El concepte de presència, entesa com la sensació de “ser-hi” en un entorn virtual, encara que trobant-se físicament a un lloc diferent (per exemple, al laboratori), ha estat àmpliament estudiat en l’àmbit de la realitat virtual, per tal de comprendre millor els mecanismes psicològics que acompanyen les experiències virtuals.
En la literatura, s’han proposat diferents tècniques per mesurar presència. Les tècniques subjectives es basen fonamentalment en l’aplicació de qüestionaris que permeten obtenir informació sobre la forma amb què l’usuari ha percebut l’exposició al mon virtual. Per altra part, les tècniques objectives es basen en l’anàlisi de comportaments de l’usuari durant l’exposició a l’entorn virtual i en la monitorització de senyals fisiològics (tals com l’electrocardiograma i la conductivitat de la pell) per tal d’estudiar els possibles canvis en paràmetres dels mateixos durant l’exposició.
Un dels àmbits que està generant més interés en els darrers anys és l’anàlisi de l’activitat cerebral com a tècnica per obtenir informació al voltant del grau de presència. En aquesta tesi, es proposa l’ús de la tècnica de Doppler transcranial (DTC) per tal de monitoritzar l’activitat cerebral durant l’exposició a entorns virtuals.
DTC és una tècnica basada en ultrasons, no invasiva i amb una elevada resolució temporal, que no havia estat utilitzada fins ara en combinació amb entorns virtuals. Permet obtenir la velocitat de flux sanguini en les artèries principals del cervell. S’ha utilitzat àmpliament per monitoritzar l’hemodinàmica cerebral durant la realització de tasques cognitives en recerca psicofisiològica. Aquests estudis previs han mostrat que la velocitat de flux sanguini que proporciona el DTC s’incrementa quan els usuaris realitzen una tasca cognitiva en comparació amb períodes de repòs. 
L’objectiu global de la present tesis és analitzar si la tècnica de DTC pot ser una eina complementària per analitzar l’activació cerebral durant l’exposició a entorns virtuals i si, per tant, es pot utilitzar com a eina per estudiar presència des d’un punt de vista neurocientífic.
Les hipòtesi de sortida són les següents:
1. DTC es podria utilitzar fàcilment en combinació amb sistemes de realitat virtual, ja que es tracta d’una tècnica no invasiva i que ja ha estat utilitzada en estudis previs de recerca psicofisiològica.
2. Les dades de velocitat de flux sanguini proporcionades per DTC es podran utilitzar per a analitzar canvis d’activitat cerebral durant l’exposició a entorns virtuals, permetent l’ús de la tècnica per a l’estudi de presència des d’un punt de vista neurocientífic.
3. Hi haurà diferències en les variacions observades en la velocitat de flux sanguini durant l’exposició a sistemes de realitat virtual amb diferents nivells d’immersió i diferents mètodes de navegació que aniran associats a diferents nivells de presència en els participant.
4. Hi haurà correlació entre el grau de presència en entorns virtuals indicat pels qüestionaris i determinats paràmetres de la velocitat de flux sanguini obtinguts durant l’exposició als entorns.
5. Cadascun dels diferents factors individuals que composen una experiència virtual (tals com percepció visual o tasques motores per a navegar) tindran una influència en les variacions observades en la velocitat de flux sanguini.
Per tal d’estudiar les hipòtesi plantejades, es realitzaren quatre experiments diferents, durant els quals es va analitzar la velocitat de flux sanguini en diferents condicions:
1. Anàlisi de la velocitat de flux sanguini en diferents condicions de navegació. En aquest estudi, es va monitoritzar la velocitat de flux sanguini utilitzant DTC durant l’exposició a un entorn virtual altament immersiu en diferents condicions de navegació.
2. Anàlisi de la velocitat de flux sanguini cerebral en diferents condicions d’immersió. En aquest estudi, la velocitat de flux sanguini es va monitoritzar utilitzant DTC durant l’exposició a una configuració de realitat virtual menys immersiva, per tal de comparar els resultats amb els obtinguts en el primer estudi amb la configuració altament immersiva.
3. Anàlisi de la velocitat de flux sanguini cerebral durant una tasca de percepció visual. En aquest estudi, es va analitzar la influència d’un aspecte separat de l’experiència virtual (estimulació visual simple) sobre la velocitat de flux sanguini. En aquest cas, el senyal es va monitoritzar mentre l’usuari s’exposava a condicions canviants d’il·luminació.
4. Anàlisi de la velocitat de flux sanguini cerebral durant la realització de tasques motores. En aquest cas, el senyal es va monitoritzar mentre el participant realitzava tasques motores simples per a controlar un joystick. D’aquesta manera, es podia analitzar la influència d’aquest factor en les variacions de velocitat de flux sanguini observades durant les experiències de realitat virtual.
Durant els dos primers estudis, es va observar que hi havia un increment en la velocitat de flux sanguini quan els participants s’exposaven a un entorn virtual. Aquest increment podia estar degut a la interacció complexa de diferents factors com tasques d’interacció visuoespacial, tasques d’atenció, la creació i execució d’un pla motor, canvis emocionals i variacions de presència. De fet, les variacions en la velocitat de flux sanguini observades eren diferents depenent del tipus de navegació i del grau d’immersió. Es van trobar correlacions significatives entre la velocitat mitjana de flux sanguini en les artèries cerebrals mitges durant l’exposició a les diferents configuracions de realitat virtual i determinades respostes als qüestionaris de presència utilitzats.
La resta d’estudis realitzats en aquesta tesi es van centrar en l’anàlisi de factors individuals (visuals i motors) que contribueixen a l’experiència virtual. S’aplicaren tècniques de processat de senyal que no havien estat utilitzades prèviament per a l’estudi de la velocitat de flux sanguini en experiments psicofisiològics, basades en anàlisi espectral i en l’obtenció de paràmetres no lineals del senyal en diferents condicions experimentals. Els resultats mostraren diferències entre els períodes de repòs i els períodes de realització de les tasques. Aquests resultats poden contribuir de forma important a l’anàlisi de la influència de factors individuals com la percepció visual i les tasques motores en les variacions de velocitat de flux sanguini observades durant l’exposició a entorns virtuals. 
Globalment, els resultats dels diferents estudis han mostrat que la tècnica de DTC es pot combina fàcilment amb entorns virtuals, fins i tot altament immersius, ja que la qualitat dels senyals capturats no es veu afectada pel fet d’estar navegant en un entorn virtual i, a més a més, la monitorització del senyal de DTC no afecta a la capacitat dels participants de focalitzar la seua atenció en el mon virtual. Basant-se en els estudis realitzats en la present tesi, futurs treballs amb DTC podran aprofundir en l’estudi de la presència generada per diferents tipus d’entorns i configuracions de realitat virtual des d’un punt de vista neurocientífic.