White Noise and Postural Control in Healthy Adults: Differential Effects in Virtual and Non- Virtual Environments
Diese Studie zeigt auf, dass stationäres weißes Rauschen zwar minimale Auswirkungen auf die Haltungskontrolle bei gesunden Erwachsenen hat, seine individuellen Effekte jedoch zwischen nicht-virtuellen und Virtual-Reality-Umgebungen signifikant variieren, mit einer Tendenz zur Stabilisierung in nicht-VR-Umgebungen und zur Destabilisierung in VR-Umgebungen.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung eines Preprints, das nicht peer-reviewed wurde. Dies ist kein medizinischer Rat. Treffen Sie keine Gesundheitsentscheidungen auf Grundlage dieses Inhalts. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
In jedem Moment, in dem wir stillstehen, ist unser Körper in einem leisen, ständigen Verhandlungsprozess mit der Schwerkraft gefangen. Um nicht zu fallen, fungiert das Gehirn als ein Meister der Integration, das Berichte aus drei Hauptquellen sammelt: den Augen, die uns sagen, wo wir uns im Verhältnis zur Welt befinden; dem Innenohr und der Haut, die Bewegung und Druck wahrnehmen; und den Muskeln und Gelenken, die den Boden unter unseren Füßen spüren. Normalerweise arbeiten diese Systeme nahtlos zusammen, aber wenn eine Quelle unzuverlässig wird – etwa wenn wir die Augen schließen oder auf einer weichen, unebenen Oberfläche stehen – muss das Gehirn schnell reagieren und sich stärker auf die verbleibenden Sinne verlassen, um das Gleichgewicht zu halten. Jahrzehntelang haben Wissenschaftler verstanden, wie das Sehen und das Tasten diesen Prozess formen, doch ein leiserer Sinn ist vor kurzem in das Visier geraten: das Hören. Während wir Schall oft als etwas betrachten, das wir hören, haben Forscher begonnen, sich zu fragen, ob die bloße Präsenz eines stetigen, unveränderlichen Geräusches als versteckter Anker wirken könnte, der dem Gehirn hilft, sich im Raum zu orientieren, ganz so, wie ein Leuchtturmbalken einem Schiff hilft, ein dunkles Meer zu durchfahren.
Ein Team von Forschern der New York University ging mit der Absicht vor, diese Idee zu testen, und stellte eine einfache, aber komplexe Frage: Hilft ein konstantes Summen von weißem Rauschen gesunden Erwachsenen dabei, fester zu stehen, oder lenkt es sie ab? Sie waren besonders daran interessiert, ob sich die Antwort je nach dem Ort änderte, an dem sich die Person befand. Wäre der Effekt in einem ruhigen, realen Raum anders als in einer voll immersiven Virtual-Reality-Umgebung, die eine belebte, sich bewegende U-Bahn-Station simuliert? Um dies herauszufinden, rekrutierten sie fünfundzwanzig gesunde Erwachsene im Alter zwischen Anfang zwanzig und Mitte dreißig und baten sie, mit zusammenstehenden Füßen auf einer weichen Schaumstoffmatte zu stehen. Diese weiche Oberfläche wurde gezielt gewählt, um die Aufgabe schwieriger zu machen, indem die zuverlässigen Signale von den Füßen reduziert wurden, was das Gehirn dazu zwang, härter zu arbeiten, um aufrecht zu bleiben.
Die Teilnehmer führten zwei verschiedene Testreihen durch. In der ersten Reihe standen sie in einem echten Raum, entweder mit offenen oder geschlossenen Augen. Während dieser Versuche hörten sie entweder einen stetigen Strom von weißem Rauschen, der über Lautsprecher abgespielt wurde, oder trugen geräuschunterdrückende Kopfhörer, die jeglichen Schall blockierten. In der zweiten Testreihe trugen sie ein Virtual-Reality-Headset, das sie in eine digitale U-Bahn-Station versetzte. Manchmal war die Szene statisch, und manchmal war sie dynamisch, mit digitalen Menschen, die vorbeigingen, und vorbeifahrenden Zügen. Genau wie im realen Raum erlebten sie diese virtuellen Szenen entweder mit dem weißen Rauschen oder mit Stille. Während jedes Versuchs maßen Sensoren unter ihren Füßen exakt, wie sehr sie schwankten, wobei sowohl die gesamte Fläche, die ihr Körper abdeckte, als auch die Geschwindigkeit ihrer Bewegungen erfasst wurden.
Die Ergebnisse bestätigten, was Wissenschaftler bereits über das Sehen wussten: Wenn die Teilnehmer die Augen schlossen oder wenn die virtuelle Welt in Bewegung geriet, schwankte ihr Körper signifikant stärker. Das Sehen ist ein kraftvoller Stabilisator, und das Entfernen oder Verwirren des Sehens durch eine bewegte Szene macht das Stillstehen viel schwieriger. Die Rolle des Schalls war jedoch weitaus komplizierter und hing vollständig vom Individuum und der Umgebung ab. Im realen Raum bewirkte das stetige weiße Rauschen für die Gruppe als Ganzes keinen statistisch signifikanten Unterschied. Doch als die Forscher jede Person einzeln betrachteten, zeichnete sich ein klares Muster ab. Einige Menschen standen mit dem Rauschen merklich fester, während eine kleinere Gruppe tatsächlich mehr schwankte. Interessanterweise verloren viele derjenigen, die das Rauschen bei offenen Augen als hilfreich empfanden, diesen Vorteil, wenn sie die Augen schlossen, was darauf hindeutet, dass der Schall nur dann als hilfreicher Anker diente, wenn die visuelle Welt zur Unterstützung verfügbar war.
Die Virtual-Reality-Tests erzählten eine andere Geschichte. In der digitalen U-Bahn half das stetige Rauschen der Gruppe als Ganzes nicht, und tatsächlich wurden mehr Menschen mit dem Geräusch weniger stabil als ohne es. Dies galt insbesondere dann, wenn die virtuelle Szene in Bewegung war. Die Forscher vermuten, dass in der komplexen, bewegten virtuellen Umgebung das über Kopfhörer gelieferte Geräusch eher als Ablenkung denn als Orientierungshilfe gewirkt haben könnte. Im Gegensatz zu den Lautsprechern im realen Raum, die einen festen Punkt im Raum darstellten, kam der Schall im Headset von überall und nirgendwo zugleich, was potenziell das Gehirn bei dem Versuch verwirrte, die bewegte visuelle Welt vom auditiven Input zu trennen. Für einige Teilnehmer erzeugte die Kombination aus einer bewegten Szene und dem konstanten Rauschen eine mentale Überlastung, die es erschwerte, sich auf das Aufrechtstehen zu konzentrieren.
Die Studie kommt zu dem Schluss, dass es keine einzelne Regel dafür gibt, wie Schall das Gleichgewicht beeinflusst. Für manche Menschen, in bestimmten Bedingungen, kann ein stetiges Rauschen als hilfreiches Werkzeug zur Verbesserung der Stabilität dienen. Für andere oder in anderen Umgebungen kann dasselbe Rauschen ein Hindernis sein. Die Fäh Fähigkeit des Gehirns, Schall für das Gleichgewicht zu nutzen, ist höchst individuell und hängt davon ab, was sonst noch um die Person herum geschieht. Während die Ergebnisse nicht nahelegen, dass weißes Rauschen eine universelle Heilung für Gleichgewichtsprobleme ist, unterstreichen sie dennoch, dass unsere sensorischen Systeme unglaublich flexibel und individuell sind. Während Forscher weiterhin untersuchen, wie wir uns durch die Welt bewegen, lernen sie, dass der Weg zu besseren Gleichgewichtsbewertungen und -trainings nicht in einer Einheitslösung liegen könnte, sondern im Verständnis der einzigartigen Art und Weise, wie das Gehirn jedes Einzelnen die Sicht, die Klänge und die Empfindungen seines täglichen Lebens abwägt.
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