DOI: https://doi.org/10.1007/s10055-026-01335-0
تاريخ النشر: 2026-02-24
المؤلف: Daniel Zielasko وآخرون
الموضوع الرئيسي: تطبيقات وتأثيرات الواقع الافتراضي
نظرة عامة
تدرس الدراسة الآثار اللاحقة للدوار الناتج عن الواقع الافتراضي (VR)، والذي يُطلق عليه اسم دوار الفضاء الإلكتروني، مع التركيز على مؤشرات الضغط الفسيولوجي والأداء المعرفي. باستخدام محاكاة دوارة لتحفيز دوار الفضاء الإلكتروني، قام الباحثون بقياس الانزعاج الذاتي (عبر استبيان دوار المحاكاة ومقياس إدارة التعب)، والضغط الفسيولوجي (بما في ذلك الكورتيزول اللعابي، والألفا-أميلاز، والنشاط الكهربائي للجلد، ومعدل ضربات القلب)، والأداء المعرفي (باستخدام مهمة n-Back) على مدى فترة 90 دقيقة بعد التعرض. تكشف النتائج عن زيادة كبيرة في كل من مؤشرات الضغط الذاتي والفسيولوجي بعد التعرض للواقع الافتراضي، إلى جانب تراجع في أداء الذاكرة العاملة. ومن الجدير بالذكر أن العديد من المشاركين شهدوا تقدمًا متأخرًا في الأعراض، حيث حدثت الأعراض القصوى حتى 90 دقيقة بعد التعرض، وارتفاع مستويات الكورتيزول اللعابي مما يدل على تعافي الضغط لفترة طويلة.
تخلص الدراسة إلى أن دوار الفضاء الإلكتروني الناتج عن الواقع الافتراضي يؤدي إلى انزعاج فوري بالإضافة إلى استجابات ضغط فسيولوجي مستمرة وإعاقات معرفية. تشير الزيادة المستمرة في الكورتيزول اللعابي والذروة المتأخرة في الأعراض الذاتية إلى عملية تعافي معقدة من دوار الفضاء الإلكتروني. تؤكد هذه النتائج على ضرورة وجود فترات غسل أطول في أبحاث XR وتثير مخاوف تتعلق بالسلامة بشأن أداء المهام بعد التعرض في البيئات المهنية. يبرز التراجع الملحوظ في أداء الذاكرة العاملة بعد تحفيز الدوار المخاطر المحتملة عند استخدام الواقع الافتراضي قبل المهام التي تتطلب مجهودًا معرفيًا. يجب أن تستكشف الأبحاث المستقبلية التفاعل بين عوامل الضغط الفسيولوجي والنفسي في دوار الفضاء الإلكتروني وتضع إرشادات للاستخدام الآمن للواقع الافتراضي في التطبيقات الواقعية.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث دمج تقنيات الواقع الافتراضي (VR) والواقع المعزز (AR) في بيئات العمل ذات الطلب العالي، مع تسليط الضوء على إمكانياتها للتدريب الغامر وتعزيز اتخاذ القرار. ومع ذلك، فإنها تتناول أيضًا الآثار السلبية للتعرض المطول لـ XR، وخاصة دوار الفضاء الإلكتروني، الذي يمكن أن يظهر على شكل غثيان، دوار، وأعراض أخرى قد تؤثر على الأداء والرفاهية. تؤكد الورقة على أهمية فهم التأثيرات الفسيولوجية والمعرفية لهذه التقنيات، خاصة في المجالات الحرجة مثل الجراحة والطيران، حيث يكون الأداء الدقيق ضروريًا.
تهدف الدراسة إلى التحقيق في تقدم دوار الفضاء الإلكتروني الناتج عن الواقع الافتراضي واستجابات الضغط الفسيولوجي المرتبطة به، مع التركيز بشكل خاص على مستويات الكورتيزول، والنشاط الكهربائي للجلد (EDA)، ومعدل ضربات القلب (HR). تفترض أن تحفيز الواقع الافتراضي سيؤدي إلى استجابة ضغط فسيولوجي أكبر مقارنةً بحالات الراحة وأن هذه الاستجابة ستؤثر سلبًا على أداء الذاكرة العاملة، كما تم قياسه بواسطة مهمة n-Back. من خلال دمج عدة مؤشرات فسيولوجية، تسعى الأبحاث إلى تقديم فهم شامل للتفاعل بين دوار الحركة، الضغط، والأداء المعرفي في بيئات الواقع الافتراضي، مع معالجة الفجوات في الأدبيات الحالية بشأن الديناميات الزمنية لهذه الاستجابات.
النتائج
في هذه الدراسة، تم استخدام ANOVAs المتكررة ذات العاملين لتحليل الفروق في دوار الحركة المبلغ عنه ذاتيًا (المقاس بواسطة استبيان دوار المحاكاة، SSQ)، ودرجات FMS، والكورتيزول اللعابي، والألفا-أميلاز اللعابي عبر حالتين (الدراسة مقابل التحكم) ونقاط أخذ عينات مختلفة. بالنسبة لمعدل ضربات القلب (HR)، وتقلب معدل ضربات القلب (HRV)، والنشاط الكهربائي للجلد (EDA)، تم استخدام ANOVAs ذات العامل الواحد لتقييم التأثيرات الخطية والتربيعية خلال فترات الأساس، الحركة، والتعافي. تم الإبلاغ عن أحجام التأثير لجميع ANOVAs كـ η² جزئي.
لإيضاح التباين في الاستجابات النفسية الفسيولوجية ضمن حالة الدراسة، تم إجراء تحليلات الانحدار المتعدد باستخدام متنبئين مثل العمر، الجنس، إنهاء الحركة، وSSQ. تم إجراء جميع التحليلات الإحصائية باستخدام IBM SPSS Statistics لنظام Mac OS (الإصدار 30.0)، وتم إنشاء الأشكال باستخدام GraphPad Prism (الإصدار 10.4.1). تم تحديد عتبة الدلالة عند p < .05.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على الديناميات الزمنية لأعراض دوار الفضاء الإلكتروني أثناء وبعد التعرض للبيئات الافتراضية. تشير الأدبيات الحالية إلى اتجاه عام لزيادة دوار الفضاء الإلكتروني مع التعرض المطول، حيث تظهر الدراسات زيادات خطية في الأعراض على مدى فترات زمنية مختلفة، مثل ثلاث ساعات (كينيدي وآخرون، 2000) و16 دقيقة (سيرج وموس، 2015). ومن الجدير بالذكر أن تحليلًا تلويًا أجراه سارداكيس وآخرون (2020) كشف أنه بينما ظلت الأعراض العينية مستقرة، بلغت أعراض الغثيان والدوار ذروتها بين 10 و20 دقيقة، مما يشير إلى تفاعل معقد بين تصعيد الأعراض وتأثيرات التكيف المحتملة. ومع ذلك، تقترح بعض الدراسات أن التكيف قد يحدث، حيث تستقر الأعراض بعد فترة معينة (كوب وآخرون، 1999؛ ميلو وآخرون، 2018)، مما يشير إلى أن تقدم دوار الفضاء الإلكتروني ليس خطيًا فقط، بل قد ينطوي على تقلبات دورية (وانغ وسوه، 2019).
بعد التحفيز، تكشف الأبحاث عن تباين كبير بين الأفراد في التعافي من دوار الفضاء الإلكتروني، حيث يعاني بعض المشاركين من أعراض مستمرة لفترة طويلة بعد التعرض (سينجر وآخرون، 1998). بينما تقترح بعض الدراسات تعافيًا سريعًا، تشير أخرى إلى آثار طويلة الأمد، مما يبرز الحاجة إلى منهجيات موحدة في التقييمات بعد التعرض (دوجمانسكا وآخرون، 2018). تشير النتائج إلى أنه بينما تستمر الأعراض عادةً من 1-2 ساعة، يمكن أن تستمر لعدة أيام في الحالات القصوى (إلياس، 2012). علاوة على ذلك، تناقش الورقة قيود المقاييس الذاتية مثل استبيان دوار المحاكاة (SSQ) وتسلط الضوء على الاهتمام المتزايد بالمقاييس البيوفيزيائية (مثل EEG، ECG) كمؤشرات موضوعية لدوار الفضاء الإلكتروني. على الرغم من عدم إثبات موثوقية أي مقياس بيوفيزيائي واحد عبر السياقات، فإن الأساليب متعددة الوسائط التي تجمع بين إشارات فسيولوجية مختلفة تظهر وعدًا للتنبؤ الفوري والتخفيف من دوار الفضاء الإلكتروني، مما يبرز الحاجة إلى مزيد من الأبحاث لتوضيح الآليات الأساسية وأنماط التعافي المرتبطة بدوار الفضاء الإلكتروني.
القيود
تسلط قيود الدراسة الضوء على عدة قيود قد تؤثر على تفسير النتائج. كانت اختيار حالة التحكم المنخفضة (السلبية) المتطابقة زمنياً تهدف إلى إنشاء خط أساس محافظ لمقاييس الغدد الصماء الحساسة للعوامل السياقية. ومع ذلك، فإن هذا التصميم لا يعزل بشكل كافٍ آثار دوار الفضاء الإلكتروني المحددة عن المتغيرات الأخرى، مثل سياق الواقع الافتراضي (VR) ووجود المجرب. لمعالجة ذلك، يجب أن تتضمن الأبحاث المستقبلية حالة تحكم نشطة في الواقع الافتراضي لتفريق أفضل بين التنشيط المرتبط بالواقع الافتراضي وآثار دوار الفضاء الإلكتروني.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الطبيعة الاستكشافية للدراسة وحجم العينة المعتدل يقيّدان عمومية تقديرات حجم التأثير، خاصة في ضوء الفروق الفردية الكبيرة في القابلية لدوار الفضاء الإلكتروني. لم يكن من المقصود أن تستمر مدة التحفيز في الدراسة، المحددة بثماني دقائق، لدفع المشاركين إلى حدودهم، مما قد يؤدي إلى تمثيل غير مكتمل لأعراض دوار الفضاء الإلكتروني. أشار تحليل تلوي أجراه سارداكيس وآخرون (2020) إلى أن أعراض الغثيان والدوار تبلغ ذروتها بين 10 و20 دقيقة من التعرض، مما يشير إلى أن النتائج الحالية قد لا تكون قابلة للتطبيق على فترات التعرض الأطول أو ظروف المرض الأكثر حدة.
DOI: https://doi.org/10.1007/s10055-026-01335-0
Publication Date: 2026-02-24
Author(s): Daniel Zielasko et al.
Primary Topic: Virtual Reality Applications and Impacts
Overview
The study investigates the aftereffects of virtual reality (VR)-induced motion sickness, termed cybersickness, focusing on physiological stress markers and cognitive performance. Utilizing a carousel simulation to induce cybersickness, the researchers measured subjective discomfort (via the Simulator Sickness Questionnaire and Fatigue Management Scale), physiological stress (including salivary cortisol, alpha-amylase, electrodermal activity, and heart rate), and cognitive performance (using an n-Back task) over a 90-minute post-exposure period. The findings reveal a significant increase in both subjective and physiological stress indicators following VR exposure, alongside a decline in working memory performance. Notably, many participants experienced delayed symptom progression, with peak symptoms occurring up to 90 minutes post-exposure, and elevated salivary cortisol levels indicating prolonged stress recovery.
The study concludes that VR-induced motion sickness results in immediate discomfort as well as sustained physiological stress responses and cognitive impairments. The persistent elevation of salivary cortisol and the delayed peak in subjective symptoms suggest a complex recovery process from cybersickness. These results emphasize the necessity for longer washout periods in XR research and raise safety concerns regarding post-exposure task performance in professional settings. The observed decline in working memory performance post-sickness induction highlights potential risks when VR is employed prior to cognitively demanding tasks. Future research should explore the interplay between physiological and psychological stress factors in cybersickness and establish guidelines for the safe use of VR in real-world applications.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the integration of Virtual Reality (VR) and Augmented Reality (AR) technologies into high-demand work environments, highlighting their potential for immersive training and enhanced decision-making. However, it also addresses the adverse effects of prolonged XR exposure, particularly cybersickness, which can manifest as nausea, dizziness, and other symptoms that may impair performance and well-being. The paper emphasizes the importance of understanding the physiological and cognitive impacts of these technologies, especially in critical fields like surgery and aviation, where precise performance is essential.
The study aims to investigate the progression of VR-induced motion sickness and its associated physiological stress responses, specifically focusing on cortisol levels, Electrodermal Activity (EDA), and Heart Rate (HR). It hypothesizes that VR stimulation will elicit a greater physiological stress response compared to resting conditions and that this response will negatively affect working memory performance, as measured by an n-Back task. By incorporating multiple physiological markers, the research seeks to provide a comprehensive understanding of the interplay between motion sickness, stress, and cognitive performance in VR environments, addressing gaps in existing literature regarding the temporal dynamics of these responses.
Results
In this study, two-factorial repeated-measure ANOVAs were employed to analyze differences in self-reported motion sickness (measured by the Simulator Sickness Questionnaire, SSQ), FMS scores, salivary cortisol, and salivary alpha-amylase across two conditions (study vs. control) and various sampling points. For heart rate (HR), heart rate variability (HRV), and electrodermal activity (EDA), one-factorial ANOVAs were utilized to assess linear and quadratic effects during baseline, motion, and recovery periods. Effect sizes for all ANOVAs were reported as partial η².
To further elucidate the variance in psychophysiological responses within the study condition, multiple regression analyses were conducted using predictors such as age, sex, termination of motion, and SSQ. All statistical analyses were performed using IBM SPSS Statistics for Mac OS (Version 30.0), and figures were generated with GraphPad Prism (version 10.4.1). The significance threshold was established at p < .05.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the temporal dynamics of cybersickness symptoms during and after exposure to virtual environments. Existing literature indicates a general trend of increasing cybersickness with prolonged exposure, with studies showing linear increases in symptoms over various durations, such as three hours (Kennedy et al., 2000) and 16 minutes (Serge and Moss, 2015). Notably, a meta-analysis by Saredakis et al. (2020) revealed that while oculomotor symptoms remained stable, nausea and disorientation peaked between 10 and 20 minutes, suggesting a complex interplay between symptom escalation and potential adaptation effects. Some studies, however, propose that adaptation may occur, with symptoms plateauing after a certain duration (Cobb et al., 1999; Melo et al., 2018), indicating that the progression of cybersickness is not solely linear but may involve episodic fluctuations (Wang and Suh, 2019).
Post-stimulation, the research reveals significant interindividual variability in recovery from cybersickness, with some participants experiencing lingering symptoms long after exposure (Singer et al., 1998). While some studies suggest rapid recovery, others indicate prolonged effects, emphasizing the need for standardized methodologies in post-exposure assessments (Dużmańska et al., 2018). The findings suggest that while symptoms typically last 1-2 hours, they can persist for days in extreme cases (Ilyas, 2012). Furthermore, the paper discusses the limitations of subjective measures like the Simulator Sickness Questionnaire (SSQ) and highlights the growing interest in biophysical measures (e.g., EEG, ECG) as objective indicators of cybersickness. Although no single biophysical measure has proven reliable across contexts, multimodal approaches combining various physiological signals show promise for real-time prediction and mitigation of cybersickness, underscoring the need for further research to elucidate the underlying mechanisms and recovery patterns associated with cybersickness.
Limitations
The limitations of the study highlight several constraints that may affect the interpretation of the findings. The choice of a low-level (passive), time-matched control condition aimed to establish a conservative baseline for endocrine measures sensitive to contextual factors. However, this design does not adequately isolate cybersickness-specific effects from other variables, such as the virtual reality (VR) context and the presence of the experimenter. To address this, future research should incorporate an active VR control condition to better differentiate VR-related activation from the effects of cybersickness.
Additionally, the exploratory nature of the study and its moderate sample size restrict the generalizability of the effect size estimates, particularly in light of significant individual differences in susceptibility to cybersickness. The study’s stimulation duration, capped at eight minutes, was not intended to push participants to their limits, potentially resulting in an incomplete representation of cybersickness symptoms. A meta-analysis by Saredakis et al. (2020) indicated that nausea and disorientation symptoms peak between 10 and 20 minutes of exposure, suggesting that the current findings may not be applicable to longer exposure durations or more severe sickness conditions.