Resumen Técnico: Impacto de las Características del Flujo Óptico en la Realidad Virtual sobre la Vección y el Mareo Inducido por la Visión

1. Planteamiento del Problema

A pesar de los avances significativos en la tecnología de Realidad Virtual (RV), incluyendo la mejora en la resolución y la expansión de los campos de visión (FoV), la ocurrencia del Mareo Inducido por la Visión (VIMS, por sus siglas en inglés) sigue siendo una barrera crítica para su adopción generalizada. Un desafío central en el diseño de RV es provocar una vección (la percepción ilusoria de movimiento propio) convincente sin desencadenar VIMS. Mientras que parte de la literatura sugiere una correlación directa entre la intensidad de la vección y la severidad del mareo, otros hallazgos indican que se puede experimentar una vección robusta sin mareo, y que el mareo puede surgir sin una vección fuerte. Esto sugiere que la vección y el VIMS pueden compartir mecanismos parcialmente superpuestos, pero permanecen funcionalmente disociables.

El problema específico abordado es la falta de comprensión sobre cómo dos clases primarias de parámetros visuales —la distribución espacial de la estimulación (central vs. periférica) y la organización estructural de la escena visual (específicamente el marco de referencia espacial: referenciado a la cabeza vs. referenciado a la gravedad)— influyen conjuntamente en la vección y el VIMS. Los relatos convencionales suelen tratar el VIMS como un subproducto directo de la intensidad de la vección; este estudio postula, en cambio, que el malestar surge de las inconsistencias entre los marcos de referencia espaciales que el sistema nervioso no logra reconciliar.

2. Metodología

Participantes y Cribado

Se reclutaron treinta y ocho adultos jóvenes (media de edad 20.0 ± 1.4 años) de un grupo inicial de 66 participantes. Se realizó un cribado previo utilizando el Cuestionario de Susceptibilidad al Mareo Inducido por la Visión (VIMSSQ). Los criterios de inclusión requirieron una puntuación ≤ 9.17 (el percentil 25 de la distribución normativa), asegurando que la muestra consistiera en individuos con baja susceptibilidad al mareo por movimiento, aunque el estudio identificó posteriormente perfiles de sensibilidad distintos dentro de este grupo.

Aparato y Estímulos

El estudio utilizó un visor Meta Quest Pro® (FoV horizontal de 106°, tasa de refresco de 90 Hz). Los estímulos visuales consistieron en un flujo óptico de traslación anteroposterior (marcos rectangulares blancos en expansión sobre un fondo negro) que simulaba un movimiento hacia adelante a 6 m/s.

Diseño Experimental

Se empleó un diseño de factores completos dentro de los sujetos utilizando cuatro condiciones creadas por la combinación factorial de:

1. Marco de Referencia (RF):
   • Referenciado a la cabeza: Marcos visuales orientados en relación con la cabeza del participante.
   • Referenciado a la gravedad: Marcos visuales orientados en relación con el entorno externo (estacionario respecto al mundo).
2. Campo de Visión (FoV):
   • Central: Estimulación restringida a ±10° desde el ojo ciclópeo.
   • Periférico: Estimulación que se extiende desde ±10° hasta los límites de la pantalla.

Procedimiento

Los participantes realizaron inclinaciones cíclicas continuas de balanceo de la cabeza (frecuencia de 0.4 Hz, amplitud de ±20°) guiadas por señales auditivas mientras observaban los estímulos durante hasta ocho minutos. Proporcionaron calificaciones de vección continuas mediante un joystick. El VIMS se evaluó mediante:

• MISC (Escala de Misery): Calificaciones continuas, minuto a minuto, durante la exposición y la recuperación.
• SSQ (Cuestionario de Mareo por Simulador): Pre y post exposición.
• MSAQ (Cuestionario de Evaluación de Mareo por Movimiento): Pre y post exposición.
• IPQ (Cuestionario de Presencia de Igroup): Post exposición.
• NASA-TLX: Evaluación de la carga de trabajo post exposición.

Análisis de Datos

Se utilizaron Modelos Lineales Mixtos (LMM) para analizar los efectos del Marco de Referencia, el Campo de Visión y el Tiempo sobre las variables dependientes. Los participantes fueron incluidos como interceptos aleatorios. Se aplicó un enfoque de agrupamiento (K-means) a las calificaciones de vección para identificar perfiles de sensibilidad individuales.

3. Resultados Clave

Variables de Control

El desempeño de la tarea (frecuencia y amplitud de la oscilación de la cabeza), la carga de trabajo percibida (NASA-TLX) y el comportamiento de la mirada fueron consistentes en todas las condiciones, confirmando que las diferencias observadas en la vección y el VIMS fueron atribuibles a las manipulaciones visuales y no a variaciones en la demanda de la tarea o el cumplimiento.

Vección y Presencia

• Efecto de Interacción: Se encontró una interacción significativa de Marco de Referencia × Campo de Visión para la vección. En la condición referenciada a la cabeza, la estimulación periférica provocó una vección más fuerte que la estimulación central. Por el contrario, en la condición referenciada a la gravedad, la estimulación central provocó una vección más fuerte que la periférica.
• Presencia: Tanto el encuadre referenciado a la cabeza como la estimulación periférica aumentaron independientemente la presencia subjetiva. La correlación entre la vección y la presencia fue más fuerte en las condiciones referenciadas a la cabeza y más débil (no significativa) en la condición de gravedad/central.

Perfiles de Sensibilidad Individual

El análisis de agrupamiento identificó dos grupos distintos: Alta Sensibilidad a la Vección (n=12) y Baja Sensibilidad a la Vección (n=26).

• La interacción Marco de Referencia × Campo de Visión sobre la vección fue robusta y funcionalmente distinta en el grupo de Alta Sensibilidad, pero sutil y no discriminable en el grupo de Baja Sensibilidad.

Mareo Inducido por la Visión (VIMS)

El impacto de las manipulaciones experimentales sobre el VIMS estuvo fuertemente modulado por la sensibilidad a la vección:

• Grupo de Alta Sensibilidad a la Vección:
  • Marco de Referencia: El encuadre referenciado a la gravedad atenuó significativamente la acumulación de malestar (MISC) y redujo la severidad de los síntomas post exposición (SSQ) en comparación con el encuadre referenciado a la cabeza.
  • Campo de Visión: La estimulación periférica aceleró la aparición de síntomas y aumentó el malestar oculomotor.
  • Especificidad de Subescalas: La reducción de la náusea y los síntomas oculomotores mediante el encuadre referenciado a la gravedad fue más pronunciada cuando se combinó con la estimulación central.
• Grupo de Baja Sensibilidad a la Vección:
  • Marco de Referencia: No se observó un efecto significativo del marco de referencia sobre el VIMS.
  • Campo de Visión: La estimulación periférica ejerció un efecto adverso modesto pero fiable en las puntuaciones de SSQ post exposición, específicamente aumentando la carga oculomotora, independientemente del marco de referencia.

4. Contribuciones Clave y Significado

Un Modelo de VIMS Dependiente de la Susceptibilidad

La principal contribución de este trabajo es la propuesta de un modelo de VIMS dependiente de la susceptibilidad. El estudio demuestra que la relación entre los parámetros de movimiento visual y el malestar no es uniforme para todos los usuarios.

• Para los individuos con Alta Sensibilidad a la Vección, el VIMS está estrechamente vinculado con la percepción del movimiento propio. Estos usuarios se benefician significativamente del encuadre visual referenciado a la gravedad, que actúa como una palanca de mitigación al estabilizar los marcos de referencia espaciales.
• Para los individuos con Baja Sensibilidad a la Vección, el marco de referencia tiene poco impacto en el malestar. En su lugar, su VIMS es impulsado principalmente por la extensión de la estimulación periférica, lo que aumenta la tensión oculomotora independientemente del marco de referencia.

Perspectivas Metodológicas

El estudio destaca la naturaleza complementaria de las herramientas de evaluación de VIMS:

• El MISC proporcionó una resolución temporal crítica, revelando trayectorias diferenciales de acumulación de síntomas que los cuestionarios retrospectivos pasaron por alto.
• El SSQ fue altamente sensible a las manipulaciones del campo de visión (periférico vs. central).
• El MSAQ mostró tendencias hacia la sensibilidad a las manipulaciones del marco de referencia, pero fue generalmente menos sensible en este paradigma puramente visual.

Implicaciones Prácticas

Los hallazgos sugieren que un enfoque de "talla única" para el diseño de RV es subóptimo.

• Estrategia de Mitigación: Para usuarios propensos a una vección fuerte, anclar los entornos visuales a la gravedad (estacionarios respecto al mundo) en lugar de a la cabeza es una estrategia efectiva para reducir el mareo.
• Palancas de Diseño: Para usuarios con baja sensibilidad a la vección, gestionar la extensión espacial de la estimulación periférica es el parámetro de diseño más relevante para minimizar el malestar oculomotor.

Limitaciones y Alcance

Los autores señalan que el estudio utilizó un entorno visualmente disperso y un paradigma de observación pasiva (observador estacionario con inclinaciones de cabeza). Si bien esto asegura el control experimental, los autores reconocen que se necesita trabajo futuro para validar estos hallazgos en entornos más complejos y ecológicamente válidos, así como en escenarios de movimiento físico real (por ejemplo, simuladores de conducción). El estudio no pretende resolver el VIMS de forma universal, sino que proporciona un marco para comprender cómo los perfiles perceptivos individuales dictan la eficacia de las intervenciones de diseño visual específicas.