Realitatea virtuală a făcut parte din cultura noastră de zeci de ani. Această tehnologie a început la sfârșitul anilor 1950, cu un prim dispozitiv numit „Sensorama” care consta dintr-o cabină cu un scaun pivotant. Sistemul proiecta imagini stereoscopice.
Astăzi, realitatea virtuală a fost dezvoltată masiv ca o tehnologie promițătoare din ce în ce mai prezentă în viețile noastre. Dar cum influențează utilizarea acestei tehnologii modul în care creierul percepe informațiile? Bazat pe cele mai recente cercetări neuroștiințifice, acest articol abordează schimbările cheie pe care le implementează creierul nostru pentru a învăța și a gestiona mediile virtuale de informații.
Experiența reală într-o lume virtuală începe cu simțul prezenței
Sentimentul prezenței se referă la cât de mult se simte o persoană în mediul virtual, mai degrabă decât în cel fizic. Cu alte cuvinte, simțul prezenței este răspunsul psihologic subiectiv la „a fi acolo” cufundat pe deplin în experiența realității virtuale.
Există trei trăsături comune care caracterizează prezența în contextul VR:
- (1) Angajament senzorial ridicat în mediul virtual
- (2) Un sentiment sau o stare mentală (de exemplu, motivație) care permite experiența subiectivă
- (3) Interacțiunea componentelor perceptuale, cognitive și afective care provoacă răspunsuri fiziologice.
Tehnologia bazată pe realitate virtuală este bine cunoscută în a genera percepții vizuale, auditive și haptice induse într-o experiență completă imersivă care imită lumea reală (angajarea senzorială). În realitatea virtuală, simțurile noastre se comportă identic cu momentele când percepem mediile „reale”, ceea ce face dificilă distingerea experienței reale de o iluzie sau simulare (componentă subiectivă).
De exemplu, când navigați într-un spațiu VR, vedeâi lucrurile în 3D, așa cum aâi face dacă ar fi acolo. Această experiență imersivă atât de robustă face ca creierul vostru să răspundă ca și cum s-ar întâmpla cu adevărat (experiență multidimensională).
Singura diferență dintre „lumile” reale și virtuale este cunoașterea în prealabil a faptului că ceea ce vezi într-un mediu virtual nu este real, permițându-vă să acționați a și cum ar fi cu adevărat, dar fără teamă.
De exemplu, luați în considerare o persoană cu fobie față de păianjeni care se scufundă într-un mediu VR în care sunt afișate multe insecte. Cunoașterea de a nu fi rănit în această lume virtuală va schimba modul în care persoana se confruntă cu stimulii care o îngrozesc.
O astfel de interacțiune învață creierul persoanei că evenimentul amenințător poate fi experimentat fără dezastru, ceea ce în cele din urmă pregătește persoana pentru a se confrunta cu ea în afara mediului virtual.
Tehnologia VR – sinergii cu neuroimaging
Pentru a înțelege modul în care experiența realității virtuale afectează de fapt creierul uman, cercetătorii au folosit diferite tehnici de neuroimagini care permit evaluarea activității creierului ca răspuns la stimulări externe.
Dispozitivele bazate pe realitate virtuală utilizate în mod obișnuit produc percepții vizuale, auditive și haptice induse care generează semnale neurofiziologice specifice. Aceste dispozitive VR pot fi, de exemplu, sisteme bazate pe ecran sau montate pe cap.
Integrarea eficientă a acestor dispozitive bazate pe realitate virtuală cu sisteme de înregistrare neuroimagistică în timp real este utilă în corelarea percepției umane cu răspunsurile creierului într-un mediu proiectat virtual.
De exemplu, există diverse sisteme de înregistrare a creierului, cum ar fi electroencefalografia (EEG), magnetoencefalografia (MEG) și imagistica prin rezonanță magnetică (RMN), care sunt binecunoscute pentru înregistrarea atât a stării de repaus, cât și a stărilor active ale creierului la un nivel foarte precis.
O combinație optimă de elemente bazate pe VR cu aceste tehnici de neuroimagini permite studierea comportamentului uman, performanța navigației spațiale și prezența spațială, pentru a numi câteva.
Într-un experiment obișnuit, datele creierului în curs sunt înregistrate în timp ce utilizatorul este stimulat în cadrul experienței immersive VR. Semnalul creierului înregistrat poate fi descompus în diferite benzi de frecvență (de exemplu, oscilații neuronale) sau poate fi mapat în zone ale creierului (de exemplu răspuns hemodinamic) care sunt active în timpul stimulării VR.
Cercetătorii lucrează în prezent cu astfel de abordări integrative în biomedicină, educație, asistență medicală, marketing și jocuri, combinând sistemele de semnale ale creierului uman cu tehnologia modernă bazată pe VR. Amestecarea eficientă a tuturor acestor elemente este cheia pentru obținerea de informații valoroase despre stările cognitive ale utilizatorilor, percepțiile acestora și alte corelații neurofiziologice care apar în timpul experienței imersive.
Creierul comportă diferit într-o lume virtuală?
Parțial da, deși cercetările în acest sens nu sunt încă concludente. Modul în care se comportă creierul în cadrul unei experienței VR reprezintă un subiect de mare interes pentru cercetători. Un obiectiv principal include investigarea modificărilor creierului după expunerea la VR. Dovezile științifice sugerează că diferite tipuri de experiențe VR afectează diferite structuri ale creierului și funcționare neuronală (Dr Bruce D. Berry, Baylor College of Medicine).
Prin urmare, este probabil ca experiența utilizării tehnologiilor bazate pe Realitatea Virtuală să modifice creierul la diferite niveluri.
Pentru a înțelege mai bine modul în care VR afectează funcționarea creierului, mai întâi trebuie să înțelegem modul în care creierul dă sens lumii din jurul nostru. Având în vedere că experimentăm realitatea pe baza informațiilor capturate de organele senzoriale precum ochii, urechile și pielea, senzația realistă condusă de experiențele VR se bazează pe următoarele procese:
- Senzație: implică stimularea senzorială a simțurilor noastre
- Transmiterea: este actul de transmitere a informațiilor captate de organele noastre senzoriale către creier.
- Percepția: este reprezentarea mentală a stimulilor și implică o succesiune de pași precum organizarea și interpretarea stimulilor selectați.
- Experiență: interacțiunea dintre senzația și procesul de percepție (interpretarea creierului nostru a acestei informații) creează experiența noastră a realității.
Dispozitivele bazate pe VR sunt bine cunoscute pentru a provoca senzații vizuale, auditive și haptice induse, îmbunătățind percepția, comportamentul motor și adaptarea senzorio-motorie. Are potențialul de a avea un impact pozitiv asupra cogniției, sporind funcționarea executivă a creierului în multe moduri diferite (de exemplu, învățare, memorie, control motor).
O parte din creșterea capacităților creierului se bazează pe sentimentul de prezență menționat mai sus. După cum a arătat un grup de cercetători de la Universitatea din Maryland, creierul devine mai precis la codificarea amintirilor atunci când experimentăm intensitatea prezenței în VR.
Mai exact, studiul lor a arătat o îmbunătățire cu 9% a acurateței memoriei atunci când se învață în VR, comparativ cu învățarea folosind un computer desktop.
Pe lângă percepția asupra lumii exterioare, realitatea virtuală schimbă modul în care ne percepem pe noi înșine. Cercetătorii de la Virtual Human Interaction Laboratory din Stanford au demonstrat că, după câteva minute în realitate virtuală încorporată cu avatarul unei persoane în vârstă, creierul începe să se adapteze, adoptând corpul avatarului drept al său.
O astfel de internalizare rapidă a dus la un impact semnificativ asupra atitudinii participanților față de bătrâni. Într-un alt studiu, cercetătorii arată că persoanele cu o reprezentare distorsionată a dimensiunii corpului lor, atunci când sunt plasate într-un avatar de dimensiuni sănătoase, au avut ca rezultat o îmbunătățire a imaginii lor de sine.
Deși acestea sunt descoperiri fascinante, există încă multe necunoscute despre mecanismele neurologice de bază. Studiul undelor cerebrale în contextul VR este un domeniu interesant de cercetare care aduce noi perspective în acest sens.
O descoperire interesantă în cercetările actuale face referire la o relație pozitivă între simțul prezenței în VR și activarea mai mare a benzilor Alpha și Theta. În studiile bazate pe memorie, a fost demonstrat un rol semnificativ al ambelor tipuri de unde cerebrale, oglindind probabil procesele de memorie vizual-spațială apărute în timpul navigării virtuale.
Acesta este ceea ce un grup de cercetători de la Universitatea din Pennsylvania a investigat folosind un sistem integrat de VR și EEG. Participanții au fost instruiți să navigheze pe un coridor virtual și să-și amintească rutele de acces la diferite camere de destinație în timp ce activitatea lor cerebrală era înregistrată.
Markerii EEG ai activității benzii theta au apărut mai predominanți în timpul codificării informațiilor vizuale spațiale, în timp ce activitatea benzii Alpha a crescut în timpul fazei de recuperare a memoriei pe termen scurt (Jaiswal, Ray și Slobounov, 2010 ) .
Concluzii
Odată cu apariția virtualizării în contexte din ce în ce mai apropiate de viața de zi cu zi a oamenilor (supermarketuri, centre educaționale, spitale, petrecere a timpului liber etc.), creierul uman s-a adaptat forțat pentru a gestiona o cantitate mare de informații într-un mod foarte diferit față de acum 20 de ani.
Tehnologia VR permite accesul imediat la mult mai multe surse de informații, ceea ce face ca creierul să se adapteze, modificând datorită plasticității modul în care neuronii comunică și se organizează pentru a-l gestiona.
Deși sună cu siguranță avantajos, există încă întrebări de investigat, cum ar fi efectele pe care această tehnologie imersivă le-ar avea asupra cogniției și organizării creierului în generațiile viitoare de nativi ai tehnologiei de realitate virtuală.
