The Social Brain in Virtual Reality. Changing Perspective on Self and Others in Immersive Virtual Environments

Abstract

One fundamental aspect of the human brain is that it is highly shaped by experience and interaction with the surrounding environment. Signals coming from different sensory streams are integrated to create a coherent representation of the environment and of the “self”, as a part of this environment. The boundaries of the self are defined through the constant and dynamic exchanges between an individual and their physical and social environment. Self-perception and self-representation are complex processes that seem to be linked to perception and representation of others. We know that humans experience a sense of self-awareness, but the neural bases of this phenomenon are not clearly understood yet. In this thesis we focus on three different aspects of the “self” as a dynamic process: body representation, social identity, and conceptual representation of a personal problem. We report on three behavioural studies using immersive virtual reality that demonstrate how self-representation is highly influenced by social feedback. In the first experiment, we re-created a virtual representation of the internal image participants had of their own body shape. We also re-created a virtual body corresponding to their ideal body shape, and another virtual body representing their real body shape. Participants saw the three different virtual bodies from a first-person perspective and from a third-person perspective and they had to evaluate the appearance of those virtual bodies. We observed that female participants evaluated their real body as more attractive when they saw it from a third-person perspective, and that their level of body dissatisfaction was lower after the experimental procedure. We believe that third-person perspective allowed female participants to perceive their real body shape without applying the negative prior beliefs usually associated to the “self”, and that this resulted in a more positive evaluation of their body shape. In the second experiment, we showed how the influence of a group can determine behaviour of an individual. We created a social situation of verbal harassment in virtual reality, and embodied participants in different agents of that scene. In one condition, participants experienced the scene from the perspective of the victim (female avatar). In the other condition, participants saw the situation from the perspective of a member of the group of males performing the harassment (in-group condition). One week later, participants went through a virtual reproduction of the Milgram experiment, and we

measured their behaviour in terms of the number of shocks they would give to the victim (again a female avatar). All participants were sitting with a group of three virtual experimenters (male avatars), who were instructing them to give shocks to the victim until the end of the procedure. Our results show that participants of the in-group condition, behaved according to the instructions received from the virtual experimenters, and were more likely to finish the procedure. We argue that social feedback and group influence is critical in determining individual behaviour. In the third experiment, we show how subjective evaluation of a personal problem, can be modified by getting a third-person perspective of oneself. Participants were asked to describe a personal problem causing mid-level distress in their daily life and had the opportunity to discuss it, in virtual reality, with an avatar of Dr Sigmund Freud. In the experimental condition, participants were embodied alternatively in their own virtual avatar and in the virtual body of Freud, allowing them to enter in a “self-conversation”. In the control condition, participants were embodied in their own virtual body, and received general counselling from the avatar of Freud. Our results show that the self- conversation condition helped participants to get a new perspective on their problem, leading them to get a better understanding of it and new ideas on how to solve it. Participants in the self-conversation condition also reported less negative automatic thoughts after their experience in virtual reality. We believe that the psychological distance given by the third-person perspective, allowed participants to get a more rational understanding of their situation. Overall, we demonstrate in this thesis, that self-perception, self-representation, self- evaluation and behavioral responses are highly influenced by social feedback. We show that third-person perspective enables to decrease negative bias in self-evaluation. We hope to be able to develop those findings in future clinical applications of immersive virtual reality.

Uno de los aspectos fundamentales del cerebro humano es que está formado, en gran parte, por la experiencia de uno y su interacción con el entorno que le rodea. Señales provenientes de varios canales sensoriales están integradas para crear una representación coherente del entorno y de uno mismo, como parte de este entorno. Los límites de un individuo se definen a través de los intercambios constantes y dinámicos entre éste y su entorno físico y social. La percepción y la representación de uno mismo son procesos complejos que parecen estar vinculados a la percepción y representación de los demás. Sabemos que los humanos sienten una conciencia de sí mismos pero las bases neuronales de este fenómeno no están claramente definidas aún. En esta tesis nos focalizamos en tres aspectos diferentes del sentido de uno mismo como proceso dinámico: la representación corporal, la identidad social, y la representación conceptual de un problema personal. Relatamos tres experimentos comportamentales utilizando realidad virtual inmersiva, teniendo como objetivo demostrar el impacto del “feedback” social en la representación de uno mismo. En el primer experimento, recreamos una representación virtual de la imagen corporal interna de los participantes. También recreamos un cuerpo virtual representando su figura ideal y otro cuerpo virtual representando su figura real. Los participantes vieron los tres cuerpos virtuales desde una perspectiva en “primera persona” y desde una perspectiva en “tercera persona” y tuvieron que evaluar la apariencia de los cuerpos virtuales. Observamos que las mujeres evaluaron su figura real como más atractiva cuando la vieron desde una perspectiva externa (en tercera persona), también su nivel de insatisfacción corporal era menor después del procedimiento experimental. Pensamos que el hecho de percibir su cuerpo real desde una perspectiva externa permitió a las participantes femeninas no aplicar las creencias negativas usualmente asociadas a su percepción de ellas misma, y pensamos que esto resultó en una evaluación más positiva de su forma corporal. En el segundo experimento, mostramos cómo la influencia de un grupo puede determinar el comportamiento de un individuo. Creamos, en realidad virtual, una situación social de acoso verbal en la que el participante fue personificado (“embodied”) en varios agentes de la escena. En una condición, los participantes experimentaron la escena desde el punto

de vista de la víctima (avatar femenino). En la otra condición, los participantes vieron la situación desde la perspectiva de un miembro del grupo de hombres acosando a la mujer (condición “in-group”). Una semana después, los participantes experimentaron una reproducción virtual del experimento de Milgram y medimos su comportamiento en términos del número de choques eléctricos que dieron a la víctima (otra vez un avatar femenino). Todos los participantes estaban sentados con un grupo de tres experimentadores virtuales (avatares masculinos) que les daban la instrucción de enviar choques a la víctima hasta el final del procedimiento. Nuestros resultados enseñan que los participantes de la condición “in-group” se comportaron siguiendo las instrucciones de los experimentadores virtuales, y fueron más propensos a terminar el procedimiento. Argumentamos que el “feedback” social y la influencia de un grupo son definitivos a la hora de determinar el comportamiento de un individuo. En el tercer experimento, mostramos cómo la evaluación subjetiva de un problema personal puede ser cambiada al tener una perspectiva externa de uno mismo. Pedimos a los participantes que describiesen un problema personal que les causara un nivel medio de angustia en su vida diaria para que tuvieran la oportunidad de hablarlo, en realidad virtual, con un avatar del Dr. Sigmund Freud. En la condición experimental, los participantes fueron personificados (“embodied”) en su propio avatar virtual y en el cuerpo virtual de Freud, permitiéndoles entrar en una conversación con ellos mismo (“self-conversation”). En la condición control, los participantes fueron “embodied” en su propio cuerpo virtual y el avatar de Freud les daba consejos generales sobre su problema. Nuestros resultados muestran que la condición de “self-conversation” ayudó a los participantes a tener una nueva perspectiva sobre su problema, y que los llevó a entenderlo mejor y a tener nuevas ideas sobre cómo solucionarlo. Los participantes en la condición de “self-conversation” también reportaron menos pensamientos negativos automáticos después de su experiencia en la realidad virtual. Pensamos que la perspectiva externa les dio una distancia psicológica hacia su problema y les permitió entenderlo de manera más racional. En esta tesis demostramos que la percepción, la representación y la evaluación de uno mismo están altamente influenciadas por los intercambios sociales (“social feedback”). Mostramos que la perspectiva externa de un individuo sobre sí mismo (en tercera persona) permite disminuir el sesgo negativo en su autoevaluación. Esperamos poder desarrollar estos resultados en futuras aplicaciones clínicas de la realidad virtual.