Analisi del segnale elettroencefalografico e del segnale elettrocardiografico acquisiti in ambiente di realtà virtuale

Negli ultimi anni, grazie al rapido sviluppo delle tecnologie, si sta assistendo ad un incremento dell’utilizzo della realtà virtuale (VR), nell’ambito della ricerca neuroscientifica ma anche in ambito clinico, e nella progettazione di ambienti di lavoro e di mezzi di trasporto. L’utilizzo della realtà virtuale insieme alla misura non invasiva di segnali elettrofisiologici, come il segnale elettroencefalografico (EEG) ed elettrocardiografico (ECG), permette di studiare gli effetti indotti dalla VR sui parametri fisiologici all’interno di ambienti altamente stimolanti dal punto di vista sensoriale. In questo progetto di Tesi sono stati acquisiti i segnali EEG (14 elettrod i) ed ECG (una derivazione) di 31 soggetti volontari durante un esperimento di immersione sensoriale all’interno di un ambiente di realtà virtuale. I segnali sono stati acquisiti durante condizioni di base (assenza di stimolazione audiovisiva) e durante un esperimento di VR nel quale il soggetto era immerso nella stimolazione audiovisiva della VR sia a riposo sia mentre eseguiva un compito di calcolo mentale. I segnali EEG ed ECG sono stati elaborati in Matlab. Nella fase di pre-processing dei segnali EEG, è stato implementato un metodo per ridurre l’artefatto cardiaco, sfruttando il segnale ECG acquisito. Sono state valutate le variazioni delle onde alpha (8-12 Hz) e theta (4-8 Hz) dei segnali EEG indotte dalla VR a riposo e durante il task. Inoltre sono stati analizzati gli effetti della VR e del task sul segnale di periodo cardiaco e sull’ Heart Rate Variability (HRV), ovvero sulle potenze in banda LF e HF, rappresentative dei sistemi simpatico e parasimpatico. I risultati supportano il potenziale ruolo del ritmo alpha come inibitore di processi sensoriali task-irrelevant, il ruolo del ritmo theta in funzioni cognitive complesse e indicano un incremento di frequenza cardiaca e riduzione di HRV durante la fase di task.