Effekte von Feedback und Alterung auf Zielbewegungen in Virtual Reality
Durchführung von Fitts-Aufgaben in virtueller Realität mit und ohne erweiterter Rückmeldung: ein Vergleich zwischen jungen und älteren Erwachsenen
Studienübersicht
Status
Status
Bedingungen
Bedingungen
Intervention / Behandlung
Intervention / Behandlung
Detaillierte Beschreibung
Studientyp
Studientyp
Einschreibung (Geschätzt)
Einschreibung
Phase
Phase
- Unzutreffend
Kontakte und Standorte
Studienkontakt
Studienkontakt
- Name: Sophia Hanke, M.Sc.
- Telefonnummer: +491607987923
- E-Mail: sophia.hanke@univ-amu.fr
Studieren Sie die Kontaktsicherung
- Name: Jean-Jacques Temprado, Full professor, PhD
- E-Mail: jean-jacques.temprado@univ-amu.fr
Studienorte
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Marseille, Frankreich, 13009
- Faculté des Sciences du Sport, Aix Marseille University - Campus Luminy
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Kontakt:
- Sophia Hanke, M.Sc.
- Telefonnummer: +491607987923
- E-Mail: sophia.hanke@univ-amu.fr
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Kontakt:
- Jean-Jacques Temprado, Full professor, PhD
- E-Mail: jean-jacques.temprado@univ-amu.fr
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Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
- Erwachsene
- Älterer Erwachsener
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- Alter 18-28 (Junge Erwachsene [YA]-Gruppe) oder 65-75 (gesunde ältere Erwachsene [HOA]-Gruppe)
- Rechtshändig
- Normales oder korrigiertes normales Sehvermögen (Brille oder Kontaktlinsen erlaubt)
- Klares und angenehmes Sehen durch das kopfmontierte Display während einer kurzen Anpassung (sehr voluminöse Brillen können inkompatibel sein)
- Keine selbstberichtete Vorgeschichte neurologischer oder psychiatrischer Störungen, bestätigt durch Teilnehmerangaben und Abgleich mit einer standardisierten Liste relevanter Medikamente
- In der Lage, eine informierte Einwilligung zu geben und Versuchsanweisungen auf Französisch oder Englisch zu befolgen
Zusätzliche Kriterien für HOA
- Normale kognitive Funktion (Montreal-Kognitionsbewertung [MoCA]-Score ≥ 26)
- Keine selbstberichteten akuten oder chronischen Schmerzen im dominanten Arm, der Schulter oder dem Ellenbogen, die wiederholte Armbewegungen im Raum verhindern würden.
- Selbstberichteter voller funktioneller Bewegungsumfang im dominanten Arm (in der Lage, den Arm vollständig zu strecken ohne Beschwerden oder Einschränkungen)
Ausschlusskriterien:
- Personen, die derzeit mehr als 5 Stunden/Woche Videospiele spielen.
- Unkorrigierte visuelle, auditive oder motorische Beeinträchtigungen, die die Aufgabenausführung beeinträchtigen würden.
- Teilnehmergröße außerhalb des Bereichs von 1,50-1,80 m.
- Selbstberichtete Diagnose einer neurodegenerativen Erkrankung (z.B. Parkinson-Krankheit, Alzheimer-Krankheit)
- Selbstberichtete Einnahme von Medikamenten, von denen bekannt ist, dass sie kognitive oder motorische Funktionen signifikant beeinflussen (eine Liste relevanter Medikamente wird während des Screenings vorgelegt).
- Zervikale Schmerzen, die das Tragen des VR-Headsets während der gesamten Dauer der Versuchssitzung verhindern könnten.
- Selbstberichtete Vorgeschichte schwerer Reisekrankheit oder vestibulärer Probleme, die durch VR-Exposition verschlimmert werden könnten
- Hohe Anfälligkeit für Cybersickness, bewertet über den Visually Induced Motion Sickness Susceptibility Questionnaire, der speziell für das Screening vor der Exposition entwickelt wurde; Grenzwert: ≥ 12.
- Personen, bei denen das Headset nicht richtig angepasst werden kann, z.B. aufgrund eines Pupillenabstands außerhalb des Einstellbereichs des kopfmontierten Displays (d.h. <53 mm oder >75 mm).
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
- Hauptzweck: Grundlegende Wissenschaft
- Zuteilung: Nicht randomisiert
- Interventionsmodell: Crossover-Aufgabe
- Maskierung: Keine (Offenes Etikett)
Anzahl der Arme
Waffen und Interventionen
Teilnehmergruppe / ArmTeilnehmergruppe / Arm |
Intervention / BehandlungIntervention / Behandlung |
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Experimental: Rechtshändige junge Erwachsene (18 bis 28 Jahre)
Gesunde rechtshändige junge Erwachsene im Alter von 18 bis 28 Jahren erhalten Anweisungen, um Fitts' Aufgabe unter vier verschiedenen Feedback-Bedingungen in randomisierter Reihenfolge durchzuführen: R-intrinsisch, VR-intrinsisch, VR-augmentiert global und VR-augmentiert spezifisch.
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Erweiterte visuelle Fehlerrückmeldung zeigt die Art des Fehlers an.
Im Allgemeinen färbt sich das Ziel blau, sobald es erreicht wird.
Nachdem es für 1 Sekunde innerhalb des Ziels verblieben ist, wird der Versuch bestätigt und das Ziel färbt sich grün.
Bei jedem Fehler färbt sich das Ziel rot: entweder direkt von grau, wenn das Ziel nie erreicht wurde, oder nachdem es kurz blau wurde, wenn es erreicht und wieder verlassen wurde.
Fehler lösen zusätzlich schriftliche Meldungen aus: Überschreitungen zeigen 'zu lang', Unterschreitungen 'zu kurz' und andere Abweichungen zeigen Richtungsfehler an (zu rechts/zu links/zu hoch/zu tief).
Erweitertes visuelles Fehlerfeedback zeigt das Versuchsergebnis an, wobei die Zielkugel ihre Farbe ändert (grün für korrekten Treffer; rot für Fehlschlag).
Die Teilnehmer werden die physische Apparatur betrachten.
Inhärente visuelle und propriozeptive Rückmeldungen werden verfügbar sein, jedoch keine erweiterten visuellen Rückmeldungen.
Das immersive virtuelle Setup wird ohne erweiterte visuelle Rückmeldung präsentiert; die Teilnehmer werden sich auf intrinsische Rückmeldung verlassen.
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Experimental: Rechtshändige gesunde ältere Erwachsene (65 bis 75 Jahre)
Gesunde ältere Erwachsene (65 bis 75 Jahre), die Anweisungen erhalten, um Fitts' Aufgabe in vier verschiedenen Rückmeldungsbedingungen in randomisierter Reihenfolge zu absolvieren: R-intrinsisch, VR-intrinsisch, VR-augmentiert global und VR-augmentiert spezifisch.
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Erweiterte visuelle Fehlerrückmeldung zeigt die Art des Fehlers an.
Im Allgemeinen färbt sich das Ziel blau, sobald es erreicht wird.
Nachdem es für 1 Sekunde innerhalb des Ziels verblieben ist, wird der Versuch bestätigt und das Ziel färbt sich grün.
Bei jedem Fehler färbt sich das Ziel rot: entweder direkt von grau, wenn das Ziel nie erreicht wurde, oder nachdem es kurz blau wurde, wenn es erreicht und wieder verlassen wurde.
Fehler lösen zusätzlich schriftliche Meldungen aus: Überschreitungen zeigen 'zu lang', Unterschreitungen 'zu kurz' und andere Abweichungen zeigen Richtungsfehler an (zu rechts/zu links/zu hoch/zu tief).
Erweitertes visuelles Fehlerfeedback zeigt das Versuchsergebnis an, wobei die Zielkugel ihre Farbe ändert (grün für korrekten Treffer; rot für Fehlschlag).
Die Teilnehmer werden die physische Apparatur betrachten.
Inhärente visuelle und propriozeptive Rückmeldungen werden verfügbar sein, jedoch keine erweiterten visuellen Rückmeldungen.
Das immersive virtuelle Setup wird ohne erweiterte visuelle Rückmeldung präsentiert; die Teilnehmer werden sich auf intrinsische Rückmeldung verlassen.
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Steigung der Effizienzfunktion (Fitts' Gesetz) über Altersgruppen und Feedback-Bedingungen hinweg
Zeitfenster: Tag 1 von 1
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Gemäß Fitts' Gesetz nimmt die Bewegungszeit linear mit der Aufgabenschwierigkeit (Index der Schwierigkeit; ID) zu.
Dieser Zusammenhang wird durch die Effizienzfunktion erfasst, die die Bewegungszeit gegen die ID aufträgt.
Die Steigung der Effizienzfunktion spiegelt die Effizienz der Informationsverarbeitung (IPE) einer Person wider: steilere Steigungen deuten auf eine niedrigere IPE hin, während flachere Steigungen auf eine höhere IPE hindeuten.
Frühere Studien unter realen Bedingungen zeigen, dass ältere Erwachsene steilere Steigungen aufweisen, was auf eine verringerte IPE hindeutet.
In VR deuten Leistungsmuster wie längere Bewegungszeiten und mehr Teilbewegungen darauf hin, dass sich die Steigungen der Effizienzfunktion weiter unterscheiden könnten.
Daher wird dieses Ergebnis systematisch die Steigungen der Effizienzfunktion über Altersgruppen und Rückmeldungsbedingungen in VR- und realen Umgebungen vergleichen.
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Tag 1 von 1
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Sekundäre Ergebnismessungen
Sekundäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Auswirkungen von Feedback-Bedingungen und Alter auf Bewegungszeiten [ms]
Zeitfenster: Tag 1 von 1
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Es wird untersucht, wie Feedbackbedingung, Aufgabenschwierigkeit und Altersgruppe die Bewegungszeit (in ms) in der virtuellen Realität beeinflussen, und auch Wechselwirkungen zwischen diesen Faktoren werden analysiert.
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Tag 1 von 1
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Auswirkungen von Feedback-Bedingungen und Alter auf Beschleunigungszeiten [ms]
Zeitfenster: Tag 1 von 1
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Es wird untersucht, wie Feedbackbedingung, Aufgabenkomplexität und Altersgruppe die Beschleunigungszeit (in ms) in der virtuellen Realität beeinflussen, und Interaktionen zwischen diesen Faktoren werden ebenfalls analysiert.
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Tag 1 von 1
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Auswirkungen von Feedback-Bedingungen und Alter auf Verzögerungszeiten [ms]
Zeitfenster: Tag 1 von 1
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Es wird untersucht, wie Feedbackbedingung, Aufgabenschwierigkeit und Altersgruppe die Verzögerungszeit (in ms) in der virtuellen Realität beeinflussen, und auch die Wechselwirkungen zwischen diesen Faktoren werden analysiert.
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Tag 1 von 1
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Auswirkungen von Feedbackbedingung und Altersgruppe auf die Fehlerrate [%]
Zeitfenster: Tag 1 von 1
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Es wird untersucht, wie Feedbackbedingung, Aufgabenschwierigkeit und Altersgruppe die Fehlerrate (in %) in der virtuellen Realität beeinflussen, und die Wechselwirkungen zwischen diesen Faktoren werden ebenfalls analysiert.
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Tag 1 von 1
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Mitarbeiter und Ermittler
Sponsor
Sponsor
Ermittler
Ermittler
- Hauptermittler: Jean-Jacques Temprado, Full professor, PhD, Aix Marseille Université
Publikationen und hilfreiche Links
Allgemeine Veröffentlichungen
- FITTS PM. The information capacity of the human motor system in controlling the amplitude of movement. J Exp Psychol. 1954 Jun;47(6):381-91. No abstract available.
- FITTS PM, PETERSON JR. INFORMATION CAPACITY OF DISCRETE MOTOR RESPONSES. J Exp Psychol. 1964 Feb;67:103-12. doi: 10.1037/h0045689. No abstract available.
- Voelcker-Rehage C, Godde B, Staudinger UM. Cardiovascular and coordination training differentially improve cognitive performance and neural processing in older adults. Front Hum Neurosci. 2011 Mar 17;5:26. doi: 10.3389/fnhum.2011.00026. eCollection 2011.
- Sleimen-Malkoun R, Temprado JJ, Berton E. Age-related dedifferentiation of cognitive and motor slowing: insight from the comparison of Hick-Hyman and Fitts' laws. Front Aging Neurosci. 2013 Oct 10;5:62. doi: 10.3389/fnagi.2013.00062. eCollection 2013.
- Temprado JJ, Torre MM, Langeard A, Julien-Vintrou M, Devillers-Reolon L, Sleimen-Malkoun R, Berton E. Intentional Switching Between Bimanual Coordination Patterns in Older Adults: Is It Mediated by Inhibition Processes? Front Aging Neurosci. 2020 Feb 18;12:29. doi: 10.3389/fnagi.2020.00029. eCollection 2020.
- Temprado JJ, Sleimen-Malkoun R, Lemaire P, Rey-Robert B, Retornaz F, Berton E. Aging of sensorimotor processes: a systematic study in Fitts' task. Exp Brain Res. 2013 Jul;228(1):105-16. doi: 10.1007/s00221-013-3542-0. Epub 2013 May 7.
- Niemann C, Godde B, Voelcker-Rehage C. Not only cardiovascular, but also coordinative exercise increases hippocampal volume in older adults. Front Aging Neurosci. 2014 Aug 4;6:170. doi: 10.3389/fnagi.2014.00170. eCollection 2014.
- McAnally K, Wallis G. Visual-haptic integration, action and embodiment in virtual reality. Psychol Res. 2022 Sep;86(6):1847-1857. doi: 10.1007/s00426-021-01613-3. Epub 2021 Oct 28.
- Matthews MJ, Yusuf M, Doyle C, Thompson C. Quadrupedal movement training improves markers of cognition and joint repositioning. Hum Mov Sci. 2016 Jun;47:70-80. doi: 10.1016/j.humov.2016.02.002. Epub 2016 Feb 17.
- Kourtesis P, Vizcay S, Marchal M, Pacchierotti C, Argelaguet F. Action-Specific Perception & Performance on a Fitts's Law Task in Virtual Reality: The Role of Haptic Feedback. IEEE Trans Vis Comput Graph. 2022 Nov;28(11):3715-3726. doi: 10.1109/TVCG.2022.3203003. Epub 2022 Oct 21.
- Batmaz AU, Stuerzlinger W. Effective Throughput Analysis of Different Task Execution Strategies for Mid-Air Fitts' Tasks in Virtual Reality. IEEE Trans Vis Comput Graph. 2022 Nov;28(11):3939-3947. doi: 10.1109/TVCG.2022.3203105. Epub 2022 Oct 21.
- Budde H, Voelcker-Rehage C, Pietrabyk-Kendziorra S, Ribeiro P, Tidow G. Acute coordinative exercise improves attentional performance in adolescents. Neurosci Lett. 2008 Aug 22;441(2):219-23. doi: 10.1016/j.neulet.2008.06.024. Epub 2008 Jun 13.
Studienaufzeichnungsdaten
Haupttermine studieren
Studienbeginn (Geschätzt)
Studienbeginn
Primärer Abschluss (Geschätzt)
Primärer Abschluss
Studienabschluss (Geschätzt)
Studienabschluss
Studienanmeldedaten
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst gepostet (Tatsächlich)
Zuerst gepostet
Studienaufzeichnungsaktualisierungen
Letztes Update gepostet (Tatsächlich)
Letztes Update gepostet
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Zuletzt verifiziert
Zuletzt verifiziert
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- IRB00012476-2025-25-11-451
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Beschreibung des IPD-Plans
Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt
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