Kinetic-functional Analysis of an Immersive Virtual Reality Serious Game and Investigation of Cybersickness Symptoms

Virtual Reality hat die Gaming-Arcades verlassen und ist in die stille, konzentrierte Welt der physischen Rehabilitation eingezogen. Seit Jahren nutzen Therapeuten computergenerierte Umgebungen, um Patienten dabei zu helfen, ihre Körper neu zu trainieren, indem sie sichere Räume bieten, um Gleichgewicht und Bewegung zu üben, ohne das Risiko eines Sturzes einzugehen. Doch ein beständiger Schatten folgt dieser Technologie: ein Phänomen, das als Cybersickness bekannt ist. Ähnlich wie die Seekrankheit auf einem Boot tritt sie auf, wenn die Augen eine Bewegung sehen, die das Innenohr nicht spürt, was den Nutzer schwindelig, übel oder desorientiert zurücklässt. Dieser Nebeneffekt hat die breite Anwendung dieser Werkzeuge in Kliniken oft begrenzt, da Therapeuten Schwierigkeiten haben, zu unterscheiden, ob das Problem eines Patienten auf eine körperliche Schwäche oder lediglich auf das Unbehagen der virtuellen Welt zurückzuführen ist. Um voranzukommen, müssen Forscher einen Weg finden, wie Menschen sich tatsächlich innerhalb dieser digitalen Räume bewegen und genau zu verstehen, wann und warum dieser virtuelle Schwindel auftritt.

Ein Forschungsteam der Federal University of Rio Grande do Norte in Brasilien machte sich daran, diese Fragen mithilfe eines speziellen Virtual-Reality-Spiels namens VIRTUALTER zu untersuchen. Dieses Spiel wurde entwickelt, um Menschen beim Üben des Sitzgleichgewichts zu helfen, indem sie in einem digitalen Wald nach leuchtenden Glühwürmchen greifen, um diese zu fangen. Die Forscher luden zweiunddreißig gesunde junge Erwachsene, überwiegend Studenten der Physiotherapie, ein, ein Headset aufzusetzen und das Spiel zu spielen. Sie wollten zwei Dinge herausfinden: erstens, wie sich die Körper der Spieler bewegten und anpassten, während sie versuchten, die Ziele zu fangen, und zweitens, ob das Spiel ihnen Übelkeit verursachte. Um die Übelkeit zu messen, baten die Forscher die Spieler, vor dem Aufsetzen des Headsets und unmittelbar nach dem Absetzen einen Fragebogen auszufüllen. In diesen Umfragen ging es um Übelkeit, Schwindel und Augenbelastung. Die Forscher beobachteten die Spieler zudem genau und notierten, wie sie ihren Kopf hielten, wie sie ihr Gewicht in den Stühlen verlagerten und wie flüssig sie nach den virtuellen Zielen griffen.

Die Ergebnisse boten ein beruhigendes Bild für die Zukunft dieser Technologie. Die Studie ergab, dass das Spielen der immersiven Version von VIRTUALTER bei der Gruppe als Ganzes nicht zu einer signifikanten Zunahme von Übelsymptomen führte. Während einige Teilnehmer leichte Schwindelgefühle oder Übelkeit meldeten, die nach der Sitzung kurzzeitig anhielten, vertrug die große Mehrheit das Erlebnis gut. Die Forscher stellten fest, dass Personen, die schon früher mit Virtual Reality gespielt hatten, weniger krankheitsanfällig waren als diejenigen, die neu in der Technologie waren, was darauf hindeutet, dass Vertrautheit hilft, das Gehirn an die seltsame Mischung aus visuellen und physischen Signalen anzupassen. Interessanterweise fand die Studie keine Unterschiede im Grad der Übelkeit zwischen Männern und Frauen, was die Vorstellung infrage stellt, dass ein Geschlecht in diesem Kontext natürlicherweise anfälliger für diese Symptome ist.

Über die Frage der Übelkeit hinaus entwickelte das Team eine detaillierte Methode, um die Bewegungen der Spieler zu beschreiben, wobei sie deren Handlungen mit einem Standard verknüpften, der von Ärzten zur Klassifizierung der menschlichen Funktion verwendet wird. Sie beobachteten, dass die Spieler ihre Körper koordiniert und effizient einsetzten. Um die Glühwürmchen zu fangen, drehten die Spieler ihren Kopf, wanden ihren Oberkörper und streckten ihre Arme in einer fließenden, kontinuierlichen Bewegung aus. Sie bewahrten eine stabile Körperhaltung in ihren Stühlen und hielten Kopf und Wirbelsäule gerade, selbst wenn sie sich nach vorne oder zur Seite beugten, um die Ziele zu erreichen. Die Forscher stellten fest, dass die Bewegungen der Spieler symmetrisch waren, was bedeutet, dass sie beide Körperseiten gleichermaßen nutzten, und dass sie in der Lage waren, die Position der Ziele genau einzuschätzen, ohne das Gleichgewicht zu verlieren. Diese Art der detaillierten Beobachtung ermöglicht es Therapeuten, nicht nur zu sehen, ob ein Patient eine Aufgabe bewältigen kann, sondern wie er seinen Körper dazu organisiert.

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass dieses spezifische Virtual-Reality-Spiel ein sicheres und effektives Werkzeug zur Beobachtung und zum Training von Bewegungen ist. Es erzeugte nicht das schwere Unbehagen, das Patienten oft davon abhält, eine solche Technologie zu nutzen. Die Forscher vermuten, dass das Design des Spiels, welches die Kamera stabil hielt und dem Spieler die Kontrolle über die Aktion ließ, wahrscheinlich dazu beitrug, die sensorische Verwirrung zu verhindern, die Übelkeit verursacht. Durch die Kombination der Beobachtung physischer Bewegung mit der Verfolgung von Symptomen zeigten die Forscher, dass Virtual Reality genutzt werden kann, um die menschliche Funktion tiefergehend zu verstehen. Sie betonen, dass dieser erste Test zwar erfolgreich war, aber weitere Untersuchungen mit größeren Gruppen und unterschiedlichen Patiententypen notwendig sind, um den Einsatz dieser Werkzeuge in der realen Therapie zu verfeinern. Für den Moment deuten die Ergebnisse darauf hin, dass mit sorgfältigem Design der virtuelle Wald ein sicherer Ort für den Körper sein kann, um zu lernen und zu heilen.