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Acute Effects of Virtual Reality-Based Optokinetic Stimulation: Comparison of Individuals with Multiple Sclerosis With and Without Central Vestibular Dysfunction

Published online by Cambridge University Press:  22 May 2026

Özge Özdemir*
Affiliation:
Physiotherapy Programme, Vocational School of Health Services, Avrasya University, Trabzon, Türkiye Faculty of Physical Therapy and Rehabilitation, Hacettepe University, Ankara, Türkiye
İsa Tuncay Batuk
Affiliation:
Faculty of Health Sciences, Department of Audiology, Hacettepe University, Ankara, Türkiye
Hatice Çetin
Affiliation:
Faculty of Physical Therapy and Rehabilitation, Hacettepe University, Ankara, Türkiye
Pınar Acar Özen
Affiliation:
Faculty of Medicine, Department of Neurology, Hacettepe University, Ankara, Türkiye
Aslı Tuncer
Affiliation:
Faculty of Medicine, Department of Neurology, Hacettepe University, Ankara, Türkiye
Yeliz Salcı
Affiliation:
Faculty of Physical Therapy and Rehabilitation, Hacettepe University, Ankara, Türkiye
*
Corresponding author: Özge Özdemir; Email: ozgeozdemir0907@gmail.com
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

Background:

Vestibular dysfunction is common in people with multiple sclerosis (PwMS), but responses to optokinetic stimulation (OKS) across different vestibular conditions remain unclear. This study examined the immediate effects of VR-based OKS on balance and motion sickness in PwMS.

Methods:

Forty-one PwMS and 23 matched healthy controls were included. Participants were classified by videonystagmography into MS with central vestibular involvement (n = 20, Group 1), MS without vestibular involvement (n = 21, Group 2) and healthy controls (n = 23, Group 3). Postural control was assessed with the FreeMED forceplate and VR sickness with the VR Sickness Questionnaire. Individually tailored OKS was delivered using Oculus Quest 2, with assessments immediately before and after stimulation.

Results:

Significant group × time interactions were found for sway length (open eyes [OE] monopodal left p = 0.024, closed eyes [CE] monopodal left p = 0.012, CE monopodal right p = 0.009), average speed (OE bipodal p = 0.004, OE monopodal left p = 0.017, CE monopodal right p = 0.026), mediolateral sway (CE bipodal p = 0.014, OE monopodal right p = 0.038) and anteroposterior sway (OE monopodal left p = 0.013). Post hoc analyses showed reduced sway length in G2 (p = 0.047), reduced average speed in G1 (p = 0.002), increased mediolateral sway in G1, G3 and G2 (p = 0.031, p = 0.026, p = 0.010) and opposite anteroposterior responses, decreasing in G1/G2 but increasing in G3, with differences between G1–G2 and G2–G3 (p = 0.007, p = 0.004). VR sickness scores did not differ between groups (p > 0.05).

Conclusion:

VR-based OKS induced immediate, well-tolerated balance changes in PwMS, with group-specific responses across conditions. Greater destabilization was seen in those with central vestibular involvement. Individualized OKS may promote vestibular adaptation and improve postural control in MS rehabilitation.

Résumé

RÉSUMÉ

Effets immédiats de la stimulation optocinétique en réalité virtuelle : comparaison entre des personnes souffrant de sclérose en plaques, atteintes ou non de dysfonctionnement vestibulaire central

Contexte :

Le dysfonctionnement vestibulaire est fréquent chez les personnes atteintes de sclérose en plaques (SP), mais on ne connaît pas très bien les réactions à la stimulation optocinétique (SOC) dans différents types d’atteinte vestibulaire. Aussi l’étude ici décrite visait-elle à examiner les effets immédiats de la SOC en réalité virtuelle (RV) sur l’équilibre et le mal des transports chez des personnes atteintes de SP.

Méthode :

Ont participé à l’étude 41 personnes atteintes de SP et 23 témoins en bonne santé, appariés. Les sujets ont été divisés par vidéonystagmographie en 3 groupes : SP avec atteinte vestibulaire centrale (n = 20, groupe 1); SP sans atteinte vestibulaire centrale (n = 21, groupe 2); témoins en bonne santé (n = 23, groupe 3). Le contrôle postural a été évalué au moyen de la plateforme podométrique FreeMED, et le mal des transports lié à la RV, à l’aide du VR Sickness Questionnaire. Les applications de SOC personnalisée ont été effectuées au moyen de l’Oculus Quest 2, et chacune était précédée et suivie immédiatement d’une évaluation.

Résultats :

Des interactions importantes groupe x phase [pré- et post-intervention] ont été relevées en ce qui concerne la longueur de balancement ([appui] monopodal gauche [G], yeux ouverts [YO] : p = 0,024; monopodal G, yeux fermés [YF] : p = 0,012; monopodal droit [D], YF : p = 0,009); la vitesse moyenne (bipodal YO : p = 0,004; monopodal G, YO : p = 0,017; monopodal D, YF : p = 0,026); le balancement médiolatéral (bipodal, YF : p = 0,014; monopodal D, YO : p = 0,038) et le balancement antéropostérieur (monopodal G, YO : p = 0,013). Les analyses post-hoc ont révélé une réduction de la longueur de balancement dans le G2 (p = 0,047), une réduction de la vitesse moyenne dans le G1 (p = 0,002), une augmentation du balancement médiolatéral dans les G1, G3 et G2 (p = 0,031; p = 0,026; p = 0,010) et des réactions antéropostérieures opposées selon les groupes, soit une diminution dans les G1/G2 mais une augmentation dans le G3, et des différences entre les G1–G2 et les G2–G3 (p = 0,007; p = 0,004). Enfin, il n’y avait pas de différence entre les groupes quant aux scores du mal des transports lié à la RV (p > 0,05).

Conclusion :

La SOC en RV a provoqué des changements d’équilibre immédiats et bien tolérés dans le groupe de personnes atteintes de SP, marqués de réactions propres à chaque groupe dans toutes les conditions. Toutefois, une déstabilisation sensible a été observée chez les personnes atteintes d’un trouble vestibulaire central. La SOC personnalisée pourrait donc favoriser l’adaptation vestibulaire et améliorer le contrôle postural dans le cadre de programmes de réadaptation en contexte de SP.

Information

Type
Original Article
Copyright
© The Author(s), 2026. Published by Cambridge University Press on behalf of Canadian Neurological Sciences Federation
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Figure 1. Figure 1 long description.Flow chart of study. MS = multiple sclerosis.

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Table 1. Demographics and physical characteristics of individualsTable 1 long description

Figure 2

Table 2. Number of abnormal findings in parameters evaluated for videonystagmography testingTable 2 long description

Figure 3

Table 3. Comparison of videonystagmography test averages and vestibular function scores of the multiple sclerosis (MS) groupsTable 3 long description

Figure 4

Table 4. Mixed ANOVA results for sway length and average speedTable 4 long description

Figure 5

Table 5. Mixed ANOVA results for mediolateral (X) and anteroposterior (Y) swayTable 5 long description

Figure 6

Table 6. Within-group pre–post comparisons for significant group x time effectsTable 6 long description

Figure 7

Table 7. Bonferroni-adjusted post hoc pairwise comparisons between groups following significant group x time interactionsTable 7 long description