VR e Motion Sickness – Approfondimenti

anteprima

Ben trovati sul mio sito (mamma saura, era da tempo che non pubblicavo qualcosa), probabilmente sarete incappati qua a seguito del mio ultimo video in merito al VR e alla Motion Sickness (da qui in poi la chiameremo Cinetosi). Se siete finiti prima sul sito, senza passare per il canale YouTube, vi lascio incorporato il video qua sotto.

Ma veniamo dunque di fare un piccolo approfondimento. I motivi che spingono il cervello ad attivare lo stato di cinetosi, e le meccaniche precise, non sono ancora state del tutto chiarite. Possiamo solo parlare di ciò che sappiamo e riprendere le teorie più accreditate del perché esiste questo fenomeno: vi è il modello che vede tale riflesso come meccanismo di difesa nel caso si ingerisca un alimento tossico (poiché la cinetosi ha come sintomi la nausea), mentre alcuni propendono al riflesso oculo-cardiaco.

Come detto nel video, i responsabili che danno il segnale di movimento sono le Cellule ciliate, cellule dalla forma allungata dotate di ciglia in grado di piegarsi in funzione al movimento di un fluido, detto Endolinfa, ed in base alla direzione in cui si piegano inviano un determinato messaggio. Ma come può il piegamento da solo determinare il senso di movimento? Semplice: non può. Non sono le cilia da sole, nel piegarsi, a dare il segnale: quest’azione non è altro che il sistema con cui vengono attivate/deattivate alcune strutture presenti a livello della membrana che, in base al piegamento della cellula ciliata, assumono diverse conformazioni (nel video lo avevo accennato di sfuggita). Queste strutture sono dei particolari canali ionici che si aprono (“attivano”) solo per trazione meccanica, differendo da altri tipi di canali che si aprono in presenza di uno specifico valore di Potenziale di membrana (ad un determinato voltaggio, detto in soldoni). L’entrata viene ostruita, o chiusa, da una protuberanza che è in collegamento con un’altra cilia e quando flettono in una direzione tirano letteralmente questa protuberanza, costringendola a dare via libera agli ioni che possono finalmente entrare nella cellula (attraversando le cilia) e cambiando il potenziale di membrana, con conseguente formazione di un segnale elettrico da uno meccanico (trasduzione).

Tratta dal sito della APS (American Physiological Society).
Tratta dal sito della APS (American Physiological Society).

L'apertura dei canali innesca un passaggio di ioni che vanno a cambiare il Potenziale di membrana della cellula, che si ripercuote lungo il resto della membrana fino a raggiungere i centri deputati all'invio del segnale ai neuroni che porteranno il messaggio al cervello per l'elaborazione.

Nel video ho accennato al fatto che, nonostante sia così “scarno” di elementi per la trasduzione, le cellule sono in grado di variare il messaggio in base alla direzione in cui si piegano. Per capire un po’ meglio, ragioneremo insieme in base a quanto avete letto poco fa.

frequenza_alta frequenza_bassa

Le proteine canali si aprono solo quando le cilia, nel piegarsi, tirano la protuberanza (tramite tip links), aprendo di conseguenza il canale. Questo, però, solo se la direzione consente la trazione. Nel caso contrario, il collegamento tra la proteina e la cilia si rilassa, senza dare la possibilità di aprire il canale. Pertanto, come spiegato, abbiamo 3 principali tipologie di frequenze che codificano per un segnale: nella direzione in cui abbiamo i canali aperti, le frequenze saranno maggiori; nella direzione in cui i collegamenti si rilassano, le frequenze saranno nulle o quasi assenti; abbiamo poi la terza tipologia, dove le cilia non vengono piegate ed abbiamo frequenze intermedie alle prime due.

Il  principale responsabile al piegamento delle cilia è l’Endolinfa: quando muoviamo il capo, ad esempio a sinistra, l’Endolinfa si sposta per inerzia nella direzione opposta, segnalando pertanto il movimento verso sinistra; nel caso in cui ci spostiamo all’indietro, lo strato gelatinoso si sposta per inerzia in avanti, piegando le cilia che segnalano che ci stiamo spostando all’indietro.

Passiamo ora alle strutture dell’orecchio interno deputate ai movimenti spaziali:

  • Sacculo e Utricolo: queste strutture rilevano l’accelerazione lineare, il primo su piano verticale (su/giù), il secondo su piano frontale (destra/sinistra, avani/indietro).
  • Canali semicircolari: queste strutture rilevano il movimento angolare, ovvero quando alziamo o abbassiamo il capo, o lo incliniamo a sinistra o a destra.

Con queste due strutture, il cervello riceve i segnali sui movimenti del corpo, in coordinazione con quanto riceve dal sistema visivo.

Ricerca e sviluppo: è possibile salvare il VR dai conati?

Forse si. Come accennato nel video, due ricercatori hanno evidenziato come riducendo dinamicamente il campo visivo (e non l'immagine) mentre si è in movimento, la sensazione di disagio si riduce (articolo con video). Tuttavia, è da sottolineare come tale stratagemma per adesso sia stato sviluppato su HTC Vive e non per altre periferiche come il Playstation VR, ma ciò non significherà necessariamente che sarà una esclusiva per il primo (Sony può sempre implementarlo oppure trovare un accordo per poterlo sfruttare per il suo visore).

Spero vivamente che questa volta risolvano il problema, poiché, vedendo che la situazione si sta dirigendo anche verso il lato educativo/divulgativo, potrebbe aprire orizzonti non indifferenti nell'ambito dell'istruzione (che bello sarebbe trovare delle postazioni nei musei per vedere nel dettaglio piante, animali e fossili?).

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