Здесь мы представляем протокол для изучения влияния иммерсивных 360-градусных воздействий виртуальной реальности природы на настроение и воплощение. Участники сталкиваются с лесной и морской средой в сидячих и стоячих позах, при этом оцениваются по стандартизированным шкалам для оценки терапевтических результатов для вмешательств в области психического здоровья.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Исследовательская статья
VR-терапия природы: воплощение и эмоциональная регуляция через иммерсивные виртуальные среды
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Природные терапии виртуальной реальности (VR) демонстрируют перспективы для регуляции эмоций, но оптимальные комбинации условий остаются неясными. В этом внутрииспытуемом исследовании изучалось, как культурная знакомость (морские и немецкие лесные пейзажи) и режим взаимодействия (сидя против стоя) влияют на настроение, воплощение, связь с природой и присутствие VR у 31 участника (средний возраст 22,5 года, SD 2,1; 18 женщин, 13 мужчин; 74% ранее не зарегистрировано опыта VR). Используя иммерсивные 360-градусные VR-природные ландшафты, мы оценивали результаты по стандартизированным шкалам до и после воздействия. Результаты показали значительные улучшения настроения до и после экспозиции (снижение гнева, спутанности, депрессии, усталости, напряжения) и воплощения (усиленная необременённая адаптация тела), что указывает на потенциал VR-терапии для лечения расстройств настроения. Стоячая стойка значительно улучшала воплощение по сравнению с сидячеством, подчёркивая влияние физической осанки на осознанность тела. Умеренный уровень присутствия и связи с природой подчёркивает эффективность 360-градусных видео для терапевтических эффектов. Хотя значимых эффектов от изменений ландшафта не было, результаты подчёркивают значительный потенциал VR-терапии природы для вмешательства в психическое здоровье. Терапевтам следует адаптировать позы тела в VR-сессиях для оптимизации воплощения и улучшения результатов. Даже простые 360-градусные реализации VR могут дать значимые терапевтические эффекты, что требует дальнейших исследований для урбанизированных популяций с ограниченным доступом к природе.
Введение
Технологии виртуальной реальности (VR) быстро развиваются, предлагая иммерсивные симуляции в различных областях, включая экологическуюпсихологию 1. В основе приложений VR лежит воплощение — процесс мультисенсорной интеграции, формирующий наше фундаментальное чувство телесного«я» 2. В VR воплощение возникает из перцептивных, когнитивных и моторных систем, создавая иллюзии самоположения, владения телом иагентности 3. Нейрофизиологические исследования связали эти иллюзии с областями мозга, такими как височное соединение и премоторнаякора 2,4.
Воплощение в VR связано с врождённой у человека склонностью к природе, основанной на гипотезебиофилии 5,6. Воздействие природы вызывает положительные эмоциональные реакции, снижает стресс и усиливает когнитивноевосстановление 7. VR-симуляции природы демонстрируют схожие преимущества, вызывая расслабление и снижая городскиестрессоры 8,9. Мета-анализы показывают, что иммерсивные виртуальные природные переживания усиливают связь с природой с помощью малых и умеренных эффектов10.
Терапевтические эффекты объясняются Теорией восстановления внимания (ART)11, которая утверждает, что природная среда восстанавливает направленное внимание через «мягкое увлечение». Матрица предпочтений выделяет четыре восстановительных характеристики: когерентность, сложность, читаемость изагадочность 12. Культурное знакомство регулирует эти эффекты, при этом восточноазиатские участники часто предпочитают водные сценылесам 13,14.
Несмотря на полученные инсайты, сохраняются пробелы в понимании нейронных основ VR-природных терапий, особенно в вопросах воплощения. Высокая воплощённость может усиливать положительные эмоциональные реакции и снижатьстресс 15. Стоячая стойка способствует большей моторной активности и пространственному присутствию по сравнению с сидячеством, что потенциально усиливает иллюзиивоплощения 16. Однако в литературе отсутствует достаточные сравнения типов контента и влияния культурнойблизости 17,18
Это исследование внутри участников рассматривает влияние VR-контента природы (гонконгский морской и немецкий лес), знакомства и режима взаимодействия (сидя против стоя) на настроение, воплощение, связь с природой и присутствие у здоровых участников. Мы предполагаем, что воздействие VR на природу улучшит состояния настроения и воплощение, с более сильным эффектом в культурно знакомыхусловиях 6. Стоячие позы должны усиливать присутствие и связь с природой, способствуя большейагентности 12.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
Это исследование было проведено согласно одобрению Комитета по этике человеческих субъектов Институционального обзорного совета Гонконгского политехнического университета (номер ссылки: HSEARS20230502008). Приглашённые участники предоставили информированное согласие перед участием.
Настройка VR-системы
Система виртуальной реальности представляла собой гарнитуру виртуальной реальности, подключённую к высокопроизводительному ноутбуку для рендеринга 360-градусных виртуальных сред (рисунок 1 и рисунок 2), созданных на игровом движке (версия 2021.3.9f1). Четыре базовые станции были размещены в углах комнаты под углом 30°, покрывая пространство 5 м × 5 м для взаимодействия в масштабе помещения (рисунок 3). Были подготовлены два 4-минутных видео с обзором 360 градусов: лесной пейзаж, записанный в Цайзигвальде, Германия (рисунок 1), и морская среда, записанная в заливе Клир-Уотер, Гонконг (рисунок 2), оба сняты с помощью камеры с обзором 360 градусов и обработаны с помощью программного обеспечения для монтажа различных ракурсов пейзажных сцен. Видео включали фоновые аудиозаписи из природных условий (например, птичьи крики, звуки ветра и волн), транслируемые через стереонаушники, интегрированные с гарнитурой. 360-градусные видео отображались на сферической поверхности, закреплённой на системе координат сцены в игровом движке, позволяя участникам осматриваться с помощью вращения головы. В условиях стоя участники могли свободно перемещаться в отслеживаемом пространстве, но перемещение по локации не меняло перспективу видео (то есть не было параллаксного смещения).
Набор и подготовка участников
Тридцать один здоровый участник (средний возраст 22,5 года, SD 2,1; 18 женщин, 13 мужчин; 74% не сообщалось о предыдущем опыте VR) и предоставили информированное согласие перед участием. До воздействия VR участники проходили базовые оценки с использованием стандартизированных анкет: профиль состояний настроения (POMS), измеряющий гнев, спутанность, депрессию, усталость, напряжение и энергию; шкала опыта воплощения (EES), оценивающая шесть измерений воплощения, включая положительную связь с телом и комфорт (PBCC), свободную адаптацию тела (BUA), агентность и функциональность (AF), опыт и выражение сексуального желания (EESD), настроенную заботу о себе (ASC) и сопротивление объективизации (RO); анкету присутствия (PQ), оценивающую ощущение присутствия в виртуальных средах; шкала связи с природой (CNS), измеряющая связь участников с природой как в лесной, так и в морской среде; и Simulator Sickness Questionnaire (SSQ), оценивающая тошноту, окуломоторные нарушения и симптомы дезориентации.
Экспериментальная процедура
Экспериментальная процедура включала четыре условия, проведённые в фиксированной последовательности: сидячий вид леса, сидячее морское наблюдение, стоящий лес и стоящий морской обзор (рисунок 4). Каждая VR-сессия длилась 4 минуты, в течение которых участники ощущали погружающие 360-градусные природные пейзажи. В сидячих условиях участники оставались в удобном кресле на протяжении всего опыта. В условиях стоя участники стояли в зоне для игры с треком и могли естественно перемещаться в пределах пространства 5 м × 5 м. После каждого состояния участники сразу проходили те же стандартизированные оценки, используемые на начальном уровне для фиксации изменений настроения, воплощения, присутствия, связи с природой и симуляторной болезни.
Анализ данных
Анализ данных проводился с использованием статистического программного обеспечения. Тест Фридмана применялся для сравнения до и после воздействия с целью оценки общих изменений во всех условиях. Для парного сравнения состояний использовались тесты Уилкоксона с подписанным рейтингом с целью изучения конкретных эффектов осанки (сидя и стоя) и типа окружающей среды (лес против морского). Для измерений присутствия, связности и болезни рассчитывались описательные статистические данные, включая средние, медианы, режимы и дисперсии. Статистическая значимость была установлена на уровне p < 0,05, при необходимости для множественных сравнений применялась коррекция Бонферрони. Размеры эффектов (r для тестов Уилкоксона, W Кендалла для Фридмана) рассчитывались для оценки практической значимости.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Наблюдались значительные улучшения от до до послеконтактного периода по нескольким измерениям настроения (Таблица 1). Тест Фридмана выявил значительное снижение негативных аспектов настроения: гнева (χ² = 23.992, p < 0.. 001, W Кендалла = 0,1935), путаницу (χ² = 23,709, p < 0,001, W Кендалла = 0,1912), депрессию (χ² = 26,690, p < 0,001, W Кендалла = 0,2152), усталость (χ² = 38,453, p < 0,001, W Кендалла = 0,3101), напряжение (χ² = 19,640, p < 0,001, W Кендалла = 0,1584) ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Это исследование показало, что кратковременные 4-минутные природные контакты с VR значительно улучшают настроение и воплощение, что подтверждает терапевтический потенциал виртуальных вмешательств в природе. Значительные снижения гнева, путаницы сознания, депрессии, усталости и напряжения (Таблица 1) согласуются с предыдущими исследованиями виртуального лесного купания и подтверждают теории биофилии и снижениястресса 19,20
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторам нечего раскрывать.
Благодарности
Проект поддерживается Германо-Гонконгской совместной исследовательской схемой, спонсируемой Советом исследовательских грантов Гонконга и Германской службой академического обмена: G PolyU505/22, а также частично поддерживается Внутренним исследовательским фондом UOWCHK (IRG25/ST/03).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 360-градусное видео в лесу | Индивидуальная запись | Н/Д | 4-минутный видеоклип с лесным ландшафтом в Цайзигвальде, Германия |
| 360-градусное морское видео | Индивидуальная запись | Н/Д | 4-минутный видеоролик о морской среде в заливе Клир Уотер, Гонконг |
| Шкала связи с природой (CNS) | Академические исследования | Н/Д | Шкала измерения связи участников с природой как для лесной, так и для морской среды |
| Опыт использования шкалы воплощения (EES) | Академические исследования | Н/Д | Аспекты измерения воплощения шкалы: PBCC, BUA, AF, EESD, ASC и RO |
| Игровой ноутбук | Различные | Н/Д | Высокопроизводительный ноутбук, подключённый к VR-гарнитуре для рендеринга |
| Базовые станции HTC Vive | Корпорация HTC | Н/Д | Четыре базовые станции, расположенные в углах комнат для взаимодействия в масштабе помещения |
| HTC Vive Pro 2 | Корпорация HTC | Н/Д | VR-гарнитура, используемая для погружения в виртуальную реальность |
| Insta360 X2 | Insta360 | Н/Д | 360-градусная камера, используемая для записи лесной и морской среды |
| Студия Insta360 | Insta360 | Н/Д | Программное обеспечение для сшивания нескольких ракурсов пейзажных сцен |
| Анкета присутствия (PQ) | Академические исследования | Н/Д | Анкета, измеряющая ощущение присутствия в виртуальных условиях |
| Профиль состояний настроения (POMS) | Служба образовательного и промышленного тестирования | Н/Д | Стандартизированная анкета, измеряющая состояния настроения, включая гнев, спутанность сознания, депрессию, усталость, напряжение и энергию |
| Расположение сидений | Различные | Н/Д | Установка кресла для сидячего VR-просмотра |
| Анкета по болезни в симуляторе (SSQ) | Академические исследования | Н/Д | Анкета, измеряющая тошноту, окуломоторные нарушения и симптомы дезориентации |
| Статистическое программное обеспечение SPSS | IBM | Версия 26.0 | Программное обеспечение для статистического анализа, используемое для анализа данных, включая тест Фридмана и тест на знаковый ранг Уилкоксона |
| Стоячая платформа | Различные | Н/Д | Платформа, позволяющая участникам стоять во время VR-опыта в пределах пространства 5 м x 5 м |
| Unity3D | Unity Technologies | Версия 2021.3.9f1 | Игровой движок, используемый для разработки 360-градусных виртуальных симуляций природы |
Ссылки
- Slater, M. Place illusion and plausibility can lead to realistic behaviour in immersive virtual environments. Philos Trans R Soc B Biol Sci. 364 (1535), 3549-3557 (2009).
- Blanke, O., Slater, M., Serino, A. Behavioral, neural, and computational principles of bodily self-consciousness. Neuron. 88 (1), 145-166 (2015).
- Kilteni, K., Groten, R., Slater, M. The sense of embodiment in virtual reality. Presence Teleoperators Virtual Environ. 21, 373-387 (2012).
- Tieri, G., Tidoni, E., Pavone, E. F., Aglioti, S. M. Mere observation of body discontinuity affects perceived ownership and vicarious agency over a virtual hand. Exp Brain Res. 233 (4), 1247-1259 (2015).
- Wilson, E. O. Biophilia. , Harvard University Press. Cambridge, MA. (1984).
- Gaekwad, J. S., Moslehian, A. S., Roös, P. B., Walker, A. A meta-analysis of emotional evidence for the Biophilia hypothesis and implications for biophilic design. Front Psychol. 13, 750245(2022).
- Kellert, S. R., Wilson, E. O. The Biophilia Hypothesis. , Island Press. Washington, DC. (1995).
- Anderson, A. P., et al. Relaxation with immersive natural scenes presented using virtual reality. Aerosp Med Hum Perform. 88, 520-526 (2017).
- Browning, M. H., et al. An actual natural setting improves mood better than its virtual counterpart: A meta-analysis of experimental data. Front Psychol. 11, 2200(2020).
- Brambilla, E., Petersen, E., Calogiuri, G. Effects of immersive virtual nature on nature connectedness: A systematic review and meta-analysis. Digit Health. 10, 20552076241234639(2024).
- Kaplan, S. The restorative benefits of nature: Toward an integrative framework. J Environ Psychol. 15 (3), 169-182 (1995).
- Kaplan, R., Kaplan, S. The Experience of Nature: A Psychological Perspective. , Cambridge University Press. New York. (1989).
- Schultz, P. W. Inclusion with Nature: The Psychology of Human-Nature Relations. Psychology of Sustainable Development. , Springer. Boston. (2002).
- Van den Berg, A. E., Joye, Y., Koole, S. L. Why viewing nature is more fascinating and restorative than viewing buildings: A closer look at perceived complexity. Urban For Urban. 20, 397-401 (2016).
- Leveau, P. H., Camus, S. Embodiment, immersion, and enjoyment in virtual reality marketing experiences. Psychol Mark. 40, 1329-1343 (2023).
- Zielasko, D., Riecke, B. E. To sit or not to sit in VR: Analyzing influences and (dis)advantages of posture and embodied interaction. Computers. 10 (6), 73(2021).
- Bolouki, A., et al. Optimizing virtual nature for psychological and physiological well-being: A systematic review of the moderating effects of duration, nature type, sample characteristics, and immersiveness and potential risks of bias. Int J Hum Comput Interact. 41 (1), 775-791 (2025).
- Frost, S., et al. Virtual immersion in nature and psychological well-being: A systematic literature review. J Environ Psychol. 80, 101765(2022).
- Ascone, L., et al. unimodal forest-bathing in VR to enhance affective and cognitive recovery after acute stress. J Environ Psychol. 105, 102637(2025).
- Chan, S. H. M., et al. Nature in virtual reality improves mood and reduces stress: Evidence from young adults and senior citizens. Virtual Real. 27 (4), 3285-3300 (2023).
- Bergström, I., Kilteni, K., Slater, M. First-person perspective virtual body posture influences stress: A virtual reality body ownership study. PLoS One. 11 (2), e0148060(2016).
- Yu, C. P., Lee, H. Y., Luo, X. Y. The effect of virtual reality forest and urban environments on physiological and psychological responses. Urban For Urban Green. 35, 106-114 (2018).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
