，参与者分别会听到愉悦音乐、舒缓音乐或无音乐，三种条件的顺序在不同参与者间被平衡。每次体验结束后，参与者需在VR内立即重复进行CSQ-VR问卷、BDST、BCBT和DL任务等一系列评估。整个VR内流程约100分钟。数据在转换和归一化后，采用重复测量方差分析考察音乐类型和体验次序对晕屏症的影响，并使用混合回归模型探索晕屏症对认知、阅读、瞳孔大小的影响以及人口学变量对晕屏症的预测作用。

研究结果显示，音乐对晕屏症具有显著的缓解效果。与无音乐条件相比，舒缓音乐和愉悦音乐均能显著降低恶心相关症状的强度，这支持了第一个假设。但值得注意的是，只有愉悦音乐能显著降低晕屏症的整体强度，这支持了第二个假设，并表明愉悦音乐可能通过分散注意力和诱发积极情绪的双重机制起作用。在晕屏症的后效方面，研究发现晕屏症会显著损害特定的认知功能。具体来说，晕屏症的整体强度以及各类症状均能显著降低参与者的言语工作记忆表现，但对视觉空间工作记忆无显著影响。同时，晕屏症显著延长了参与者的总反应时间，深入研究其分量显示，这种效应主要源于注意时间的大幅且接近显著的减速，而非运动时间的改变，这证实了晕屏症的负面影响主要作用于注意力处理速度。此外，探索性分析发现，晕屏症还显著延长了阅读时间（即降低阅读速度）并显著缩小了瞳孔大小，其中，晕屏症强度的变化可以解释高达83%的瞳孔尺寸变异，表明瞳孔尺寸可作为晕屏症严重程度的潜在生物标志物。

关于个体差异，研究首先发现性别和游戏经验是晕屏症强度的显著预测因子。与预期一致，游戏经验更丰富的参与者，其晕屏症整体强度和前庭症状明显更轻，首次通过回归模型确认了游戏经验对晕屏症的缓冲作用。同时，初步t检验发现女性参与者报告的晕屏症强度显著高于男性。然而，一个关键的中介变量浮现了出来：女性参与者的游戏经验也显著低于男性参与者。当将游戏经验作为协变量纳入协方差分析后，女性与男性之间的晕屏症强度差异消失了。这一发现是对现有争议性文献的重要澄清，它表明以往研究所观察到的性别差异，在很大程度上可能是由男性与女性群体间系统性的游戏经验差异所驱动的，而非纯粹的生理性别（Sex）本身。当游戏经验水平被控制后，性别的主效应不再显著。此外，年龄、教育背景、VR使用经验和电脑使用经验在本研究的年轻成人样本中均未能显著预测晕屏症。

本研究的结论强调，音乐，尤其是愉悦性音乐，是一种经济高效、不破坏沉浸感的晕屏症缓解手段。它还明确指出，晕屏症对认知的影响是有选择性的，主要破坏以言语工作记忆和阅读能力为代表的语言相关认知过程，而对视觉空间能力影响不大，这对将VR应用于教育、培训等依赖语言信息处理的领域构成警示。该研究最重要的科学贡献在于，它厘清了VR领域中性别与游戏经验这两个相互关联的个体差异因素对晕屏症的真正影响。研究有力地证明，更高的游戏经验是抵御晕屏症的保护因素，而经常被报告的性别差异现象可以被“游戏经验”这一变量所解释，这为未来的研究设计树立了必须严格控制游戏经验的标杆。在工作流程上，该研究的亮点在于其使用了高效和自然的被试内设计，并创新性地开发了一套完整的沉浸式研究框架，使得在诱发和测量晕屏症的同一虚拟环境中，同步、重复地采集认知表现、眼动数据和主观症状成为可能，极大提高了研究的生态效度。

尽管如此，研究也指出其局限：参与者主要为年轻成人，且通过MSSQ的筛选排除了易感人群，导致症状总体处于轻度至中度，未来的研究需在更多样化、症状更重的人群中复现发现。此外，虚拟暴露时长较长，更短时间下的效果也值得探讨。总体而言，这项研究为理解和对抗晕屏症提供了坚实、可操作的证据和全新的方法论视角。