Specifity of complex sensory-motor reaction to relevant stimuli in personalized virtual reality in young people

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Objectives – to evaluate the latent period of complex sensory-motor reaction (СSMR) to relevant visual stimuli in virtual reality (VR) with personalized and indifferent content.

Material and methods. The study included 10 healthy right-handed males aged 18–19. The selection of subjects in groups was based on two VR scenarios, the content of which reflected (personalized VR) or did not reflect their personal experience (indifferent VR). The latent period of СSMR to relevant visual stimuli was registered using a gamepad and an EEG recording system (BP-010302 BrainAmp Standart 128) in the oddball paradigm. VR scenarios were demonstrated using Oculus Rift CV1 headset. Registration of СSMR in personalized and indifferent VRs was done in three sessions with the interval of 24 hours. Each session lasted 7–8 minutes and included 30–40 СSMR registrations. Igroup Presence Questionnaire (IPQ) was used for subjective evaluation of VR immersiveness. The collected data was processed with IBM SPSS Statistics 22 software.

Results. Statistically significant correlations were registered only in VR with personalized content, between the latent time of СSMR and indexes of spatial presence (0.694522) and a general effect of VR immersiveness (-0.592243). It was noted that latent period of СSMR to relevant visual stimuli in VR is determined by the semantic content: the time of СSMR to relevant stimuli in personalized VR was significantly less, than to those in indifferent VR.

Conclusion. We support the adequacy of the methodology of studying the mechanisms of human voluntary attention with inclusion of personalized scenes in VR content. It is suggested that such methodology is promising for neurorehabilitation of patients with age-related cognitive impairment

About the authors

Mariya S. Segreeva

Samara State Medical University

Author for correspondence.
Email: marsergr@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0926-8551

PhD, Associate Professor, Department of physiology with the course of life safety and disaster medicine

Russian Federation, Samara

Ekaterina S. Korovina

Samara State Medical University

Email: marsergr@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7448-3696

teaching assistant, Department of physiology with the course of life safety and disaster medicine

Russian Federation, Samara

Natalya P. Romanchuk

Samara State Medical University

Email: marsergr@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3522-6803

teaching assistant, Department of physiology with the course of life safety and disaster medicine

Russian Federation, Samara

Aleksandra S. Alexseeva

Samara State Medical University

Email: marsergr@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1853-097X

PhD, Associate Professor, Department of physiology with the course of life safety and disaster medicine

Russian Federation, Samara

Aleksandr V. Zakharov

Samara State Medical University

Email: marsergr@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1709-6195

PhD, Associate Professor, Department of neurology and neurosurgery

Russian Federation, Samara

Vasiliy F. Pyatin

Samara State Medical University

Email: marsergr@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8777-3097

PhD, Professor, Head of the Department of physiology with the course of life safety and disaster medicine

Russian Federation, Samara

References

  1. Pizzoli SFM, Mazzocco K, Triberti S, et al. User-centered virtual reality for promoting relaxation: an innovative approach. Front Psychol. 2019;12;10:479. doi: 10.3389/fpsyg.2019.00479 PMID: 30914996
  2. Shutova SV, Muravyova IV. Sensory motor reactions as a characteristic of the functional state of CNS. Her Tambov Un. Sub Iss: Nat Tech Scien. 2013;5(3):2831–40.
  3. Haynes BI, Kliegel M, Zimprich D, Bunce D. Intraindividual reaction time variability predicts prospective memory failures in older adults. Aging Neuropsych Cogn. 2016;22:1–14.
  4. Lepock JR, Mizrahi R, Korostil M, et al. Event-related potentials in the clinical high-risk (CHR) state for psychosis: a systematic review. Clin EEG Neurosci. 2018;49(4):215–225. doi: 10.1177/1550059418755212 PMID: 29382210
  5. Sugawara K, Onishi H, Yamashiro K, et al. Repeated practice of a Go/NoGo visuomotor task induces neuroplastic change in the human posterior parietal cortex: an MEG study. Exp Brain Res. 2013;226(4):495–502. doi: 10.1007/s00221-013-3461-0. PMID: 23455731
  6. Clements JM, Kopper R, Zielinski DJ, et al. Neurophysiology of visual-motor learning during a simulated marksmanship task in immersive virtual reality. IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfaces (VR). Tuebingen/Reutlingen, Germany March 18, 2018 to March 22, 2018 ISBN: 978-1-5386-3366-36:451–458. doi: 10.1109/VR.2018.8446068
  7. Aydarkin EK, Pavlovskaya MA, Starostin AN. Functional state impact on the efficiency of sensorimotor integration. Valeology. 2011;4:75–102.
  8. Cooper N, Milella F, Pinto C, et al. The effects of substitute multisensory feedback on task performance and the sense of presence in a virtual reality environment. PLoS One. 2018;13(2):e0191846. doi: 10.1371/journal.pone.0191846 PMID: 29390023
  9. Laha B, Sensharma K, Schiffbauer JD, Bowman DA. Effects of immersion on visual analysis of volume data. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics. 2012;18(4):597–606. doi: 10.1109/tvcg.2012.42 PMID: 22402687

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1. The range of latent time of CSMR in both groups during the sessions of personalized VR.

Download (186KB)
3. Figure 2. The range of latent time of CSMR in both groups during the sessions of indifferent VR.

Download (150KB)

Copyright (c) 2019 Segreeva M.S., Korovina E.S., Romanchuk N.P., Alexseeva A.S., Zakharov A.V., Pyatin V.F.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».