Come agisce la realtà virtuale sul cervello: meccanismi, benefici e precauzioni

L'immersione nella realtà virtuale innesca tre processi neurologici distinti: una modifica misurabile delle onde cerebrali, l'attivazione di aree specifiche del cervello e l'emergere di un senso di presenza spaziale.

La modifica delle onde cerebrali in un ambiente virtuale

Il cervello non è passivo di fronte a un visore VR. Nel 2019, alcuni ricercatori dell'Università di Tilburg hanno utilizzato elettroencefalogrammi per misurare l'attività cerebrale di partecipanti immersi in un ambiente virtuale[1]. Il risultato: una notevole riduzione delle onde alfa nelle aree frontale, centrale e parietale. Queste onde alfa sono associate a uno stato di rilassamento e di scarsa concentrazione. La loro diminuzione indica quindi una maggiore concentrazione e un elevato coinvolgimento cognitivo. Quanto osservato dai ricercatori è sorprendente: l'attività cerebrale in VR era simile a quella registrata in situazioni vissute nel mondo reale.

Le aree cerebrali attivate durante l'esperienza VR

Tre aree attirano particolarmente l'attenzione dei neuroscienziati. L'area frontale è coinvolta nel senso di presenza, nel controllo dei movimenti e nella pianificazione. Le aree centrale e parietale gestiscono il coinvolgimento, la percezione spaziale e i movimenti nello spazio. Durante una simulazione di arrampicata in VR, per esempio, l'area frontale entra in uno stato di concentrazione intensa per pianificare ogni gesto, mentre l'area parietale si attiva per elaborare le informazioni spaziali. Quanto più forte è l'immersione, tanto più il cervello mette da parte le distrazioni per concentrarsi sull'ambiente virtuale.

Il senso di presenza e l'embodiment

L'embodiment indica l'integrazione corporea in un ambiente virtuale: la sensazione che il Suo corpo appartenga a quello spazio digitale. Uno studio di Tjon et al. (2019) ha mostrato che questo senso di presenza spaziale, cioè l'illusione di trovarsi fisicamente in un luogo virtuale, è direttamente correlato a una diminuzione significativa delle onde alfa nell'area frontale. Quando l'immersione è sufficiente, la consapevolezza del mondo reale svanisce. Il cervello smette di distinguere tra simulazione e realtà vissuta.

Oggi sono documentati tre benefici cognitivi: un'assimilazione più rapida, la stimolazione della creatività e un miglioramento della memorizzazione.

Un'assimilazione fino a quattro volte più rapida

I numeri sono chiari. Uno studio di PricewaterhouseCoopers (2024) ha rivelato che chi apprende utilizzando la realtà virtuale assimila le informazioni fino a quattro volte più velocemente rispetto a chi ricorre ai metodi tradizionali. La spiegazione risiede nella natura stessa dell'immersione: la VR permette di ricreare situazioni realistiche in cui chi apprende può esercitarsi senza rischi, in particolare per gesti professionali complessi o stressanti. Formazione medica, pilotaggio, procedure tecniche industriali: il coinvolgimento cerebrale aumenta e le informazioni diventano più memorabili. Il cervello elabora un'esperienza vissuta, non un contenuto passivo.

La stimolazione della creatività e dell'innovazione

Un esperimento condotto con 21 partecipanti ha confrontato esercizi creativi svolti in VR e su un semplice schermo 2D. I partecipanti immersi nella VR hanno mostrato livelli più elevati di immersione, soddisfazione e creatività. La loro attività cerebrale rivelava una maggiore attivazione delle onde alfa, beta e gamma: le onde beta riflettono uno stato di vigilanza attiva, mentre le onde gamma intervengono nell'elaborazione cognitiva complessa. Insieme, favoriscono uno stato propizio alla generazione di idee innovative.

Da sapere: Il cervello non distingue sempre tra VR e realtà. L'attività cerebrale misurata durante l'immersione virtuale è simile a quella osservata in situazioni realmente vissute: un caffè parigino per imparare il francese, un bar madrileno per praticare lo spagnolo. Questa confusione neuronale spiega direttamente l'efficacia didattica della realtà virtuale.

Sono documentate quattro categorie di effetti indesiderati: la cibercinetosi, i disturbi visivi, le alterazioni del sonno e il rischio di crisi epilettiche.

La cibercinetosi: nausea e vertigini nell'ambiente virtuale

La cibercinetosi è il mal di movimento virtuale. Colpisce dal 30 al 50 % degli utenti e si manifesta con nausea, vertigini, sudorazione, pallore e perdita di equilibrio. Il meccanismo è preciso: il cervello riceve segnali contraddittori tra ciò che gli occhi percepiscono (un movimento virtuale) e ciò che il corpo avverte (l'immobilità reale). Questa incongruenza sensoriale provoca i sintomi. Nelle persone sensibili, possono comparire già nei primi minuti di utilizzo. Le raccomandazioni dell'Anses pubblicate nel 2021[2] sono chiare: interrompere immediatamente l'utilizzo alla comparsa di qualsiasi sintomo.

I disturbi visivi legati all'uso prolungato

Gli schermi VR creano un'illusione di distanza, mentre lo schermo si trova a pochi centimetri dagli occhi. Questa contraddizione tra distanza percepita e distanza reale sollecita i muscoli oculari in modo insolito. Un uso prolungato può causare affaticamento oculare e disturbi temporanei della vista. Gli schermi LED dei visori sono inoltre ricchi di luce blu. Secondo un sondaggio dell'Anses condotto nel 2019, la durata media di una sessione supera un'ora, collocando la maggior parte degli utenti in una fascia di utilizzo prolungato da monitorare. A oggi non è stata definita alcuna soglia precisa.

Le alterazioni del ciclo circadiano e del sonno

La luce blu emessa dagli schermi LED dei visori VR altera il ritmo biologico quando l'esposizione avviene di sera o di notte. Le conseguenze documentate sono il ritardo nell'addormentamento e l'alterazione della qualità del sonno. L'Anses raccomanda di evitare qualsiasi esposizione agli schermi nelle due ore prima di coricarsi, in particolare per i bambini e gli adolescenti, più sensibili alla luce blu. Questa raccomandazione è tanto più rilevante considerando che le sessioni durano in media più di un'ora.

Il rischio di crisi epilettiche fotosensibili

Gli schermi LED dei visori VR emettono una modulazione temporale della luce, uno sfarfallio talvolta impercettibile a occhio nudo. Questo fenomeno può scatenare crisi epilettiche nelle persone predisposte. La prevalenza è di 1 persona su 4 000 che reagisce ai lampi luminosi con una crisi. L'Anses raccomanda di evitare l'uso della VR alle persone con epilessia, ma anche ad altre popolazioni identificate come sensibili: donne in gravidanza, persone che soffrono di mal di movimento, presentano disturbi dell'equilibrio o sono soggette a emicrania.

Da sapere: L'Anses raccomanda di osservare un periodo di riposo di 1-2 ore dopo una sessione VR prima di svolgere qualsiasi attività che richieda un'elevata concentrazione, come guidare. Il corpo compie uno sforzo importante per adattarsi al mondo virtuale, provocando un affaticamento reale. Questa precauzione viene spesso trascurata dagli utenti.

Tre ambiti medici hanno dimostrato l'efficacia della realtà virtuale e, più precisamente, della terapia virtuale: la riabilitazione motoria dopo un ictus, la gestione del dolore e il trattamento dei disturbi d'ansia e delle fobie.

La riabilitazione motoria dopo un ictus

I numeri danno la misura della sfida. In Francia, circa 140 000 persone sono colpite da un ictus ogni anno, 150 000 subiscono un trauma cranico, vengono diagnosticati 25 000 nuovi casi di malattia di Parkinson e registrati 1 500 casi di paralisi cerebrale. La realtà virtuale favorisce il recupero delle funzioni motorie stimolando la plasticità cerebrale, ossia la capacità del cervello di riorganizzarsi dopo una lesione.

Le raccomandazioni della Haute Autorité de Santé pubblicate nel 2022[3] suggeriscono l'uso della VR in aggiunta alla terapia convenzionale per migliorare la funzione motoria dopo un ictus, con un livello di evidenza moderato. Il vantaggio è concreto: gli esercizi sono ludici e motivanti, mentre la riabilitazione classica può diventare ripetitiva e scoraggiante. Le sessioni consentono di recuperare gesti quotidiani (afferrare un oggetto, aprire una porta), migliorare l'equilibrio e la deambulazione o simulare situazioni reali come attraversare una strada o salire le scale.

C2Care sviluppa soluzioni VR per la riabilitazione motoria, utilizzate in 350 strutture sanitarie in Francia, con un affiancamento alle équipe mediche.

La gestione del dolore nei grandi ustionati e del dolore cronico

I risultati nei grandi ustionati sono tra i più documentati. Durante le cure, spesso molto dolorose, l'immersione nella realtà virtuale può ridurre significativamente il dolore percepito, fino al 60 % secondo alcuni studi. Il meccanismo è attentivo: l'immersione virtuale mobilita gran parte delle risorse cognitive del cervello. Il paziente presta meno attenzione ai segnali di dolore. Le misurazioni dell'attività cerebrale confermano questa riduzione nelle aree legate alla percezione dolorosa.

L'approccio si estende al dolore cronico alla schiena, al dolore cervicale e al dolore postoperatorio. Il suo vantaggio principale è che non è farmacologico, il che limita gli effetti collaterali e i rischi di dipendenza.

Il trattamento dei disturbi d'ansia e delle fobie

La terapia espositiva in realtà virtuale (TERV) si basa su un principio semplice: esporre gradualmente il paziente a un fattore di stress in un ambiente sicuro e controllato. Questo processo di abituazione consente al cervello di modificare la propria risposta agli stimoli ansiogeni. Paura di volare (dal passaggio ai controlli di sicurezza alle turbolenze), agorafobia, fobie specifiche come quelle dei ragni, delle altezze o delle siringhe: ogni situazione può essere ricreata e graduata con precisione.

L'efficacia della TERV supera quella delle TCC classiche per alcune indicazioni. Lo psichiatra Éric Malbos ha trattato con la TERV pazienti con dipendenza dal tabacco: il 72 % non aveva avuto ricadute dopo il trattamento, rispetto al 50 % con le TCC. Strutture come la Pitié-Salpêtrière a Parigi, l'hôpital de la Conception a Marsiglia e il CHU de La Réunion utilizzano questo approccio.

C2Care propone una suite completa di software terapeutici VR per fobie e disturbi d'ansia, con oltre 250 situazioni di esposizione disponibili, gestita dal professionista da un'unica piattaforma. Più di 700 professionisti sono stati formati a questo approccio.

Controllare un dispositivo con il solo pensiero, senza alcun movimento fisico. È questo il principio delle interfacce cervello-computer (BCI). Questi sistemi acquisiscono i segnali elettrici del cervello tramite EEG e li traducono in comandi.

L'aggiunta della realtà virtuale agli ambienti di addestramento BCI migliora significativamente il riconoscimento dei segnali cerebrali e rende più fluida l'interazione cervello-macchina. Ricerche recenti (Gougeh et al., 2023) mostrano che le persone amputate possono controllare le protesi con maggiore precisione grazie all'immaginazione motoria in VR: il cervello si allena a generare i segnali corretti in un ambiente immersivo prima di trasmetterli alla protesi reale.

Il neurofeedback in realtà virtuale porta questo principio più avanti. Si tratta di un sistema a circuito chiuso in cui l'attività cerebrale dell'utente influenza direttamente ciò che vede e vive nell'ambiente virtuale. Se il cervello raggiunge uno stato di concentrazione desiderato, l'ambiente diventa più luminoso o evolve positivamente. Le ricerche sul neurofeedback in realtà virtuale[4] mostrano applicazioni promettenti per la gestione dell'ansia, l'ADHD e l'ottimizzazione delle prestazioni cognitive. Le evidenze su larga scala sono ancora in fase di acquisizione, ma i primi risultati sono incoraggianti.

Le raccomandazioni di Anses e le esperienze ospedaliere convergono sulle stesse precauzioni. Ecco le regole da rispettare per limitare gli effetti indesiderati:

• Interrompere immediatamente l'uso alla comparsa di sintomi: nausea, vertigini, sudorazione, pallore. Non attendere che i sintomi peggiorino.
• Riposare da 1 a 2 ore dopo ogni sessione prima di qualsiasi attività che richieda un'elevata concentrazione, in particolare la guida. Il corpo compie uno sforzo reale per adattarsi al mondo virtuale.
• Evitare gli schermi nelle 2 ore prima di coricarsi, soprattutto per bambini e adolescenti, più sensibili alla luce blu degli schermi LED.
• Non utilizzare la VR se Lei soffre di epilessia o appartiene alle popolazioni identificate come sensibili: donne in gravidanza, persone che soffrono di cinetosi, presentano disturbi dell'equilibrio o sono soggette a emicrania.
• Informare gli utenti dei potenziali effetti tramite materiali dedicati, sia in ambito professionale sia per il grande pubblico.

Il sondaggio Anses del 2019 indica che la durata media di una sessione supera un'ora. Questo dato rafforza la pertinenza di tali precauzioni. Gli effetti a lungo termine della realtà virtuale sul cervello, siano essi neurologici o legati allo sviluppo, restano insufficientemente documentati e richiedono ulteriori ricerche.

Cosa ricordare sull'azione della realtà virtuale sul cervello

L'azione della realtà virtuale sul cervello è documentata, misurabile e multidimensionale.

Meccanismi cerebrali: la VR riduce le onde alfa nelle regioni frontale, centrale e parietale, attiva le aree della pianificazione e della percezione spaziale e genera un senso di presenza misurabile tramite EEG. Il cervello reagisce come di fronte a una situazione reale.

Benefici cognitivi: apprendimento fino a 4 volte più rapido, stimolazione della creatività, applicazioni terapeutiche validate per la riabilitazione motoria e il trattamento dei disturbi d'ansia.

Rischi da conoscere: cybersickness nel 30-50 % degli utenti, disturbi visivi, alterazioni del sonno legate alla luce blu, rischio di crisi epilettiche per 1 persona su 4 000.

Precauzioni essenziali: riposo dopo la sessione, evitare gli schermi prima di coricarsi, identificare le popolazioni a rischio. Gli effetti a lungo termine restano da documentare.