Physiologische und neurokognitive Reaktionen auf multisensorische Nahrungsreize in VR

Diese Studie zielt darauf ab, eine wichtige Lücke in der Literatur zu schließen, indem untersucht wird, inwieweit Nahrungsmittelgelüste verstärkt werden können, indem nicht nur visuelle, sondern auch auditive, olfaktorische und auf Nahrungsmittelinteraktion basierende Erfahrungen in einer VR-Umgebung integriert werden. Darüber hinaus zielt die Studie darauf ab, VR-basierte Nahrungsmittelreizexposition nicht nur durch subjektive Bewertungen, sondern auch durch objektive Daten wie Veränderungen in der Speichelzusammensetzung, Blutzuckerspiegel und EEG-Aufzeichnungen zu analysieren. In dieser Hinsicht wird erwartet, dass die Studie sowohl konzeptionell als auch methodisch originelle Beiträge leistet, indem sie ein tieferes Verständnis der Mechanismen ermöglicht, die Nahrungsmittelgelüste verstärken, und der Modulation dieser Prozesse durch VR-Technologien. Die Ergebnisse werden eine wissenschaftliche Grundlage für die Entwicklung therapeutischer VR-Interventionen zur Regulierung von Nahrungsmittelgelüsten in der Zukunft bieten.

Der ursprüngliche Wert der Studie liegt in der umfassenden Überwachung der Wirkung multisensorischer Nahrungsmittelreize, die in einer VR-Umgebung präsentiert werden, auf Nahrungsmittelgelüste bei Individuen unter Verwendung physiologischer (Speichelsekretion und -zusammensetzung, Blutzuckerspiegel) und neurokognitiver (EEG-Aufzeichnungen) Messungen und der vergleichenden Bewertung mit den Reaktionen auf dieselben Reize in einer realen Umgebung. Obwohl die Wirkung realer Nahrungsmittelreize auf Nahrungsmittelgelüste in der Literatur detailliert untersucht wurde, ist das Ausmaß, in dem ähnliche multisensorische Reize in VR-Umgebungen solche Reaktionen auslösen, noch nicht ausreichend geklärt. Darüber hinaus sind Studien, die die Auswirkungen der Integration zusätzlicher sensorischer Elemente wie Geruch und Nahrungsmittelgeräusche zur Steigerung der Präsenz in VR-Umgebungen untersuchen, sehr begrenzt.

Diese Studie umfasst insgesamt 34 gesunde Freiwillige (sowohl weiblich als auch männlich) im Alter von 18 Jahren und älter, die zwischen November 2025 und März 2026 aus den Studierenden der Marmara-Universität ausgewählt wurden und die Einschlusskriterien für die Studie erfüllen. Die ethische Genehmigung für die Durchführung der Studie wurde vom Ethikausschuss für Nicht-Arzneimittel- und Nicht-Medizinprodukteforschung der Medizinischen Fakultät der Marmara-Universität eingeholt. Die Stichprobengröße wurde unter Verwendung des Programms G*Power 3.1 basierend auf dem t-Test für abhängige Stichproben berechnet. Die Berechnungen basierten auf einer mittleren Effektgröße (Cohen's d = 0,5), einer statistischen Power von 80 % und einem Signifikanzniveau von 5 % (α = 0,05). Gemäß der auf diesen Parametern basierenden Power-Analyse wurde vorhergesagt, dass mit mindestens 34 Teilnehmern in der Studie statistisch signifikante Ergebnisse erzielt werden könnten. Unter Berücksichtigung möglicher Datenverluste wurde beschlossen, 41 Personen einzuladen, was 20 % mehr als die Stichprobengröße entspricht. In Anbetracht der begrenzten Anzahl an EEG-Geräten und der für jede experimentelle Bedingung erforderlichen Zeit wurde die Stichprobengröße sowohl aus wissenschaftlichen Gründen als auch aufgrund praktischer Möglichkeiten festgelegt. Die experimentelle Prozedur für jeden Teilnehmer wird unter Verwendung eines lateinischen Quadrat-Designs randomisiert. Falls die angestrebte Stichprobengröße nicht erreicht werden kann, ist geplant, den Datenerhebungsprozess bis Juni 2026 zu verlängern. Vor dem Datenerhebungsprozess wird von allen Teilnehmern eine mündliche und schriftliche Einwilligung nach Aufklärung eingeholt.

Ob Teilnehmer die vor der experimentellen Prozedur festgelegten Einschluss- und Ausschlusskriterien erfüllen, wird vom Forscher anhand eines Vorab-Bewertungsbogens ermittelt. Nach Unterzeichnung der Einwilligungserklärung werden anthropometrische Messungen der Teilnehmer durchgeführt; ihre Körpertemperaturen werden mit einem berührungslosen Thermometer gemessen und ihre Blutzuckerspiegel mit einem Accu-Chek Blutzuckermessgerät. Anschließend wird ein demografischer Informationsbogen mit Variablen wie Alter und Geschlecht ausgefüllt. Vor dem Experiment werden die Teilnehmer hinsichtlich früherer Virtual-Reality (VR)-Erfahrung und ihres Vorliebens für die während des Experiments präsentierten Nahrungsmittel (Schokoladenkekse und Essiggurken) bewertet. Diese Bewertung wird anhand einer Visuellen Analogskala (VAS) durchgeführt, die auf einer Skala von 0 (mag überhaupt nicht) bis 100 (mag sehr) bewertet wird.

In dieser Studie wird ein Within-Subjects-Experimentdesign angewendet, und die Nahrungsmittelgelüste der Teilnehmer als Reaktion auf reale, virtuelle und multisensorische (visuelle, auditive, olfaktorische und interaktive) Nahrungsmittelreize werden vergleichend zusammen mit ihren physiologischen (Speichel, Blutzucker) und neurokognitiven (EEG) Reaktionen untersucht. Jede experimentelle Bedingung dauert zwei Minuten, während der EEG-Aufzeichnungen durchgeführt und insgesamt vier Speichelproben von den Teilnehmern alle 30 Sekunden gesammelt werden. Aus diesen Proben werden α-Amylase-Spiegel bestimmt. Nach jeder Bedingung wird das momentane Nahrungsmittelgelüste-Niveau anhand der Visuellen Analogskala (VAS) bewertet; anschließend wird die Excessive Food Craving Scale (EFCS) am Ende der Nahrungsmittelbedingungen durchgeführt.

Die Körpertemperaturen der Teilnehmer werden dreimal vor, während und nach dem experimentellen Prozess gemessen, um die Wirkung der in der Virtual-Reality-Umgebung erlebten Bedingungen auf die Thermoregulation im Vergleich zu realen Bedingungen zu bewerten. Somit werden die potenziellen Auswirkungen virtueller Umgebungen auf physiologische Reaktionen, insbesondere in Bezug auf die Körpertemperatur, vergleichend analysiert. Am Ende der experimentellen Prozedur wird die Sense of Presence Scale (SPS) angewendet, um das Präsenzgefühl der Teilnehmer in der Virtual-Reality-Umgebung zu bewerten.

Alle Daten der an der Studie teilnehmenden Personen werden mit dem Statistikpaketprogramm SPSS 28.0 (Statistical Package for the Social Sciences for Windows) analysiert.

Diese Forschung zielt darauf ab, soziale, akademische und wirtschaftliche Vorteile zu erzielen. Die im Rahmen des Projekts entwickelten Virtual-Reality (VR)-Anwendungen werden dazu beitragen, die Lebensqualität von Individuen zu verbessern, indem sie verwendet werden, um Ernährungsverhalten in der Gesellschaft zu verstehen und zu regulieren. Insbesondere die Entwicklung interaktiver Anwendungen, die das Bewusstsein für gesunde Ernährung erhöhen, wird eine wichtige Rolle bei der Verringerung sozialer Probleme im Zusammenhang mit Ernährung spielen. Akademisch wird diese Studie interdisziplinäre Zusammenarbeiten (Ernährung und Diätetik - Ingenieurwesen) fördern, indem sie methodologische und theoretische Innovationen bezüglich der Nutzung von VR-Technologien in der Ernährungswissenschaft anbietet, und den Weg für die Entwicklung multidisziplinärer Masterarbeiten ebnen. Somit wird sie dazu beitragen, die Forschungskapazität zu stärken und qualifizierte Forscher auf nationaler und internationaler Ebene auszubilden. Wirtschaftlich haben die im Rahmen des Projekts entwickelten VR-Szenarien und Messmethoden kommerzielles Anwendungspotenzial in den Bereichen Gesundheitstechnologien, Lebensmittel und Ernährung. Die Kommerzialisierung dieser Anwendungen wird die Entwicklung lokaler Software und Technologien unterstützen, die Bildung neuer Unternehmungen (Start-ups/Spin-offs) im Gesundheitssektor ermöglichen und dazu beitragen, die Wettbewerbsfähigkeit auf dem globalen Markt zu erhöhen.