Dane z piśmiennictwa

Informacje i dane z literatury dotyczące oddziaływania środowiska wirtualnego na człowieka są ubogie i dotyczą w większości symulatorów lotniczych do szkolenia pilotów wojskowych i kandydatów na pilotów wojskowych.

Według klasyfikacji przyjętej w literaturze (np. [1]), oddziaływanie środowiska wirtualnego na człowieka można podzielić na bezpośrednie i pośrednie. Oddziaływanie bezpośrednie jest związane z jakością monitorów, systemów audio, itd. i zależy głównie od konstrukcji i budowy wyposażenia i urządzenia oraz jest łatwiejsze do kontroli. Oddziaływanie pośrednie jest znacznie trudniejsze do badań i kontroli. Skutki oddziaływania pośredniego obejmują także skutki psychologiczne i neurologiczne. Środowisko wirtualne może oddziaływać na układ percepcji ruchu i może powodować zaburzenia równowagi oraz objawy podobne do choroby lokomocyjnej. Dotychczas nie udało się do końca jednoznacznie ustalić przyczyn ujemnego oddziaływania ekspozycji człowieka na VE ze względu na złożony charakter bodźców wynikających również z dynamiki obrazów w środowisku wirtualnym. Prawdopodobnie następuje przekazywanie do ośrodkowego układu nerwowego sprzecznych informacji z błędników, narządu wzroku i proprioceptorów.  Dochodzi do dysharmonii w zakresie układu równowagi przy współistnieniu istotnego czynnika psychicznego (z doświadczenia WIML w Warszawie).  Często środowisko wirtualne stwarza iluzję ruchu człowieka, podczas gdy w rzeczywistości jest on nieruchomy. W literaturze angielskiej tę iluzję ruchu określa się mianem „vection”. Stan taki powoduje powstanie konfliktu przedsionkowo-wzrokowego.

Istnieje zgodność badaczy co do faktu, że podobnie jak bodźce ruchowe, obrazy ruchome i iluzja ruchu mogą powodować poważny dyskomfort u zdrowych osób będących w bezruchu. Chorobę lokomocyjną w ruchu rzeczywistym tłumaczy się istnieniem efektu Coriolisa. Występowanie objawów podobnych do objawów choroby lokomocyjnej w przypadku iluzji ruchu w środowisku wirtualnym, jedna z teorii tłumaczy istnieniem pseudo-efektu Coriolisa. Istnienie pseudo-efektu Coriolisa zademonstrowali Dichgans i Brandt w roku 1973 [1]. Poprzez symulację iluzji ruchu obrotowego oraz zastosowanie jednoczesnego przechylania głowy z osi ruchu obrotowego mogły powstawać takie same objawy choroby lokomocyjnej jakie powstają wtedy, gdy osoba w środowisku rzeczywistym siedzi na obrotowym krześle i wykonuje wychylenia głowy z jednego ramienia na drugi (jeden z testów dla kandydatów na pilotów wojskowych i kosmonautów). Teorii tej nie zaprzeczają wyniki badań w Korei  [4], prowadzonych z zastosowaniem wirtualnego symulatora samochodu do nauki jazdy. Podczas symulacji ruchu prostoliniowego symulowanego pojazdu stwierdzono mniej objawów skutków ubocznych aniżeli w przypadku ruchu po krzywej, ze skręcaniem w lewo i w prawo.

Szereg istotnych badań dotyczących symulacji iluzji ruchu człowieka na powstawanie objawów choroby lokomocyjnej wykonali Stern, Koch, Hu i Grant. Wykazali oni, że stopień nasilenia objawów można zmniejszyć adaptacją do warunków poprzez powtarzanie ekspozycji na środowisko wirtualne [1].

Interesujące są wyniki pracy [6], autorstwa Diels. C., Ukai K. i Howarth P.A. (2007), dotyczącej przyczyn powstawania objawów podobnych do objawów choroby lokomocyjnej.  Celem pracy było zbadanie skłonności do wywołania objawów podobnych do objawów choroby lokomocyjnej w wyniku patrzenia pod różnymi kątami na obraz o promienistym układzie jasnych punktów na ciemnym tle, stwarzających wrażenie głębi w części centralnej i pulsujących w osi przód-tył. Obserwowanie obrazu miało za zadanie wywołanie iluzji przemieszczania się ciała patrzącego, co powodowałoby powstanie konfliktu przedsionkowo-wzrokowego sprzyjającego powstawaniu objawów podobnych do objawów choroby lokomocyjnej. Badaniom poddano 12 zdrowych osób w wieku około 23 lat. Podczas badania znajdowali się oni w pozycji siedzącej, nieruchomej i obserwowali pulsujący obraz w czterech sytuacjach, a mianowicie: 1) z fiksacją wzroku na punkcie centralnym ekranu; 2) z fiksacją wzroku na celu znajdującym się ekscentrycznie pod kątem 16 stopni w stosunku do punktu centralnego; 3) z przemieszczaniem wzroku z punktu centralnego na cel położony ekscentrycznie; 4) swobodnie oglądając obraz. Oceniono liczbę i stopień nasilenia objawów w poszczególnych sytuacjach oraz zarejestrowano ruchy gałek ocznych z zastosowaniem techniki wideookulograficznej. Okazało się, że w sytuacjach 2 i 3 sposób śledzenia sprzyjał najbardziej powstawaniu objawów. Średnia ilość objawów była o 20 % większa niż wówczas, gdy badani mieli możność swobodnego oglądania obrazu lub koncentrowali wzrok na punkcie centralnym obrazu. Stwierdzono także, że sytuacje, w których wzrok fiksował się na punkcie ekscentrycznym uzasadnia tezę, iż szybkość  rozwiania się objawów i ich nasilenie zależy od szybkości zmian obrazów na siatkówce.

Istnieje pełna jednomyślność użytkowników systemów VE, że odczuwanie objawów i skutków ujemnego oddziaływania środowiska wirtualnego na człowieka jest wyjątkowo przykrym doświadczeniem i że występowanie tych objawów i skutków należy zmniejszyć w możliwie największym stopniu. Interesującym wyjątkiem jest symulator NASA zbudowany z zastosowaniem systemu VE, przeznaczony do adaptacji astronautów do takich warunków, w których są wyjątkowo duże i intensywne bodźce wywołujące chorobę kosmonautów.

Z doświadczenia wielu badaczy wynika, że jedynie kilka osób może nie mieć skutków np. ujemnego oddziaływania ruchomych obrazów środowiska wirtualnego, podczas gdy od 50 % do ponad 90 % może odczuwać zawroty głowy o charakterze oszołomienia, zaś od  20 % do 60 % może odczuwać niektóre objawy wynikające z reakcji układu wegetatywnego. Prawdopodobnie tego rodzaju oddziaływanie środowiska skutkuje w większym stopniu objawami podobnymi do zawrotów głowy o charakterze oszołomienia (Lackner, sprawozdanie BRL-CR-629, 1990 r.; Reason i Brand, 1975 r.) [1]. Podobne objawy zaobserwowano w przypadku wojskowych pilotów symulatorów lotniczych, w których wizualizacja jest zasadniczym elementem (np. Kennedy, Bernbaum i Lilienthal, 1997 r.)[1].

Analizując wyniki badań dotyczących ekspozycji osób na VE, Stanney, Mourant i Kennedy (1998 r.)[1] zauważyli, że od 80% do 95% uczestników badań zgłosiło objawy ujemnego oddziaływania, zaś od 5% do 30 % uczestników doświadczyło objawów w takim stopniu nasilenia, że badanie trzeba było przerwać. Stanney, Kennedy, Drexler i Harm (1999 r.) [1] zaobserwowali częstsze występowanie objawów skutków ubocznych w przypadku ekspozycji osób na VE aniżeli w przypadku symulatorów lotniczych, w których od 60 % do 70 % osób miało takie objawy. Zwrócili oni uwagę na fakt, że większość osób użytkujących symulatory lotnicze, to wojskowi piloci lub kandydaci na pilotów wojskowych, którzy prawdopodobnie są mniej podatni na oddziaływanie środowiska wirtualnego aniżeli osoby cywilne, ze względu na wszechstronną selekcję do zawodu pilota. Podobne wyniki dostrzegli Regan i Price (1994 r.) [1], w wyniku badań 150 osób eksponowanych na VE, wśród których 20 osób było pilotami wojskowymi. Osoby badane zgłosiły objawy w postaci nudności (25%), zawrotów głowy o charakterze oszołomienia, bólu głowy. 8 uczestników wycofało się z badań na skutek dużego nasilenia objawów skutków ubocznych, ale żaden z nich nie był pilotem wojskowym. Niezbędne są dalsze badania dotyczące innych grup aniżeli piloci wojskowi. Badania takie są prowadzone w CIOP-PIB.