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Hintergrund: Wir erleben die Realität durch die Stimulation unserer fünf Sinne. In den vergangenen Jahrzehnten bekam auch die virtuelle Realität eine immer größere Bedeutung. Ob im Freizeitbereich, beim Gaming, der Industrie, aber auch beim Lernen von neuen Abläufen oder Fertigkeiten sowie im medizinischen Bereich. Um möglichst gute Effekte zu erzielen, braucht es ein realistisches Erleben und Wahrnehmen. Bisher beschränkte sich die Verbesserung der VR vor allem auf die visuelle Perzeption. Man hat jedoch verstanden, dass es für eine möglichst realistische Wahrnehmung vor allem einer multimodalen neuronalen Aktivierung bedarf, die insbesondere durch multisensorisches Erleben entsteht. Bis jetzt sind Auswirkungen auf die Wahrnehmung in VR-Umgebungen nur unvollständig verstanden. Fragestellung: Ziel war es, herauszufinden, ob Proband*innen, welche die VR-Umgebungen subjektiv und objektiv als kongruenter wahrnehmen, sich später positiver an die Umgebung erinnern. Zudem ging die vorliegende Arbeit der Frage nach, ob Teilnehmende mit einem subjektiv erklärten und objektiv gemessenen besseren Gedächtnisleistung die VR-Umgebung positiver als Teilnehmende mit niedrigerer Gedächtnisleistung bewerteten. Des Weiteren wurde analysiert, ob Kongruenz von olfaktorischen Reizen in VR-Umgebungen zu einer Zunahme bzw. Rechtsverschiebung der Leistungsdichtespektren in niedrigen EEG-Wellenbereichen (Delta, Theta, Alpha) führt bzw. bei Inkongruenz eher eine Abnahme bzw. Linksverschiebung der Leistungsdichte zu sehen ist. Methoden: An der Studie nahmen 100 gesunde Proband*innen teil. Die Eignung der Teilnehmenden wurde im Vorfeld durch affektive, kognitive und psychophysikalische Tests geprüft. Das Riechvermögen wurde mittels eines Drei-Komponenten-Identifikationstest, den Sniffin‘ Sticks, beurteilt. Die Kognition wurde mithilfe des MoCAs eingeschätzt und der Affekt durch die PANAS-Skala gemessen. Alle Proband*innen nahmen an zwei Sitzungen teil. Die erste Sitzung umfasste die Präsentation fünf unterschiedlicher VR-Umgebungen durch eine VR-Brille. Die Videos waren so gewählt, dass sie olfaktorische Assoziation hervorrufen sollten. Es wurden zwei angenehme, zwei unangenehme und ein neutrales Video präsentiert. Die Experimentalgruppe umfasste 20 Teilnehmende und die Kontrollgruppe 80 Proband*innen. Die Experimentalgruppe erhielt zu den Videos kongruente Düfte, während die Kontrollgruppe inkongruente Düfte erhielt. Zur Duftpräsentation wurden Nasenclips verwendet. Gleichzeitig wurde bei allen Teilnehmenden ein 64-Kanal-EEG abgeleitet. Nach den einzelnen Videos wurden die Proband*innen zur Wahrnehmung und Erinnerungsvermögen befragt. Um auditive Beeinflussung zu vermeiden, bekamen alle Teilnehmenden Kopfhörer mit weißem Rauschen aufgesetzt. Die zweite Sitzung fand zwei Wochen später statt und bestand in einer erneuten Befragung der Teilnehmenden zu Wahrnehmung und Erinnerung der zwei Wochen zuvor präsentierten VR-Umgebung. Ergebnis: Zunächst fand sich, dass für alle fünf Videos mit Ausnahme der verlorenen Orte immer der objektiv kongruente Geruch auch subjektiv als am kongruentesten wahrgenommen worden ist. Bei den verlorenen Orten wurde der Kontrollclip ohne Duft am kongruentesten wahrgenommen. Es zeigte sich, dass kongruente Bedingungen die Wahrnehmung nicht zwangsläufig immer positiv beeinflussen. Für die angenehmen Videos Kaffeehaus und Tulpenfeld konnte zwar eine positivere Wahrnehmung gemessen werden, für die unangenehmen Videos konnte dies jedoch nicht bestätigt werden. Die unangenehmen Videos, Küstenexpedition und verlorene Orte wurden in der inkongruenten Bedingung als angenehmer empfunden. Zudem wiesen die Ergebnisse darauf hin, dass Gedächtnisleistung einen Einfluss auf die Wahrnehmung von VR-Umgebungen hat, die Effekte jedoch nicht ausschließlich positiv waren. So gaben die Teilnehmenden für das Küstenexpeditionsvideo an, dass sie eher geneigt seien, sich das Video erneut anzuschauen, wenn ein objektiv höheres Erinnerungsvermögen vorlag. Auch bei den verlorenen Orten wurde angegeben, dass das Video weniger irritierend war, wenn ein objektiv hohes Erinnerungsvermögen vorlag. Allerdings konnte beim Kaffeehaus-Video gezeigt werden, dass Proband*innen mit objektiv besserem Erinnerungsvermögen es weniger kongruent fanden. Auch bei dem Sternennacht-Video fanden die Teilnehmenden mit subjektiv hohem Erinnerungsniveau, dass das Video zwar unterhaltsamer und aufregender war, jedoch auch mit einer höheren Alarmiertheit einhergehe.Es fand sich kein Zusammenhang zwischen Kongruenz bzw. Inkongruenz auf die Hirnfrequenzen. Im Speziellem zeigte sich weder eine Rechts- noch eine Linksverschiebung der Leistungsdichtespektren in niedrigen EEG-Wellenbereichen (Delta, Theta, Alpha), abhängig von Kongruenz oder Inkongruenz. Ebenso ließen sich keine spezifischen Effekte zwischen einzelne Elektroden erkennen. Schlussfolgerung: Die Annahme, dass Kongruenz bzw. Inkongruenz die Wahrnehmung von VR-Umgebungen positiv beeinflusst, bestätigte sich nicht. Sowohl positive als auch negative Effekte waren zu verzeichnen. Die Hypothese, dass ein höheres Erinnerungsvermögen zu einer positiveren Wahrnehmung führt, konnte sich so ebenfalls nicht bestätigen. Auch hier wurden gegenteilige Ergebnisse gefunden. Auch die dritte Hypothese, dass Kongruenz von olfaktorischen Reizen in VR-Umgebungen zu einer Zunahme bzw. Rechtsverschiebung der Leistungsdichtespektren in niedrigen EEG-Wellenbereichen führt bzw. Inkongruenz zu einer Linksverschiebung der Leistungsdichte konnte nicht bestätigt werden. Es konnten keine eindeutigen Effekte durch Kongruenz bzw. Inkongruenz auf die Hirnfrequenzen nachgewiesen werden. Diese Untersuchung wirft weitere Fragen auf, da die Ergebnisse einzelnen vorherigen Studien widersprechen. Für ein vertieftes und besseres Verständnis von Wahrnehmung in VR-Umgebungen sind weitere, breiter aufgestellte Untersuchungen und eventuell auch andere Untersuchungs- und Messmethoden notwendig.:Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis III Abbildungsverzeichnis V Tabellenverzeichnis VI Abkürzungsverzeichnis VII 1. Einleitung 1 1.1 VR-Umgebung und Geruch 4 1.2 VR-Umgebungen und Gedächtnis 5 1.3 VR-Umgebungen und EEG 7 1.3.1 Auswirkungen von olfaktorischen Reizen in VR-Umgebungen auf die EEG-Aktivität 8 2. Theoretischer Hintergrund 10 2.1 Der Geruchssinn 10 2.2 EEG 14 2.2.1 Elektroenzephalografie: 14 2.2.2 Frequenzbereiche im EEG 15 3. Motivation der Arbeit 17 4. Material und Methoden 18 4.1 Proband*innen und Teilnahmekriterien 18 4.2 Studiendesign 19 4.3 Experimenteller Aufbau 20 4.3.1 Ablauf und Durchführung 20 4.3.2 Telefonat zur erneuten Befragung der Proband*innen 26 4.4 Methoden 27 4.5 Datenanalyse der Fragebögen 29 4.5.1 Datenanalyse der EEG-Daten 33 5. Ergebnisse 34 5.1 Basisdaten der Studienteilnehmer und deskriptive Statistik 34 5.2 Auswirkungen von Kongruenz und Inkongruenz auf die Wahrnehmung der VR-Umgebung 35 5.3 Auswirkungen der Gedächtnisleistung auf die Wahrnehmung in VR-Umgebungen 42 5.4 Auswirkungen der olfaktorischen Stimulation in VR-Umgebungen auf das EEG 46 6. Diskussion 47 6.1 Diskussion der Ergebnisse 47 6.1.1 Wahrnehmung der VR-Umgebung unter kongruenten Bedingungen 47 6.1.2 Einfluss der Gedächtnisleistung auf Wahrnehmung der VR-Umgebung 51 6.1.3 Spezifische EEG-Veränderungen in VR-Umgebungen 54 6.2 Diskussion der Methoden 55 6.3 Limitationen und Herausforderungen 56 6.4 Ausblick 59 7. Zusammenfassung 61 7. Summary 64 8. Literaturverzeichnis 64 9. Anhang 81 Danksagung 86 |
