Les causes de la motion sickness

Les troubles de la réalité virtuelle, qui forment la « Virtual reality sickness », « Cybersickness » (Cybermaladie en français), ou encore cinétose, sont causés par des incohérences  qui perturbent parfois l’expérience du joueur : l'éditeur français Ubisoft a mené une étude sur environ 400 joueurs : plus de 45% d'entre eux se sont déclarés sensibles à la cinétose, et 6% comme y étant «très sensibles». La principale incohérence est la visuo-vestibulaire, c’est-à-dire entre la vision et le système vestibulaire, l'organe sensoriel qui détecte les sensations liées à l'équilibre. Dans les circonstances habituelles, l'équilibration est inconsciente, mais lorsque les stimulations sont trop fortes et, de façon générale, lorsque les informations sont considérées par les centres comme incohérentes, un signal d'erreur apparaît au niveau cortical, il existe une prise de conscience de l'équilibre, ce qui se traduit en général par des sensations désagréables.

 

L'oreille interne :

L'oreille est l'organe de l'audition, mais également celui de l'équilibre, elle est divisée en trois  parties :Oreille

- l'oreille externe

- l'oreille moyenne

- l'oreille interne

L'oreille interne contient deux organes sensoriels :

- la cochlée, organe de l'audition

- l'organe de l'équilibre qui enregistre les changements de positions de la tête, composé du saccule, de l’utricule et des canaux semi-circulaires.

Elle est située dans l'os temporal, est constituée de deux parties :

- le labyrinthe osseux, situé dans le rocher, est composé de trois régions :

1.       le vestibule

2.       les canaux semi-circulaires

3.       la cochlée, qui n’intervient pas dans l’équilibre

     Le labyrinthe osseux contient de la périlymphe.

    - le labyrinthe membraneux, situé dans le labyrinthe osseux, comprend lui aussi plusieurs régions:

1.       le saccule

2.       l'utricule

3.       les conduits semi-circulaires

4.       le canal cochléaire

     Le labyrinthe membraneux baigne dans la périlymphe et contient de l'endolymphe.


La périlymphe et l'endolymphe sont deux liquides qui conduisent les forces mécaniques : vibrations sonores ou conséquences des changements de position de la tête et de l'accélération.

Le système vestibulaire périphérique est composé au niveau de chaque oreille de cinq types de capteurs différents : les canaux semi-circulaires au nombre de trois (canal horizontal, vertical antérieur et postérieur) et les organes otolithiques au nombre de deux (l’utricule et le saccule), soit dix récepteurs au total.

 

Le vestibule contient deux composants du labyrinthe membraneux, appellés également organes à otolithes :

    - le saccule est relié au canal cochléaire par le canal réunien

    - l'utricule communique avec les canaux semi-circulaires

Les organes à otolithes sont sensibles aux inclinaisons et translations de la tête (accélérations linéaires et déplacement) : on parle d'équilibre statique.

 

VestibuleLe systeme vestibulaire schema

Les trois canaux semi-circulaires sont disposés selon les trois plans de l'espace, ils se présentent comme des tubes circulaires contenant un liquide, l'endolymphe, qui baigne les terminaisons nerveuses. La disposition orthogonale des trois canaux permet donc de détecter un mouvement quel que soit l'axe de la rotation. Les cellules sensorielles sont des cellules ciliées dont les cils baignent dans le liquide lymphatique. Lors d'un mouvement de rotation, l'inertie entraîne un déplacement du liquide par rapport aux canaux qui est détecté par les cils des cellules cillées vestibulaires situés sur la paroi des canaux.

Ils génèrent une réponse électrique qui est transmise au cerveau par le nerf stato-acoustique. Ce nerf passe dans un canal osseux, accompagné par le nerf facial. 

La perception des accélérations linéaires repose sur les autres cavités du système vestibulaire que sont l'utricule et le saccule, qui forment le système maculaire. À la différence des autres cellules cillées, les mécanorécepteurs maculaires sont "lestés" par des otolithes, de petites concrétions calcaires engluées aux cils par un gel visqueux. Lors d'une accélération linéaire leur mouvement d'inertie est converti en message nerveux.

 

L'oeil :

Dans l'oeil, la rétine joue un rôle essentiel : elle convertit le stimulus visuel en message nerveux. Cette conversion de l'énergie lumineuse se fait par des cellules sensibles à la lumière, appelées photorécepteurs : les cônes et les bâtonnets.

Rétine

- Les cônes et les bâtonnets sont des neurones très courts qui se distinguent par leur forme et par la nature des pigments photosensibles qu'ils contiennent.

  • Les cônes ont une résolution spatiale très élevée et sont sensibles aux formes et aux couleurs des objets ; ce sont les cellules de la vision diurne. Il en existe près de 7 millions et sont particulièrement concentrés dans la partie centrale de la rétine, appelée fovéa ou macula.
  • Les bâtonnets, au nombre de 130 millions, sont quant à eux extrêmement sensibles à la lumière (100 fois plus sensibles que les cônes) mais aussi au mouvement ; ce sont les cellules de la vision nocturne.

- L'absorption de lumière par les pigments photosensibles des cônes et des bâtonnets modifie leurs propriétés électriques et conduit à la naissance d'un message nerveux. En effet, si la stimulation visuelle est suffisante, un message nerveux, constitué d'une succession de signaux électriques, est généré dans les fibres du nerf optique. Une variation de l'intensité du stimulus visuel se traduit alors par une variation de la fréquence des signaux électriques. 
Le message nerveux ne naît pas au niveau des photorécepteurs mais au niveau des neurones ganglionnaires dont les prolongements se regroupent pour former les centaines de fibres du nerf optique. Les neurones ganglionnaires sont reliés aux photorécepteurs par les neurones bipolaires.

Photorécepteurs

Le message nerveux issu de l’œil est acheminé au cerveau par le nerf optique. Au niveau du chiasma optique où convergent les deux nerfs optiques issus de chacun des deux yeux, les fibres nerveuses issues de la rétine nasale se projettent dans l’hémisphère cérébral opposé tandis que celles issues de la rétine temporale se projettent dans l’hémisphère cérébral situé du même côté.

Les informations envoyées par les rétines terminent dans une zone spécifique à l’arrière  du cerveau : le cortex visuel.

trajet des messages nerveux

Lors d'un mouvement dans le monde virtuel, les messages nerveux de la rétine et du système vestibulaire créent un conflit au niveau du cerveau : en effet l'utilisateur voit un mouvement alors que son corps reste dans un état statique. Le cerveau est perturbé et finit par envoyer des signaux d'alarmes, sous la forme de nausée. La sensation est similaire à celle ressentie par une personne malade en voiture.

 

Il existe d'autres incohérences moins connues, mais qui peuvent perturber tout autant les utilisateurs de réalité virtuelle. Une latence trop forte entre les mouvements de tête et l'affichage des images sur le casque peut être une grosse source de gêne. Autre problème, une fréquence d'affichage des images (en anglais fps, pour frames per second) trop faible peut contribuer à rendre malade. En effet plus cette fréquence est élevée, plus les mouvements semblent fluides.

 

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Commentaires (1)

Nathalie
  • 1. Nathalie | 14/10/2018
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Cordialement
Nathalie L

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