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Electroencephalogram (EEG) Changes Following HMD-VR and their Correlation with Motion Sickness Susceptibility KCI 등재

HMD 기반 가상현실 사용에 따른 뇌파(EEG)의 정량적 분석과 멀미 민감성과의 상관관계 연구

  • 언어ENG
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/447239
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대한시과학회지 (The Korean Journal of Vision Science)
대한시과학회 (The Korean Society Of Vision Science)
초록

목적 : 본 연구의 목적은 HMD 기반 가상현실을 사용할 때 나타나는 사이버 멀미를 분석하기 위해 VR 사용 전후 안정뇌파의 정량적 분석 및 멀미 민감성(MSSQ)과 EEG 상대 파워가 상관관계를 보이는지 알아보고자 하였다. 방법 : 근거리 시력에 이상이 없는 성인 여성 11명을 대상으로 VR 사용 전후 안정상태 뇌파를 건식 전극 헤드 셋(DSI-24)을 사용하여 측정하였으며, 멀미 민감도는 MSSQ 설문을 통해 평가하였다. VR 사용 전후 비교는 Wilcoxon Signed-Rank Test를, 뇌파 변화량과 멀미 민감성 상관관계는 Spearman’s correlation analysis, 그 리고 뇌파 상대 파워 변화량(ΔEEG)이 멀미 민감도 집단 간 비교는 Mann-Whitney U Test를 실시하였다. 결과 : VR 사용 후 분석 결과 여러 부위에서 저주파 활동인 세타파(RT)는 일관되게 감소, 세타파 대비 베타파 비율(RMT, RSMT)과 같은 주의 집중 관련 지표는 증가하는 경향을 보였다. EEG 변화와 멀미 민감성 설문 점수 간의 상관분석 결과 측두엽(T6)과 두정엽(Pz) 영역에서 MSSQ와 유의한 상관관계를 확인하였다. 멀미 민감도가 높 은 그룹에서는 감각 통합을 담당하는 두정엽(Pz, P3, P4)영역의 베타파 대역 활성도가 유의하게 감소하였다. 결론 : VR 사용 후 후두엽 부위의 주의 집중 관련 비율 지표 증가는 정보처리과정 중 시각적 자극에 대한 자극 인지 등을 반영하는 것으로 볼 수 있으며, 두정엽과 상반된 결과가 나타난 것을 토대로 VR의 시각 자극과 신체 감 각의 불일치는 사이버 멀미를 유발한다는 근거를 제시한다.

Purpose : To study aimed to quantitatively characterize in the electroencephalogram (EEG) changes induced by head-mounted display virtual reality (HMD-VR) and to exame the association between VR-related EEG changes and motion sickness susceptibility, assessed using the Motion Sickness Susceptibility Questionanaire (MSSQ), better understand cybersickness. Methods : Resting-state EEG was recorded from 11 adult women before and after VR use using a DSI-24, dry electrode headset. Motion sickness susceptibility was measured through the Motion Sickness Susceptibility Questionnaire (MSSQ) survey. EEG signals from 19 channels were processed to obtain relative power across nine frequency bands, and were analyzed using the Wilcoxon signed-R\rank Test, Spearman’s correlation analysis, and Mann-Whitney U Test. Results : After VR use, relative theta power (RT) decreased while attention-related indices (RST, RMT, RSMT) increased, particularly in the occipital lobe. Correlation analysis revealed significant association between MSSQ scores and EEG signals in the temporal lobe (T6) and parietal lobe (Pz) regions. The high susceptibility group showed a significant decrease in parietal beta-band relative power (RLB, RB, RMB) at (Pz, P3, and P4), whereas the low susceptibility group showed an increase (p<0.050). Conclusion : The post-VR increase in attention-related ratio indices in the occipital lobe may reflect enhanced visual stimuli processing during VR exposure. In contrast, the opposing beta-band patterns observed in the parietal lobe, support the hypothesis that sensory conflict between visual input and bodily sensations in VR contributes to cybersickness.

목차
Abstract
Ⅰ. Introduction
Ⅱ. Methods
    1. Subjects
    2. Method
    3. Data Analysis
Ⅲ. Result
    1. Brainwave Testing for VR-Induced CyberSickness Before and After
    2. Correlation between changes in EEGindicators and motion sickness susceptibility
    3. Cyber Sickness Sensitivity Based on Changesin Brain wave Indicators
    4. RB ch3 EEG Index Change and Motion SicknessSensitivity
    5. RB ch17 Changes in EEG Indicators and MotionSickness Sensitivity
    6. RHB ch3 EEG Index Change and Motion SicknessSensitivity
Ⅳ. Discussion
Ⅴ. Conclusion
Conflict of interest
References
요 약
저자
  • In-Sun Park(Dept. of Optometry, Graduate School, Eulji University, Student, Uijeongbu) | 박인선 (을지대학교 대학원 안경광학과, 학생, 의정부)
  • Jung Un Jang(Dept. of Optometry, Eulji University, Professor, Seongnam) | 장정운 (을지대학교 안경광학과, 교수, 성남) Corresponding author