本文内容如下gydF4y2Bae-collection /主题问题:gydF4y2Ba

运动游戏，运动游戏和体育活动的游戏化(124)gydF4y2Ba 虚拟现实和虚拟世界gydF4y2Ba 游戏和游戏化促进健康(452)gydF4y2Ba 健康和医学领域的严肃游戏(460)gydF4y2Ba 电子心理健康和网络心理学(827)gydF4y2Ba

发表在gydF4y2Ba在gydF4y2Ba第十卷第三期(2022):7月至9月gydF4y2Ba

本文的预印本(早期版本)可在gydF4y2Bahttps://preprints.www.mybigtv.com/preprint/38200gydF4y2Ba，首次出版gydF4y2Ba．gydF4y2Ba
急性虚拟现实运动游戏对情绪和执行功能的影响:探索性交叉试验gydF4y2Ba

急性虚拟现实运动游戏对情绪和执行功能的影响:探索性交叉试验gydF4y2Ba

急性虚拟现实运动游戏对情绪和执行功能的影响:探索性交叉试验gydF4y2Ba

本文作者:gydF4y2Ba

Genta OchigydF4y2Ba1、2gydF4y2Ba 作者Orcid图片gydF4y2Ba；gydF4y2Ba Ryuta KuwamizugydF4y2Ba3.gydF4y2Ba 作者Orcid图片gydF4y2Ba；gydF4y2Ba Tomomi藤本gydF4y2Ba1、2gydF4y2Ba 作者Orcid图片gydF4y2Ba；gydF4y2Ba Koyuki IkarashigydF4y2Ba2、4gydF4y2Ba 作者Orcid图片gydF4y2Ba；gydF4y2Ba Koya YamashirogydF4y2Ba1、2gydF4y2Ba 作者Orcid图片gydF4y2Ba；gydF4y2Ba Daisuke佐藤gydF4y2Ba1、2gydF4y2Ba 作者Orcid图片gydF4y2Ba
文章gydF4y2Ba 作者gydF4y2Ba 引用的gydF4y2Ba Tweetations (18)gydF4y2Ba 指标gydF4y2Ba

    原始论文gydF4y2Ba

    1gydF4y2Ba日本新泻卫生福利大学卫生与体育系gydF4y2Ba

    2gydF4y2Ba日本新泻卫生福利大学人体运动和医学科学研究所gydF4y2Ba

    3.gydF4y2Ba运动生物化学与神经内分泌学实验室，筑波大学健康与运动科学学院，筑波，日本gydF4y2Ba

    4gydF4y2Ba日本新泻卫生福利大学研究生院卫生福利专业gydF4y2Ba

    通讯作者:gydF4y2Ba

    Genta Ochi，理学硕士，博士gydF4y2Ba

    卫生和体育部gydF4y2Ba

    新潟卫生福利大学gydF4y2Ba

    北田町岛美町(1398年gydF4y2Ba

    新泻,950 - 3198gydF4y2Ba

    日本gydF4y2Ba

    电话:81 025 257 4595gydF4y2Ba

    电子邮件:gydF4y2Baochi@nuhw.ac.jpgydF4y2Ba


    背景:gydF4y2Ba虚拟现实(VR)运动游戏是一种新的干预策略，帮助人们参与体育活动来改善情绪。VR健身游戏可以通过作用于前额皮质来改善情绪和执行功能，扩大潜在的好处。然而，VR运动游戏对执行功能的影响尚未得到充分的研究，相关的干预策略也尚未建立。gydF4y2Ba

    摘要目的:gydF4y2Ba这项研究旨在调查10分钟的VR健身游戏对情绪和执行功能的影响。gydF4y2Ba

    方法:gydF4y2Ba共有12名参与者在3种条件下玩exergame“FitXR”:(1)VR exergame条件(即使用头戴显示器进行锻炼[VR- ex])，他们使用头戴显示器进行锻炼，(2)在平板显示器(2D-EX)前进行exergame，以及(3)他们坐在椅子上休息的条件。彩色单词Stroop任务(CWST)，用于评估执行功能;心境概况第二版(POMS2)的简写形式;以及评估情绪的二维情绪量表(TDMS)的简写形式，分别在运动或休息条件前后进行测试。gydF4y2Ba

    结果:gydF4y2BaVR-EX条件提高了POMS2活力活动评分(休息和VR-EX: tgydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 3.69,gydF4y2BaPgydF4y2Ba=.003)以及TDMS唤醒(休息vs 2D-EX: tgydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 5.34,gydF4y2BaPgydF4y2Ba<措施;rest vs VR-EX: tgydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 5.99,gydF4y2BaPgydF4y2Ba<措施;2D-EX vs VR-EX: tgydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 3.02,gydF4y2BaPgydF4y2Ba=.01)和活力得分(休息vs 2D-EX: tgydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 3.74,gydF4y2BaPgydF4y2Ba= .007;rest vs VR-EX: tgydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 4.84,gydF4y2BaPgydF4y2Ba= .002;2D-EX vs VR-EX: tgydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 3.53,gydF4y2BaPgydF4y2Ba=.006)，这表明VR锻炼游戏可以增强情绪。相反，在2D-EX或VR-EX条件下，对CWST性能没有影响。有趣的是，VR-EX条件显示CWST唤醒变化与反应时间显著正相关(gydF4y2BargydF4y2Ba= 0.58,gydF4y2BaPgydF4y2Ba= .046)。这表明，在VR运动游戏中，运动游戏对提高执行功能的效果可能会在过度提高唤醒水平的情况下消失。gydF4y2Ba

    结论:gydF4y2Ba我们的研究结果表明，10分钟的VR健身游戏可以改善情绪，但不会影响执行功能。这表明，一些VR内容可能会增加认知需求，导致心理疲劳和认知能力下降，因为个人接近可用注意力的极限。未来的研究必须考察锻炼和虚拟现实的结合，以增强大脑功能和情绪。gydF4y2Ba

    JMIR严肃游戏2022;10(3):e38200gydF4y2Ba

    doi: 10.2196/38200gydF4y2Ba

    关键字gydF4y2Ba

    虚拟现实gydF4y2Ba；gydF4y2Ba exergaminggydF4y2Ba；gydF4y2Ba 锻炼gydF4y2Ba；gydF4y2Ba 执行功能gydF4y2Ba；gydF4y2Ba 体育活动gydF4y2Ba；gydF4y2Ba 心理健康gydF4y2Ba


    以前的许多研究都支持体育活动对改善身心健康的益处。体育活动已被证明可以降低患心血管疾病和2型糖尿病等非传染性疾病的风险[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba]，以及改善心理健康[gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba］．此外，据报道，在老年人和年轻人中，高有氧健身有利于维持执行功能(心态转换、信息更新和抑制优势反应[gydF4y2Ba4gydF4y2Ba])，使体育活动变得越来越重要[gydF4y2Ba5gydF4y2Ba-gydF4y2Ba8gydF4y2Ba］．然而，根据世界卫生组织的数据，全球约有25%的成年人和80%的青少年缺乏运动，这使得缺乏运动成为一个严重的健康问题。此外，全球COVID-19疫情迫使人们在社会上分散和自我隔离，以防止感染的传播，导致更大比例的人缺乏体育活动[gydF4y2Ba9gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

    最近，使用虚拟现实(VR)的健身游戏已成为一种促进身体活动的新方法。gydF4y2Ba10gydF4y2Ba］．VR的主要特点是它结合了逼真的3D环境，使用头戴式显示器(HMD)进行身体跟踪，以及让用户沉浸在虚拟模拟中的手持控制器[gydF4y2Ba11gydF4y2Ba，gydF4y2Ba12gydF4y2Ba］．之前的研究表明，虚拟现实可能会分散人们对运动的负面形象的注意力，从而增加长期参与体育活动的可能性，这些负面形象将运动描绘为身体疲劳。gydF4y2Ba13gydF4y2Ba]，枯燥，费力[gydF4y2Ba14gydF4y2Ba，gydF4y2Ba15gydF4y2Ba]，并诱导积极的运动情绪[gydF4y2Ba16gydF4y2Ba-gydF4y2Ba18gydF4y2Ba］．多巴胺能神经系统的参与已被假定为这种积极情绪效应的潜在大脑机制，VR已被用于帕金森病患者的康复，该疾病与多巴胺水平下降有关[gydF4y2Ba19gydF4y2Ba，gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba］．先前的研究也表明，大脑的多巴胺能系统起源于腹侧被盖区和黑质，通过前额叶皮层和纹状体与执行功能相关[gydF4y2Ba21gydF4y2Ba-gydF4y2Ba23gydF4y2Ba］．这表明，VR锻炼游戏可能会增强前额叶皮层控制的执行功能，这可能会进一步增强VR作为锻炼处方的价值。然而，VR下急性运动对执行功能的影响还没有得到充分的测试，VR使用的最佳水平仍然未知。gydF4y2Ba

    为了研究虚拟现实下急性运动对情绪和执行功能的影响，需要一个具有高重复性的实验模型来评估情绪和执行功能。在这项研究中，我们使用颜色单词Stroop任务(CWST)来评估执行功能，使用二维情绪量表(TDMS)来评估情绪状态(唤醒、愉悦、活力和稳定性)。以前的研究使用这些方法来检查运动的效果，并发现10分钟的低强度或中等强度的运动可以增强情绪状态，如兴奋和愉悦，以及执行功能。gydF4y2Ba24gydF4y2Ba，gydF4y2Ba25gydF4y2Ba］．此外，在我们之前的研究中，我们确定了不同运动条件的影响，比如听音乐[gydF4y2Ba26gydF4y2Ba]和低氧环境[gydF4y2Ba27gydF4y2Ba]，对情绪和执行功能的影响。这些研究中使用的10分钟练习集为研究VR练习对情绪和执行功能的影响提供了一个极好的模型。gydF4y2Ba

    以前的研究表明，10分钟的运动可以增强执行功能。gydF4y2Ba24gydF4y2Ba，gydF4y2Ba25gydF4y2Ba，gydF4y2Ba28gydF4y2Ba-gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba]，运动时的积极情绪可能会对执行功能产生积极影响[gydF4y2Ba25gydF4y2Ba，gydF4y2Ba26gydF4y2Ba］．在本研究中，我们假设VR是通过运动增强积极情绪和执行功能的环境因素，旨在阐明VR下的短暂运动是否同时增强情绪和执行功能。gydF4y2Ba


    实验的程序gydF4y2Ba

    在开始主要实验过程之前，每个参与者都得到了口头指导，指导他们完成同意过程，练习了3次CWST，并参与了VR运动游戏。参与者被指示玩游戏内的教程，以了解如何玩游戏。一旦教程完成，参与者就会玩一次这个实验中使用的10分钟的程序，以熟悉锻炼游戏。gydF4y2Ba

    第一次访问几天后，参与者参加了三种实验条件中的一种——休息、在显示器前锻炼(2D-EX)或使用HMD锻炼(VR-EX)。所有参与者都完成了所有3个条件，每个条件在单独的一天完成，顺序在参与者之间平衡(gydF4y2Ba图1gydF4y2BaD).在2D-EX和VR-EX条件下，参与者在运动前和运动后10分钟完成CWST。在休息条件下，参与者在椅子上坐10分钟之前和之后完成CWST。在所有条件下，参与者都完成了一份问卷，并在进行CWST前测量了他们的眨眼频率3分钟。gydF4y2Ba

    ‎gydF4y2Ba
    图1。(A) 2D-EX条件和(B) VR-EX (HMD)条件。参与者进行运动游戏，比如击打目标或避开显示器或HMD上的障碍物。(C)中环湾仔绕道。中性和不一致的CWST试验的单个试验的例子，以日语呈现(英语翻译在括号内)。(D)在运动或休息10分钟前后测量心理问卷、sEBR和CWST。2D-EX:锻炼前显示状态;CWST:色字Stroop任务;HMD:头戴式显示器;POMS:情绪状态概况; sEBR: spontaneous eye blink rate; TDMS: Two-Dimensional Mood Scale; VR-EX: exercise with a head-mounted display condition.
    查看此图gydF4y2Ba

    参与者gydF4y2Ba

    从2021年6月到7月，总共招募了13名右撇子日语年轻人(7男6女)。样本量的确定是假设运动的效果与我们以前的研究相似[gydF4y2Ba27gydF4y2Ba，gydF4y2Ba31gydF4y2Ba］．所有参与者都没有规律的锻炼习惯，母语为日语，身体健康，不知道他们自愿参加的实验程序。没有参与者报告有神经、精神或呼吸系统疾病史，也没有人有需要医疗护理的情况。一名男性参与者退出了这项研究，因为他是色盲，在执行功能任务中很难辨别颜色。其余12名参与者(6男6女)被纳入主要分析(平均年龄20.15岁，标准差3.05岁);8名参与者(67%)自称每周或每月玩一次电脑游戏，4名参与者没有明确说明这一信息。所有参与者都被要求在每次实验前至少24小时内避免运动、饮酒和咖啡因，以控制可能影响心血管和执行功能的外部因素。基于该样本进行事后敏感性分析，功率为80%，α=。05显示出足够的灵敏度来检测重复测量效应超过gydF4y2BafgydF4y2Ba=0.50，成对gydF4y2BatgydF4y2Ba测试差异超过gydF4y2BadgydF4y2Ba=0.85(带有双尾α)，用G*Power (3.1.9.2;G*Power Team)。gydF4y2Ba

    材料与仪器gydF4y2Ba

    虚拟现实设置gydF4y2Ba

    FitXR运动游戏(由FITAR LIMITED开发)使用市售HMD (Oculus Quest 2;Meta平台公司)。选择FitXR的原因是，即使之前没有接触过VR的用户也很容易玩，即使在游戏过程中出现游戏错误，也可以不间断地继续玩10分钟。FitXR使用运动跟踪技术，将手持控制器模拟成拳击手套，用户击打目标，必须主动蹲下并躲避障碍物。该游戏通过击打目标的触觉、演奏音乐的听觉和表演反馈，让参与者沉浸其中。在VR-EX条件下，参与者使用HMD和手持控制器(gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba一个)。gydF4y2Ba

    运动条件下的电影设置gydF4y2Ba

    对于没有VR暴露的相同锻炼条件(即2D-EX条件)，参与者一边锻炼，一边观看在平板屏幕(27英寸)上显示的运动游戏节目电影。， 1920 × 1080像素，60 Hz)，距离它们1.5米(gydF4y2Ba图1gydF4y2BaB).这允许参与者进行与虚拟现实条件下相同的锻炼，但没有HMD。尽管他们在这种情况下使用手控制器进行练习，但他们没有收到触觉、听觉或表现反馈。gydF4y2Ba

    行为测量gydF4y2Ba

    从网页建设平台创建的CWST (Lab.js v19.1.0) [gydF4y2Ba32gydF4y2Ba]，用于评估执行功能，并被用于事件相关设计[gydF4y2Ba8gydF4y2Ba，gydF4y2Ba24gydF4y2Ba-gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba33gydF4y2Ba-gydF4y2Ba35gydF4y2Ba］．屏幕上显示了两行字母或单词，参与者被指示判断最上面一行字母或单词所使用的颜色是否与最下面一行所显示的颜色名称(gydF4y2Ba图1gydF4y2BaC)，分别用他们的右手或左手食指按下“是”或“否”按钮来回应。记录任务表现的反应时间(RT)和正确率。gydF4y2Ba

    CWST包括3个试验:16个中性，16个一致，16个不一致。每个任务都使用与我们之前的研究相同的方法[gydF4y2Ba27gydF4y2Ba，gydF4y2Ba35gydF4y2Ba]，参与者被要求判断显示在上面一行的颜色名称单词或符号的颜色是否与显示在下一行的颜色名称单词的含义相匹配。“是”和“否”的正确答案比例为50%。每个刺激之间间隔显示固定交叉2秒，以避免预测后续试验的时间。刺激一直在屏幕上，直到给出反应或持续1秒。本研究采用Stroop干扰(一种专门定义的认知过程)来阐明急性运动对执行功能的影响。我们通过计算不一致-中性对比来测量这一点，这被认为代表Stroop干扰。gydF4y2Ba

    生理测量gydF4y2Ba

    心率传感器测量心率(H10;Polar Electro)和一台HR监控器(Vantage V2;极电)。自发眨眼频率(sEBR)是一种非侵入性脑多巴胺能系统指标[gydF4y2Ba36gydF4y2Ba-gydF4y2Ba39gydF4y2Ba］．参与者坐在距离他们70厘米的27英寸显示器前，并被要求在休息时看着显示器中心的固定十字架;使用摄像机(120帧/秒，2560 × 1440像素;英雄8;GoPro, Inc.)设置在显示屏下方。sEBR由1 (GO)评分者计算。初步采用独立评分器(RK)对一半样本进行计数，验证了高效度(r=0.995)。个体sEBR的计算方法是将3分钟测量间隔内的眨眼总次数除以3。所有sEBR数据都在下午6点前收集，因为sEBR在晚上可能不太稳定[gydF4y2Ba37gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

    心理测量gydF4y2Ba

    参与者感觉用力程度评分[gydF4y2Ba40gydF4y2Ba]进行运动干预前后的记录，以评估心理运动强度。此外，《情绪状态概况》第二版(POMS2)日文版[gydF4y2Ba41gydF4y2Ba]和TDMS问卷对运动干预前后的心理指标进行评估。gydF4y2Ba

    POMS2包含35个项目，评估7种情绪状态(愤怒-敌意、困惑-困惑、抑郁-排斥、疲劳-惯性、紧张-焦虑、活力-活跃和友好)。这项研究使用了与活力-活动和疲劳-惯性相关的10个项目的子集来验证运动游戏是增强情绪还是导致疲劳。gydF4y2Ba

    TDMS [gydF4y2Ba42gydF4y2Ba]是瞬间情绪量表;简短的形式包括2个词描述唤醒和快乐的状态(活泼和放松)，并评估4种情绪状态(唤醒，快乐，活力和稳定)。参与者被要求用11分的Linkert量表来表示他们对每个表达情绪的词的感受，范围从-5(无精打采)到5(活泼)，从-5(烦躁)到5(放松)。除了“文字”和“数字”描述心理状态外，缩短版还使用了“人物插图”和“彩色图像”，以减轻对实验不熟悉的参与者的回答负担。gydF4y2Ba

    统计分析gydF4y2Ba

    所有分析均采用R软件(4.1.2;R基础统计计算)和EZR在R指挥官包[gydF4y2Ba43gydF4y2Ba］．进行双向重复测量ANOVA检验以比较条件之间的差异。首先，采用Mendoza多样本球度检验来评估是否保持球度。当球形假设得到确认时，我们进行了重复测量方差分析，并进行了Greenhouse-Geisser ε修正;否则，我们进行重复测量方差分析。从方差分析中获得的显著差异用相应的gydF4y2BatgydF4y2Ba测试(配对)与霍尔姆校正。为了阐明参数与执行绩效之间的关系，我们进行了Pearson相关分析。统计学显著性先验设定为gydF4y2BaPgydF4y2Ba<。所有比较均为05。gydF4y2Ba

    伦理批准gydF4y2Ba

    本研究根据《赫尔辛基宣言》进行，并得到日本新潟卫生福利大学伦理委员会的批准(批准号18631-210601)。参与者被告知他们的数据将被保密，并提供了参与研究的书面知情同意书。gydF4y2Ba


    概述gydF4y2Ba

    所有参与者都完美地完成了实验;没有参与者报告VR-EX后的晕车、头晕和头痛等与vr相关的不良反应。gydF4y2Ba

    生理参数gydF4y2Ba

    表1gydF4y2Ba总结了HR、RPE和sEBR结果。这些纳入重复测量双因素方差分析，条件(休息/2D-EX/VR-EX)和时间(前/后)作为参与者内因素。结果显示，HR和RPE的条件和时间之间存在显著的交互作用(HR:gydF4y2BaFgydF4y2Ba2、22gydF4y2Ba= 41.9,gydF4y2BaPgydF4y2Ba<措施;RPE:gydF4y2BaFgydF4y2Ba2、22gydF4y2Ba= 39.5,gydF4y2BaPgydF4y2Ba<.001)和显著的时间主效应(gydF4y2BaFgydF4y2Ba1、11gydF4y2Ba= 16.1,gydF4y2BaPgydF4y2Ba=.002)。的配对gydF4y2BatgydF4y2Ba霍尔姆校正试验显示，运动期间休息和2D-EX条件之间以及休息和VR-EX条件之间的HR有显著差异(休息vs 2D-EX: tgydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 9.60,gydF4y2BaPgydF4y2Ba<措施;rest vs VR-EX: tgydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 7.70,gydF4y2BaPgydF4y2Ba<措施)。的配对gydF4y2BatgydF4y2Ba霍尔姆校正测试结果显示，所有运动后条件(休息vs 2D-EX: t)的RPE差异显著gydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 6.25,gydF4y2BaPgydF4y2Ba<措施;rest vs VR-EX: tgydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 7.41,gydF4y2BaPgydF4y2Ba<措施;2D-EX vs VR-EX: tgydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 2.99,gydF4y2BaPgydF4y2Ba= . 01)。gydF4y2Ba

    表1。生理参数。gydF4y2Ba
    条件和变量gydF4y2Ba 运动前，平均值(SD)gydF4y2Ba 运动时，平均值(SD)gydF4y2Ba 运动后，平均值(SD)gydF4y2Ba
    休息gydF4y2Ba



    		人力资源gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba(bpm)gydF4y2Ba 74.7 (13.7)gydF4y2Ba 70.3 (13.1)gydF4y2Ba N/AgydF4y2BabgydF4y2Ba

    		RPEgydF4y2BacgydF4y2Ba(点)gydF4y2Ba 6.0 (0.0)gydF4y2Ba N/AgydF4y2Ba 6.1 (0.3)gydF4y2Ba

    		sEBRgydF4y2BadgydF4y2Ba(每分钟)gydF4y2Ba 29.9 (20.1)gydF4y2Ba N/AgydF4y2Ba 36.0 (18.5)gydF4y2Ba
    2 d-exgydF4y2BaegydF4y2Ba



    		人力资源管理(bpm)gydF4y2Ba 82.4 (8.8)gydF4y2Ba 108.2 (15.0)gydF4y2BafgydF4y2Ba N/AgydF4y2Ba

    		RPE(点)gydF4y2Ba 6.0 (0.0)gydF4y2Ba N/AgydF4y2Ba 10.1 (2.3)gydF4y2BafgydF4y2Ba

    		sEBR(每分钟)gydF4y2Ba 30.7 (18.7)gydF4y2Ba N/AgydF4y2Ba 41.2 (21.6)gydF4y2Ba
    VR-EXgydF4y2BaggydF4y2Ba



    		人力资源管理(bpm)gydF4y2Ba 81.0 (10.0)gydF4y2Ba 117.5 (18.7)gydF4y2BafgydF4y2Ba N/AgydF4y2Ba

    		RPE(点)gydF4y2Ba 6.0 (0.0)gydF4y2Ba N/AgydF4y2Ba 11.7 (2.8)gydF4y2Baf、hgydF4y2Ba

    		sEBR(每分钟)gydF4y2Ba 34.0 (21.5)gydF4y2Ba N/AgydF4y2Ba 38.1 (29.2)gydF4y2Ba

    一个gydF4y2BaHR:心率。gydF4y2Ba

    bgydF4y2BaN/A:不适用。gydF4y2Ba

    cgydF4y2BaRPE:感觉用力的等级。gydF4y2Ba

    dgydF4y2BasEBR:自发眨眼频率。gydF4y2Ba

    egydF4y2Ba2D-EX:在显示条件前锻炼。gydF4y2Ba

    fgydF4y2BaP <。gydF4y2Ba05对休息。gydF4y2Ba

    ggydF4y2BaVR-EX:头戴显示器条件下的锻炼。gydF4y2Ba

    hgydF4y2BaP <。gydF4y2Ba05 vs 2D-EX。gydF4y2Ba

    心理上的参数gydF4y2Ba

    POMS2的活力-活动和疲劳-惯性结果显示在gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba．以条件(休息/2D-EX/VR-EX)和时间(前/后)为参与者内因素的2-way重复测量方差分析显示，条件与体力活动时间(gydF4y2BaFgydF4y2Ba2、22gydF4y2Ba= 4.2,gydF4y2BaPgydF4y2Ba= 03)。的配对gydF4y2BatgydF4y2Ba霍尔姆校正试验结果显示，休息和VR-EX条件在治疗后有显著差异(tgydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 3.69,gydF4y2BaPgydF4y2Ba= .003)。gydF4y2Ba

    TDMS数据在gydF4y2Ba图3gydF4y2Ba采用以条件(休息/2D-EX/VR-EX)和时间(前/后)为参与者因素的2-way重复测量方差分析，结果显示条件和唤醒时间之间存在显著的相互作用(gydF4y2BaFgydF4y2Ba1.26, 13.87gydF4y2Ba= 21.14,gydF4y2BaPgydF4y2Ba<.001)，稳定性(gydF4y2BaFgydF4y2Ba1.31, 14.36gydF4y2Ba= 12.34,gydF4y2BaPgydF4y2Ba=.002)，以及活力(gydF4y2BaFgydF4y2Ba1.42, 15.67gydF4y2Ba= 18.96,gydF4y2BaPgydF4y2Ba<.001)，时间对快乐有显著的主要影响(gydF4y2BaFgydF4y2Ba1、11gydF4y2Ba= 8.99,gydF4y2BaPgydF4y2Ba= . 01)。的配对gydF4y2BatgydF4y2Ba觉醒和活力霍尔姆校正结果测试显示，休息与2D-EX条件之间、运动后休息与VR-EX条件之间以及运动后2D-EX与VR-EX条件之间存在显著差异(觉醒-休息vs 2D-EX: tgydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 5.34,gydF4y2BaPgydF4y2Ba<措施;rest vs VR-EX: tgydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 5.99,gydF4y2BaPgydF4y2Ba<措施;2D-EX vs VR-EX: tgydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 3.02,gydF4y2BaPgydF4y2Ba= . 01;活力-休息vs 2D-EX: tgydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 3.74,gydF4y2BaPgydF4y2Ba= .007;rest vs VR-EX: tgydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 4.84,gydF4y2BaPgydF4y2Ba= .002;2D-EX vs VR-EX: tgydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 3.53,gydF4y2BaPgydF4y2Ba= .006)。稳定性的配对t检验与Holm校正结果显示，其余条件和2D-EX条件之间存在显著差异(tgydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 3.82,gydF4y2BaPgydF4y2Ba=.006)，其余条件与VR-EX条件(tgydF4y2Ba11gydF4y2Ba= 4.02,gydF4y2BaPgydF4y2Ba=.006)。gydF4y2Ba

    ‎gydF4y2Ba
    图2。(A)各条件下POMS2的活力-活动和(B)疲劳-惯性。盒子的顶部和底部分别是第三和第一四分位数。胡须的上端和下端分别表示上四分位数1.5 IQRs内的最高数据点和下四分位数1.5 IQRs内的最低数据点。方框内的带表示中位数。红圈是平均值。＊gydF4y2BaPgydF4y2Ba< . 05。2D-EX:锻炼前显示状态;POMS2:情绪状态概况第二版;VR-EX:头戴显示器条件下的锻炼。gydF4y2Ba
    查看此图gydF4y2Ba
    ‎gydF4y2Ba
    图3。(A)唤醒，(B)愉悦，(C)活力，(D)在每种条件下TDMS的稳定性。盒子的顶部和底部分别是第三和第一四分位数。胡须的上端和下端分别表示上四分位数1.5 IQRs内的最高数据点和下四分位数1.5 IQRs内的最低数据点。方框内的带表示中位数。红圈是平均值。＊gydF4y2BaPgydF4y2Ba< . 05。2D-EX:锻炼前显示状态;TDMS:二维情绪量表;VR-EX:头戴显示器条件下的锻炼。gydF4y2Ba
    查看此图gydF4y2Ba

    执行绩效:Stroop干扰gydF4y2Ba

    表2gydF4y2Ba总结了RT和CWST的结果。gydF4y2Ba

    首先，为了检验在所有条件下是否可以重现一般的CWST趋势，RT和正确率使用Greenhouse-Geisser校正纳入重复测量方差分析，试验(中性/不一致)、条件(休息/2D-EX/VR-EX)和时间(前/后)作为参与者内因素。结果显示，试验对RT有显著的主效应(gydF4y2BaFgydF4y2Ba1.24, 13.65gydF4y2Ba= 28.96,gydF4y2BaP 措施)。正确率没有显著的主效应或相互作用(gydF4y2BaFgydF4y2Ba1.27, 13.94gydF4y2Ba= 3.50,gydF4y2BaPgydF4y2Ba=。08)。这可能是因为正确答案的百分比仍然很高，超过90%(45.83/ 48,95 %)，所有参与者。相反，RT结果证实Stroop干扰在本实验的所有环节中普遍观察到。因此，为了阐明急性运动对特定认知过程的影响，我们通过RT分析了Stroop干扰(不一致-中性)。gydF4y2Ba

    接下来，为了检验RT相互作用，我们计算了应激后和应激之间Stroop干扰程度的差异(不一致-中性应激，不一致-中性应激)。然后，以条件(休息/2D-EX/VR-EX)和时间(之前/之后)作为参与者因素，使用Greenhouse-Geisser修正计算休息、2D-EX和VR-EX条件之间Stroop干扰程度的差异。结果显示主效应不显著(条件:gydF4y2BaPgydF4y2Ba= .95;时间:gydF4y2BaPgydF4y2Ba=.78)或互动(gydF4y2BaPgydF4y2Ba= .46;gydF4y2Ba图4gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

    表2。RTgydF4y2Ba一个gydF4y2Ba结果及CWSTgydF4y2BabgydF4y2Ba正确的速度。gydF4y2Ba
    变量和条件gydF4y2Ba 前中性，均值(SE)gydF4y2Ba 前同余，均值(SE)gydF4y2Ba 前不一致，均值(SE)gydF4y2Ba 后中性，平均值(SE)gydF4y2Ba 后同余，均值(SE)gydF4y2Ba 后不一致，平均值(SE)gydF4y2Ba
    RTgydF4y2Ba






    		休息gydF4y2Ba 643.6 (44.6)gydF4y2Ba 679.4 (42.6)gydF4y2Ba 732.7 (48.4)gydF4y2Ba 602.5 (27.0)gydF4y2Ba 676.4 (49.4)gydF4y2Ba 693.8 (45.5)gydF4y2Ba
    2 d-exgydF4y2BacgydF4y2Ba 605.4 (37.4)gydF4y2Ba 637.3 (46.1)gydF4y2Ba 684.3 (58.3)gydF4y2Ba 607.5 (45.1)gydF4y2Ba 637.6 (49.3)gydF4y2Ba 698.6 (67.8)gydF4y2Ba
    VR-EXgydF4y2BadgydF4y2Ba 602.1 (31.2)gydF4y2Ba 663.1 (35.3)gydF4y2Ba 666.5 (45.0)gydF4y2Ba 597.7 (49.4)gydF4y2Ba 615.0 (40.2)gydF4y2Ba 658.8 (50.4)gydF4y2Ba
    正确的比例gydF4y2Ba






    		休息gydF4y2Ba 96.8 (1.2)gydF4y2Ba 96.4 (1.2)gydF4y2Ba 93.2 (2.0)gydF4y2Ba 96.9 (1.2)gydF4y2Ba 96.9 (1.4)gydF4y2Ba 92.7 (2.2)gydF4y2Ba
    2 d-exgydF4y2Ba 97.9 (1.2)gydF4y2Ba 95.3 (1.7)gydF4y2Ba 93.2 (2.1)gydF4y2Ba 96.4 (1.4)gydF4y2Ba 95.3 (1.7)gydF4y2Ba 97.4 (1.6)gydF4y2Ba
    VR-EXgydF4y2Ba 99.0 (0.7)gydF4y2Ba 96.4 (0.9)gydF4y2Ba 93.2 (2.1)gydF4y2Ba 96.4 (1.2)gydF4y2Ba 97.4 (1.2)gydF4y2Ba 96.9 (1.6)gydF4y2Ba

    一个gydF4y2BaRT:反应时间。gydF4y2Ba

    bgydF4y2BaCWST:色字Stroop任务。gydF4y2Ba

    cgydF4y2Ba2D-EX:在显示条件前锻炼。gydF4y2Ba

    dgydF4y2BaVR-EX:头戴显示器条件下的锻炼。gydF4y2Ba
    ‎gydF4y2Ba
    图4。Stroop干扰(RT)在每个条件的治疗前和治疗后的差异。Stroop干扰差异无显著的主效应或交互作用。盒子的顶部和底部分别是第三和第一四分位数。胡须的上端和下端分别表示上四分位数1.5 IQRs内的最高数据点和下四分位数1.5 IQRs内的最低数据点。方框内的带表示中位数。红圈是平均值。2D-EX:锻炼前显示状态;RT:反应时间;VR-EX:头戴显示器条件下的锻炼。gydF4y2Ba
    查看此图gydF4y2Ba

    执行绩效与生理和心理结果的关系gydF4y2Ba

    我们研究了2D-EX和VR-EX条件下Stroop干扰相关RT的变化与生理和心理参数的变化之间的相关性。VR-EX条件显示Stroop干扰与觉醒显著相关(gydF4y2BargydF4y2Ba= 0.58,gydF4y2BaP =gydF4y2Ba.046;gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba)．在2D-EX条件下，Stroop干扰与各参数无相关性。此外，这两种情况在运动前Stroop干扰的运动诱导变化与sEBR之间都没有相关性。gydF4y2Ba

    ‎gydF4y2Ba
    图5。在VR-EX条件下，Δarousal(后预)和ΔStroop干扰(后预)之间的关联。TDMS:二维情绪量表;VR-EX:头戴显示器条件下的锻炼。gydF4y2Ba
    查看此图gydF4y2Ba

    生理和心理结果之间的联系gydF4y2Ba

    我们研究了2D-EX和VR-EX条件下生理和心理参数之间的相关性。VR-EX和2D-EX条件下各变量之间的相关系数和显著性结果的相关矩阵如所示gydF4y2Ba图6gydF4y2Ba．VR-EX条件下HR与疲劳惯性相关(gydF4y2BargydF4y2Ba= 0.64,gydF4y2BaPgydF4y2Ba=.02)、RPE和活力(gydF4y2BargydF4y2Ba＝gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba0.67,gydF4y2BaPgydF4y2Ba=.02)，疲劳惯性(gydF4y2BargydF4y2Ba= 0.65,gydF4y2BaPgydF4y2Ba=.02)，唤醒(gydF4y2BargydF4y2Ba= 0.63,gydF4y2BaPgydF4y2Ba=.02)，快乐(gydF4y2BargydF4y2Ba＝gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba0.59,gydF4y2BaPgydF4y2Ba=.04)，稳定性(gydF4y2BargydF4y2Ba= -0.66,gydF4y2BaPgydF4y2Ba= .02点)。2D-EX条件生理和心理参数无相关性。在这两种情况下，sEBR与任何心理参数都不相关。gydF4y2Ba

    ‎gydF4y2Ba
    图6。(A) VR-EX和(B) 2D-EX条件下生理心理参数的相关矩阵。矩阵中的数字表示各变量之间的相关系数，星号表示相关显著(gydF4y2BaPgydF4y2Ba< . 05)。颜色强度表示正相关系数和负相关系数，圆圈的大小表示r的强度。2D-EX:在显示条件前锻炼;HR:心率;RPE:感觉用力等级;sEBR:自发眨眼频率;VR-EX:头戴显示器条件下的锻炼。gydF4y2Ba
    查看此图gydF4y2Ba

    主要研究结果gydF4y2Ba

    这项研究调查了VR健身游戏是否能增强执行功能和情绪。研究结果表明，VR健身游戏增强了积极情绪，如活力和活力，但没有改善执行功能。这些结果可以解释为运动后觉醒水平的提高。gydF4y2Ba

    使用传统预测的最大HR估计[gydF4y2Ba44gydF4y2Ba]，我们计算运动过程中最大心率百分比为54.1% (2D-EX)和58.8% (VR-EX)。此外，RPE(衡量对运动强度的心理评估)的增加程度与先前使用10分钟中等强度运动干预的研究相同[gydF4y2Ba26gydF4y2Ba，gydF4y2Ba34gydF4y2Ba］．这些结果表明，本研究中的2D-EX和VR-EX条件可以被认为是中等强度的运动[gydF4y2Ba45gydF4y2Ba］．由于不同条件下的HR没有差异，我们认为这些条件诱导了相同的运动强度。gydF4y2Ba

    VR-EX条件导致POMS2活力-活动量表增加。2D-EX和VR-EX条件都增加了TDMS唤醒、稳定性和活力水平，但唤醒和活力水平在两种条件之间存在差异。参与者在两种情况下进行了相同强度的运动，这表明VR暴露可能会协同提高觉醒和活力水平。这些结果重复了之前的发现，VR锻炼可以改善情绪[gydF4y2Ba16gydF4y2Ba］．相反，在2D-EX或VR-EX条件下，快感水平没有观察到变化。由于VR-EX条件涉及运动游戏和音乐，我们假设运动后快乐水平会提高，因为之前的研究发现音乐和运动结合可以提高快乐水平[gydF4y2Ba26gydF4y2Ba];然而，这一假设并没有得到支持。虽然没有研究参与者表现出症状或自我报告的VR疾病，但HMD带来的不适可能影响了他们的快乐水平[gydF4y2Ba46gydF4y2Ba，gydF4y2Ba47gydF4y2Ba］．这些结果可能证明了VR作为一种锻炼环境的独特特性。gydF4y2Ba

    我们检查了评估执行功能的Stroop干扰是否在这个实验中发生。行为测量显示，在中立试验中比在不一致试验中有更短的RT。因此，我们证实，在所有条件下，Stroop干扰都可以在急性运动或休息前后诱导。基于这些结果，我们首先比较了所有条件对Stroop干扰的影响，发现条件之间没有显著变化;此外，无论是2D-EX还是VR-EX，执行功能都没有改善。此外，尽管在活力、唤醒和活力水平上存在差异，VR-EX和2D-EX条件在执行功能改善方面没有差异。这些结果与我们的假设相反，也不同于先前的研究，即10分钟的中等强度运动可以增强执行功能[gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba］．因此，我们在本研究中考察了影响执行功能变化的生理和心理指标。gydF4y2Ba

    我们的分析显示，在2D-EX和VR-EX条件下，通过TDMS测量的唤醒水平都有所增加，但与之前的研究相反，在2D-EX条件下没有发现关联，而在VR-EX条件下发现了相反的关联。这种现象可以从唤醒水平的逆u型模型来考虑[gydF4y2Ba48gydF4y2Ba］．VR已被证明可以增加多通道脑电图记录的情绪唤醒[gydF4y2Ba49gydF4y2Ba，gydF4y2Ba50gydF4y2Ba]，这与我们的结果一致，VR-EX条件比2D-EX条件有更大的唤醒增加。尽管由TDMS测量的运动诱导的参与者觉醒水平的增加与控制认知过程的认知功能和前额叶活动的增强有关[gydF4y2Ba25gydF4y2Ba]，与高强度运动相关的过度亢奋水平[gydF4y2Ba51gydF4y2Ba或重音[gydF4y2Ba52gydF4y2Ba可能会抵消运动对认知功能的有益影响。因此，本研究中运动和VR的结合可能会过度提高唤醒水平，抵消了运动对执行功能的有益影响。gydF4y2Ba

    运动后执行功能的提高不仅与兴奋水平有关，还与快乐水平有关[gydF4y2Ba26gydF4y2Ba］．大脑多巴胺能系统通过前额叶皮层功能与执行功能相关[gydF4y2Ba21gydF4y2Ba-gydF4y2Ba23gydF4y2Ba］．我们假设VR通过在运动中激活大脑多巴胺能系统来提高愉悦水平和执行功能。然而，我们的研究结果显示，在VR-EX条件下，TDMS和sEBR(一种非侵入性脑多巴胺能系统指标)测量的快乐水平没有变化。这可能是因为参与者对锻炼方式和VR健身游戏不熟悉。研究参与者之前都没有使用过VR健身游戏。此外，在之前的许多研究中，VR下的运动引发了积极情绪，其中包括自行车运动[gydF4y2Ba16gydF4y2Ba-gydF4y2Ba18gydF4y2Ba];然而，参与者更可能熟悉自行车运动方式，而不是这项研究中使用的拳击运动。因此，未来的研究应检查长期干预效果，以便在VR运动游戏干预之前让参与者熟悉VR和锻炼方式。gydF4y2Ba

    此外，我们的研究结果显示，无论是在VR-EX还是2D-EX条件下，执行功能都没有改善。这项研究中的2D-EX条件结合了锻炼和电脑游戏，参与者根据显示器上显示的目标进行锻炼。因此，我们的结果与之前的研究报告一致，即短暂运动和游戏的结合并不能改善执行功能[gydF4y2Ba53gydF4y2Ba，gydF4y2Ba54gydF4y2Ba］．随着身体和精神认知需求的增加，双重任务已被证明会导致心理疲劳和认知能力下降(认知疲劳)。gydF4y2Ba54gydF4y2Ba-gydF4y2Ba57gydF4y2Ba］．然而，先前关于短暂运动改善执行功能的研究只涉及简单的自行车或跑步运动[gydF4y2Ba25gydF4y2Ba，gydF4y2Ba26gydF4y2Ba，gydF4y2Ba28gydF4y2Ba，gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba］．因此，2D-EX和VR-EX条件可能增加了运动时的认知需求，导致认知疲劳，这可能抵消了运动对提高执行功能的作用。更全面地研究运动与VR的结合还需要进一步的研究;检查单独锻炼的情况也是必要的。gydF4y2Ba

    限制gydF4y2Ba

    本研究的几个局限性需要注意。首先，它只包括没有定期锻炼习惯的健康成年人;因此，参与者间评价不足。为了阐明VR运动游戏的有效性，还需要在运动员、儿童和老年人中进行进一步的验证。其次，TDMS是一种心理而非生理量表，用于评估大脑唤醒水平。未来的研究应该使用脑电图来评估生理唤醒，以阐明基于大脑唤醒水平增强大脑功能的最佳VR锻炼游戏条件。第三，本研究使用了FitXR，一款具有固定运动强度的VR运动游戏;目前还不清楚研究结果在多大程度上适用于其他游戏。我们的研究结果表明，具有高认知要求的游戏可能会消除锻炼对执行功能的积极影响;然而，需要进一步的研究来确定低认知需求的游戏是否能改善执行功能。 In addition, as mentioned earlier, we examined the transient intervention effects of VR exergaming; however, long-term intervention effects remain unclear. VR exergaming can cause negative effects, such as VR sickness [46gydF4y2Ba]，以及积极的影响，比如改善情绪。因此，有必要确定长期VR运动游戏干预对身心的影响，以制定促进身体活动的策略。gydF4y2Ba

    结论gydF4y2Ba

    我们的研究证实，VR健身游戏可以改善一些情绪项目，但没有证据表明它可以改善执行功能。我们发现，具有高认知要求的VR健身游戏可能会抑制运动对执行功能的积极影响。为了提出促进运动习惯化的VR健身游戏，有必要进一步研究运动和增强大脑功能和情绪的VR条件的结合。gydF4y2Ba

    致谢gydF4y2Ba

    GO参与了这项研究的概念化，数据收集和分析，并撰写了手稿。DS和RK完成了数据分析和讨论。KI, TF, KY协助编辑最终稿。这项工作部分得到了日本科学促进会(JSPS)资助的JP19K20036 (GO)的支持。我们感谢意得志的英文编辑。gydF4y2Ba

    利益冲突gydF4y2Ba

    没有宣布。gydF4y2Ba

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    N Zary编辑;提交23.03.22;W Deng, E sadehi - demneh同行评议;对作者22.07.22的评论;修订本于03.08.22收到;接受02.09.22;发表28.09.22gydF4y2Ba

    版权gydF4y2Ba

    ©Genta Ochi, Ryuta Kuwamizu，藤本朋美，Koyuki Ikarashi, Koya Yamashiro, Daisuke Sato。最初发表于JMIR Serious Games (https://games.www.mybigtv.com)， 28.09.2022。gydF4y2Ba

    这是一篇开放获取的文章，根据创作共用署名许可协议(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)发布，允许在任何媒体上不受限制地使用、分发和复制，前提是正确引用最初发表在JMIR Serious Games上的作品。必须包括完整的书目信息，https://games.www.mybigtv.com上的原始出版物的链接，以及此版权和许可信息。gydF4y2Ba
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