Hier stellen wir ein Protokoll vor, um die Auswirkungen immersiver 360-Grad-Virtual-Reality-Naturexpositionen auf Stimmung und Verkörperung zu untersuchen. Die Teilnehmer erleben Wald- und Meeresumgebungen in sitzenden und stehenden Haltungen, wobei Bewertungen mit standardisierten Skalen therapeutische Ergebnisse für psychische Gesundheitsinterventionen bewerten.
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Forschungsartikel
VR-Naturtherapie: Verkörperung und emotionale Regulation durch immersive virtuelle Umgebungen
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Virtual-Reality-(VR)-Naturtherapien zeigen vielversprechende Emotionsregulation, aber optimale Kombinationen von Umgebungen bleiben unklar. Diese Studie untersuchte, wie kulturelle Vertrautheit (Hongkonger Meeres- vs. deutsche Waldlandschaften) und der Interaktionsmodus (Sitzen vs. Stehen) Stimmung, Verkörperung, Naturverbundenheit und VR-Präsenz bei 31 Teilnehmern beeinflussen (Durchschnittsalter 22,5 Jahre, SD 2,1; 18 weiblich, 13 männlich; keine vorherige VR-Erfahrung bei 74 %). Mit immersiven 360-Grad-VR-Naturlandschaften bewerteten wir Ergebnisse mit standardisierten Skalen vor und nach der Exposition. Die Ergebnisse zeigten signifikante Verbesserungen der Stimmung vor und nach der Exposition (weniger Wut, Verwirrung, Depression, Müdigkeit, Anspannung) und der Verkörperung (verbesserte Body Unembumbered Adjustment), was auf das Potenzial von VR-Naturtherapien zur Behandlung von Stimmungserkrankungen hindeutet. Stehende Haltungen verbesserten die Verkörperung im Vergleich zum Sitzen signifikant und unterstreichten den Einfluss der Körperhaltung auf das Körperbewusstsein. Moderate Präsenz- und Naturverbundenheiten unterstrichen die Wirksamkeit von 360-Grad-Videos für therapeutische Vorteile. Obwohl keine signifikanten Effekte durch Landschaftswechsel festgestellt wurden, betonen die Ergebnisse das erhebliche Potenzial von VR-Naturtherapien für psychische Gesundheitsinterventionen. Therapeuten sollten die Körperhaltung in VR-Sitzungen anpassen, um die Verkörperung zu optimieren und die Ergebnisse zu verbessern. Selbst einfache 360-Grad-VR-Implementierungen können sinnvolle therapeutische Effekte erzielen, was eine weitere Erkundung für urbanisierte Bevölkerungen mit begrenztem Zugang zur Natur rechtfertigt.
Einleitung
Die Virtual-Reality-(VR)-Technologie hat sich rasant weiterentwickelt und bietet immersive Simulationen in verschiedenen Bereichen an, einschließlich Umweltpsychologie1. Im Kern der VR-Anwendungen steht die Verkörperung – der multisensorische Integrationsprozess, der unser grundlegendes Gefühl des körperlichen Selbst erzeugt2. In VR entsteht Verkörperung aus wahrnehmbaren, kognitiven und motorischen Systemen und fördert Illusionen von Selbstortung, Körperbesitz und Handlungsfähigkeit3. Neurophysiologische Studien haben diese Illusionen mit Gehirnregionen wie der temporoparietalen Junction und dem prämotorischen Cortex 2,4 in Verbindung gebracht.
Die Verkörperung in VR steht in Verbindung mit der angeborenen Naturaffinität des Menschen, die in der Biophilia-Hypothese 5,6 verwurzelt ist. Naturexposition löst positive emotionale Reaktionen aus, reduziert Stress und fördert die kognitive Wiederherstellung7. VR-Natursimulationen zeigen ähnliche Vorteile, indem sie Entspannung fördern und urbane Stressoren mindern 8,9. Metaanalysen zeigen, dass immersive virtuelle Naturerfahrungen die verbundene Natur mit kleinen bis mittleren Effektgrößen10 verbessern.
Therapeutische Effekte werden durch die Attention Restoration Theory (ART)11 erklärt, die argumentiert, dass natürliche Umgebungen gerichtete Aufmerksamkeit durch "weiche Faszination" wiederherstellen. Die Präferenzmatrix skizziert vier restaurative Merkmale: Kohärenz, Komplexität, Lesbarkeit und Geheimnis12. Kulturelle Vertrautheit moduliert diese Effekte, wobei ostasiatische Teilnehmer oft wasserbasierte Szenen gegenüber Wäldernbevorzugen 13,14.
Trotz Erkenntnissen bestehen weiterhin Lücken im Verständnis der neuronalen Grundlagen der VR-Naturtherapien, insbesondere im Hinblick auf die Verkörperung. Eine hohe Verkörperung kann positive emotionale Reaktionen und Stressreduktion verstärken15. Stehende Haltungen fördern eine größere motorische Handlungsfähigkeit und räumliche Präsenz im Vergleich zum Sitzen, was die Verkörperungsillusionen potenziell verstärkt16. Allerdings fehlen in der Literatur ausreichende Vergleiche zwischen Inhaltstypen und kulturellen Vertrautheitseffekten17,18.
Diese Studie innerhalb der Probanden untersucht die Auswirkungen von VR-Naturinhalten (Hongkonger Meeres- vs. Deutscher Wald), Vertrautheit und Interaktionsmodus (Sitzen vs. Stehen) auf Stimmung, Verkörperung, Naturverbundenheit und Präsenz gesunder Teilnehmer. Wir vermuten, dass VR-Naturexposition Stimmungszustände und Verkörperung verbessert, mit stärkeren Effekten in kulturell vertrauten Umgebungen6. Stehende Haltungen sollten Präsenz und Naturverbundenheit erhöhen, indem sie mehr Handlungsfähigkeit fördern12.
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Protokoll
Diese Studie wurde gemäß der Zustimmung des Human Subjects Ethics Committee des Institutional Review Board der Hong Kong Polytechnic University durchgeführt (Referenznummer: HSEARS20230502008). Die rekrutierten Teilnehmer gaben vor der Teilnahme eine informierte Einwilligung.
VR-Systemaufbau
Das Virtual-Reality-System bestand aus einem Virtual-Reality-Headset, das mit einem leistungsstarken Laptop verbunden war, um 360-Grad-virtuelle Umgebungen (Abbildung 1 und Abbildung 2) in einer Spiele-Engine (Version 2021.3.9f1) darzustellen. Vier Basisstationen waren an Raumecken positioniert, im 30°-Winkel ausgerichtet, die einen Raum von 5 m × 5 m für raummaßstäbliche Interaktion abdeckten (Abbildung 3). Es wurden zwei 4-minütige 360-Grad-Videos erstellt: eine Waldlandschaft, aufgenommen in Zeisigwald, Deutschland (Abbildung 1), und eine Meeresumgebung in Clear Water Bay, Hongkong (Abbildung 2), beide mit einer 360-Grad-Kamera aufgenommen und mit Videobearbeitungssoftware verarbeitet, um mehrere Blickwinkel von Landschaftsszenen zusammenzunähen. Die Videos enthielten Umgebungsaufnahmen aus der natürlichen Umgebung (z. B. Vogelrufe, Wind- und Wellengeräusche), die über in das Headset integrierte Stereo-Kopfhörer präsentiert wurden. Die 360-Grad-Videos wurden auf eine kugelförmige Fläche abgebildet, die an das Koordinatensystem der Szene in der Spiel-Engine angeschlossen war, sodass die Teilnehmer sich per Kopfdrehung umsehen konnten. Bei Stehenden Bedingungen konnten sich die Teilnehmer natürlich innerhalb des verfolgten Raums bewegen, aber die Ortsbewegung veränderte die Videoperspektive nicht (d. h. keine Parallaxenverschiebung).
Teilnehmerrekrutierung und Vorbereitung
Einunddreißig gesunde Teilnehmer (Durchschnittsalter 22,5 Jahre, SD 2,1; 18 weiblich, 13 männlich; keine vorherige VR-Erfahrung von 74 %) wurden rekrutiert und erhielten vor der Teilnahme eine informierte Einwilligung. Vor der VR-Exposition füllten die Teilnehmer Baseline-Bewertungen mit standardisierten Fragebögen durch: das Profil der Stimmungszustände (POMS), das Wut, Verwirrung, Depression, Müdigkeit, Anspannung und Vitalität misst; die Experience of Embodiment Scale (EES), die sechs Verkörperungsdimensionen bewertet, darunter Positive Body Connection and Comfort (PBCC), Body Unencumbered Adjustment (BUA), Agency and Functionality (AF), Experience and Expression of Sexual Desire (EESD), Attuned Self-Care (ASC) und Resisting Objectification (RO); der Presence Questionnaire (PQ), der das Gefühl der Präsenz in virtuellen Umgebungen bewertet; die Connectedness to Nature Scale (CNS), die die Verbindung der Teilnehmer zur Natur sowohl in Wald- als auch in Meeresumgebungen misst; und den Simulator Sickness Questionnaire (SSQ), der Übelkeit, okulomotorische Störungen und Desorientierungssymptome bewertet.
Experimentelles Verfahren
Das experimentelle Verfahren umfasste vier Bedingungen, die in einer festen Reihenfolge durchgeführt wurden: Sitzende Waldbeobachtung, sitzende Meeresbeobachtung, stehende Waldbeobachtung und stehende Meeresbeobachtung (Abbildung 4). Jede VR-Sitzung dauerte 4 Minuten, in der die Teilnehmer immersive 360-Grad-Naturlandschaften erlebten. Bei sitzenden Bedingungen blieben die Teilnehmer während der gesamten Erfahrung in einem bequemen Stuhl. Bei stehenden Bedingungen standen die Teilnehmer im getrackten Spielbereich und konnten sich innerhalb des 5 m × 5 m langen Raums natürlich bewegen. Nach jeder Bedingung führten die Teilnehmer sofort dieselben standardisierten Bewertungen durch, die am Ausgangspunkt verwendet wurden, um nach der Exposition Veränderungen in Stimmung, Verkörperung, Präsenz, Naturverbundenheit und Simulator-Krankheit zu erfassen.
Datenanalyse
Die Datenanalyse erfolgte mit statistischer Software. Der Friedman-Test wurde für Vergleiche vor und nach der Exposition angewandt, um Gesamtveränderungen über alle Bedingungen hinweg zu bewerten. Die Wilcoxon Signed Rank Tests wurden für paarweise Zustandsvergleiche verwendet, um spezifische Effekte von Haltung (Sitzen vs. Stehen) und Umwelttyp (Wald vs. Marine) zu untersuchen. Deskriptive Statistiken, einschließlich Mittelwerte, Medianen, Moden und Varianzen, wurden für Anwesenheit, Verbundenheit und Krankheitsmaße berechnet. Die statistische Signifikanz wurde auf p < 0,05 gesetzt, wobei Bonferroni-Korrektur für Mehrfachvergleiche angewandt wurde, wo angebracht. Effektgrößen (r für Wilcoxon-Tests, Kendalls W für Friedman) wurden berechnet, um die praktische Signifikanz zu bewerten.
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Ergebnisse
Signifikante Verbesserungen wurden von der Vor- bis nach der Exposition über mehrere Stimmungsdimensionen hinweg beobachtet (Tabelle 1). Der Friedman-Test zeigte signifikante Reduktionen der negativen Stimmungsaspekte: Wut (χ² = 23,992, S. < 0). 001, Kendalls W = 0,1935), Verwirrung (χ² = 23,709, p < 0,001, Kendalls W = 0,1912), Depression (χ² = 26,690, p < 0,001, Kendalls W = 0,2152), Müdigkeit (χ² = 38,453, p < 0,001, Kendalls W = 0,3101), Spannung (χ² = 19,640, p < 0,...
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Diskussion
Diese Studie zeigte, dass kurze 4-minütige VR-Naturexpositionen Stimmung und Verkörperung signifikant verbesserten und so das therapeutische Potenzial virtueller Naturinterventionen unterstützten. Die signifikanten Verringerungen von Wut, Verwirrung, Depression, Müdigkeit und Spannung (Tabelle 1) stimmen mit früheren Forschungen zum virtuellen Waldbaden überein und verstärken Biophilie- und Stressreduktionstheorien19,20
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Offenlegungen
Die Autoren haben nichts offenzulegen.
Danksagungen
Das Projekt wird vom deutschen und Hongkonger gemeinsamen Forschungsprogramm unterstützt, das vom Research Grants Council of Hong Kong und dem German Academic Exchange Service: G PolyU505/22 gefördert wird und teilweise vom Internen Forschungsfonds der UOWCHK (IRG25/ST/03) unterstützt wird.
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 360-Grad-Waldvideo | Benutzerdefinierte Aufnahme | N/A | 4-minütiger Videoclip der Waldlandschaft in Zeisigwald, Deutschland |
| 360-Grad-Marinevideo | Benutzerdefinierte Aufnahme | N/A | 4-minütiger Videoclip der Meeresumgebung in Clear Water Bay, Hongkong |
| Skala der Verbindung zur Natur (CNS) | Akademische Forschung | N/A | Skala zur Messung der Verbindung der Teilnehmer zur Natur sowohl für Wald- als auch für Meeresumgebungen |
| Erfahrung mit der Embodiment-Skala (EES) | Akademische Forschung | N/A | Skalenmessende Verkörperungsaspekte: PBCC, BUA, AF, EESD, ASC und RO |
| Gaming-Laptop | Verschiedene | N/A | Hochleistungslaptop, der zum Rendern an ein VR-Headset angeschlossen ist |
| HTC Vive-Basisstationen | HTC Corporation | N/A | Vier Basisstationen, die an Raumecken für raumbezogene Interaktion positioniert sind |
| HTC Vive Pro 2 | HTC Corporation | N/A | VR-Headset für immersive Virtual-Reality-Erlebnisse |
| Insta360 X2 | Insta360 | N/A | 360-Grad-Kamera, die zur Aufzeichnung von Wald- und Meeresumgebungen verwendet wird |
| Insta360 Studio | Insta360 | N/A | Software zum Zusammenfügen mehrerer Blickwinkel von Landschaftsszenen |
| Anwesenheitsfragebogen (PQ) | Akademische Forschung | N/A | Fragebogen zur Messung des Präsenzgefühls in virtuellen Umgebungen |
| Profil der Stimmungszustände (POMS) | Bildungs- und Industrieprüfungsdienst | N/A | Standardisierter Fragebogen, der Stimmungszustände wie Wut, Verwirrung, Depression, Müdigkeit, Anspannung und Vitalität misst |
| Sitzanordnung | Verschiedene | N/A | Stuhlaufstellung für sitzende VR-Beobachtung |
| Simulator-Krankheitsfragebogen (SSQ) | Akademische Forschung | N/A | Fragebogen zur Messung von Übelkeit, okulomotorischen Störungen und Desorientierungssymptomen |
| SPSS Statistiksoftware | IBM | Version 26.0 | Statistische Analysesoftware, die für die Datenanalyse verwendet wird, darunter Friedman Test und Wilcoxon Signed Rank Test |
| Stehplattform | Verschiedene | N/A | Plattform ermöglicht es den Teilnehmern, während des VR-Erlebnisses innerhalb eines Raums von 5 m x 5 m zu stehen |
| Unity3D | Unity-Technologien | Version 2021.3.9f1 | Die Spiel-Engine wurde zur Entwicklung von 360-Grad-virtuellen Natursimulationen verwendet |
Referenzen
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