Immersive virtual reality (VR) and neurofeedback (NF) are increasingly promoted to enhance mindfulness meditation, yet it remains unknown whether these externally engaging technologies confer lasting benefits for trait mindfulness over sustained practice. This longitudinal randomized controlled trial compared three conditions over a 4-week program (eight sessions) with a three-month follow-up: screen-based audio-guided mindfulness (Non-VR), mindfulness in an immersive VR environment (VR), and mindfulness in VR with real-time EEG neurofeedback (VR-NF). Ninety-four meditation-naïve participants completed the study. Trait mindfulness (Five Facet Mindfulness Questionnaire, FFMQ) was assessed at six time points, EEG signal was recorded during all sessions, and subjective presence (Igroup Presence Questionnaire, IPQ) in VR was measured. Linear mixed models and Bayesian analysis revealed comparable FFMQ increases across all three groups, indicating that VR and VR-NF did not confer added behavioral benefit for trait mindfulness development. Higher IPQ presence scores showed a modest negative correlation with long-term FFMQ gains at three-month follow-up. Exploratory EEG analyses described a numerically steeper theta trajectory in the Non-VR group relative to the VR and VR-NF groups, whereas alpha trajectories were comparable across groups. However, because the two EEG systems were not equivalent across conditions and recordings were obtained from frontopolar sites, these patterns are descriptive only and cannot be interpreted as evidence of group differences. Taken together, these findings suggest that VR and VR-NF did not confer added benefit for trait mindfulness in long-term mindfulness training.
واقعیت مجازی فراگیر (VR) و نوروفیدبک (NF) به طور فزاینده‌ای برای ارتقای مدیتیشن ذهن‌آگاهی تبلیغ می‌شوند، اما هنوز مشخص نیست که آیا این فناوری‌های برانگیزاننده‌ی بیرونی، منافع پایداری برای ذهن‌آگاهی صفتی در طول تمرین مستمر فراهم می‌کنند یا خیر. این کارآزمایی تصادفی‌شده‌ی کنترل‌شده‌ی طولی سه وضعیت را در طول یک برنامه‌ی ۴ هفته‌ای (هشت جلسه) با پیگیری سه‌ماهه مقایسه کرد: ذهن‌آگاهی مبتنی بر صفحه‌نمایش با راهنمایی صوتی (Non-VR)، ذهن‌آگاهی در محیط واقعیت مجازی فراگیر (VR)، و ذهن‌آگاهی در واقعیت مجازی با نوروفیدبک EEG زمان واقعی (VR-NF). نود و چهار شرکت‌کننده بدون سابقه مدیتیشن مطالعه را به پایان رساندند. ذهن‌آگاهی صفتی (پرسشنامه ذهن‌آگاهی پنج‌وجهی، FFMQ) در شش نقطه زمانی ارزیابی شد، سیگنال EEG در تمام جلسات ثبت گردید و حضور ذهنی ذهنی (پرسشنامه حضور Igroup، IPQ) در واقعیت مجازی اندازه‌گیری شد. مدل‌های خطی آمیخته و تحلیل بیزی افزایش‌های FFMQ مشابهی را در هر سه گروه نشان دادند که بیانگر آن است که VR و VR-NF سود رفتاری افزوده‌ای برای توسعه ذهن‌آگاهی صفتی ایجاد نکردند. نمرات بالاتر حضور IPQ همبستگی منفی اندکی با افزایش‌های بلندمدت FFMQ در پیگیری سه‌ماهه نشان داد. تحلیل‌های اکتشافی EEG، شیب تتا عددی تندتری را در گروه Non-VR نسبت به گروه‌های VR و VR-NF توصیف کردند، در حالی که شیب‌های آلفا در میان گروه‌ها مشابه بود. با این حال، از آنجا که دو سیستم EEG در شرایط مختلف معادل نبودند و ثبت‌ها از نواحی فرونتوپولار انجام شد، این الگوها صرفاً توصیفی بوده و نمی‌توان آن‌ها را به عنوان شواهدی از تفاوت گروهی تفسیر کرد. در مجموع، این یافته‌ها نشان می‌دهند که VR و VR-NF سود افزوده‌ای برای ذهن‌آگاهی صفتی در آموزش طولی ذهن‌آگاهی ایجاد نکردند.
OBJECTIVE: The combination of action observation and motor imagery (AO+MI) has emerged as a promising neurorehabilitation strategy to promote sensorimotor plasticity without real movement, making it particularly valuable for individuals whose motor capacity is limited or absent. Improving AO+MI protocols requires understanding whether different observation stimuli engage the sensorimotor system to varying degrees, as the quality of cortical activation during each training trial may directly influence cumulative neuroplastic outcomes. The present study aimed to determine how the observation modality influences the activation of the sensorimotor cortex during synchronous AO+MI. APPROACH: Here, we investigated the effects of three observation modalities: immersive virtual reality (iVR), two-dimensional video and real-world observation of a robotic agent, on sensorimotor cortical engagement, using Event-Related Desynchronization (ERD) as a neurophysiological marker. Electroencephalographic (EEG) signals were recorded from fifteen healthy participants across three sessions, one per modality, while they observed a humanoid robot performing arm elevation movements and simultaneously engaged in motor imagery of the same movements. ERD was computed for alpha and beta frequency bands over eight electrodes covering frontocentral, central, and centroparietal regions. MAIN RESULTS: Statistical analyses revealed significant modality-dependent differences in sensorimotor cortical engagement across multiple frequency bands, electrode locations, and movement types. Immersive virtual reality consistently elicited the strongest desynchronization, with robust effects in the beta band over frontocentral and right centroparietal regions, and in the alpha band over the right central motor cortex. SIGNIFICANCE: These results demonstrate that the modality of action observation significantly shapes sensorimotor cortical engagement during AO+MI. Our findings also support the integration of immersive virtual reality as a neurophysiological grounded tool for optimizing AO+MI-based neurorehabilitation protocols and brain-computer interface applications.
هدف: ترکیب مشاهده عمل و تصویرسازی حرکتی (AO+MI) به‌عنوان یک راهبرد نویدبخش در نوروهیبیلیتیشن برای ارتقای پلاستیسیتی حسی‌حرکتی بدون حرکت واقعی مطرح شده است و به‌ویژه برای افرادی که ظرفیت حرکتی آن‌ها محدود یا غایب است، ارزشمند می‌باشد. بهبود پروتکل‌های AO+MI مستلزم درک این موضوع است که آیا محرک‌های مشاهده‌ای مختلف، سیستم حسی‌حرکتی را به درجات متفاوتی درگیر می‌کنند یا خیر، چرا که کیفیت فعال‌سازی قشری در هر نوبت تمرین ممکن است به‌طور مستقیم بر پیامدهای تجمعی نورولاستیک تأثیر بگذارد. مطالعه حاضر با هدف تعیین چگونگی تأثیر شیوه مشاهده بر فعال‌سازی قشر حسی‌حرکتی در حین AO+MI همزمان انجام شد. روش: در این پژوهش، اثرات سه شیوه مشاهده شامل واقعیت مجازی فراگیر (iVR)، ویدئوی دوبعدی و مشاهده دنیای واقعی یک عامل رباتیک بر درگیری قشری حسی‌حرکتی با استفاده از شاخص غیربسامدسازی وابسته به رویداد (ERD) به‌عنوان نشانگر نوروفیزیولوژیک بررسی شد. سیگنال‌های الکتروانسفالوگرافی (EEG) از پانزده شرکت‌کننده سالم در سه جلسه (هر جلسه یک شیوه) ثبت شد، در حالی که آن‌ها حرکات بالا بردن بازوی یک ربات انسان‌نما را مشاهده می‌کردند و به‌طور همزمان به تصویرسازی حرکتی همان حرکات می‌پرداختند. ERD برای باندهای فرکانسی آلفا و بتا بر روی هشت الکترود پوشش‌دهنده نواحی فرونتو‌سنتـرال، سنتـرال و سنتروپریتال محاسبه شد. نتایج اصلی: تحلیل‌های آماری تفاوت‌های معنادار وابسته به شیوه مشاهده را در درگیری قشری حسی‌حرکتی در چندین باند فرکانسی، محل الکترود و نوع حرکت نشان داد. واقعیت مجازی فراگیر به‌طور پیوسته قوی‌ترین غیربسامدسازی را ایجاد کرد، با اثرات بارز در باند بتا بر نواحی فرونتو‌سنتـرال و سنتروپریتال راست، و در باند آلفا بر قشر حرکتی مرکزی راست. اهمیت: این نتایج نشان می‌دهد که شیوه مشاهده عمل به‌طور معناداری الگوی درگیری قشری حسی‌حرکتی را در حین AO+MI شکل می‌دهد. یافته‌های ما همچنین از ادغام واقعیت مجازی فراگیر به‌عنوان ابزاری مبتنی بر شواهد نوروفیزیولوژیک برای بهینه‌سازی پروتکل‌های نوروهیبیلیتیشن مبتنی بر AO+MI و کاربردهای رابط مغز و رایانه حمایت می‌کند.
