Urazowe uszkodzenie mózgu (TBI) może być jednym z najczęstszych druzgocące obrażenia co może przydarzyć się człowiekowi. Ponieważ uszkodzenia są niewidoczne, TBI i udar Osoby cierpiące na tę przypadłość często mają trudności z przekonaniem innych, że uraz jest realny, a różnorodność objawów utrudnia zaprojektowanie i zastosowanie skutecznych terapii. Ale teraz jeden z badaczy na Uniwersytecie Loyola Marymount w Los Angeles bada, czy osoby po udarze i TBI mogą to zrobić skorzystaj z symulatora jazdy przeznaczonego do wyścigów samochodowych, aby sprawdzić deficyty neurologiczne i przekwalifikować osoby, które przeżyły, do prowadzenia pojazdów bezpiecznie.
Zawartość
- Dlaczego symulatory wyścigów są inne
- Poznawcza część jazdy
- Dlaczego technologia pełnoekranowej symulacji VR jest inna
- Producenci symulatorów są na pokładzie
„Jestem na wczesnym etapie projektu badawczego, który będzie badał zastosowanie symulatorów jazdy, takich jak SimGear GT, w celu rekonwalescencji po udarze. Celem badań jest sprawdzenie, czy trening z użyciem symulatorów zapewniających sprzężenie zwrotne ruchu jest skuteczniejszy niż obecnie stosowany trening kliniczny standard, który często wykorzystuje symulatory stacjonarne” – powiedział Digital Brendan Smith, adiunkt inżynierii mechanicznej w Loyola Marymount Trendy.
Dlaczego symulatory wyścigów są inne
Nowoczesne symulatory wyścigów są znacznie bardziej złożone niż konfiguracje jazdy przeznaczone dla nich granie w domu. Pełny symulator wyścigów ma na celu stworzenie wciągających wrażeń w wirtualnej rzeczywistości, w tym poruszanie całą platformą w celu symulowania sił przeciążenia i rzeczywistych ruchów pojazdu.
Symulacja z dużą dokładnością przewidzi, co wydarzy się w świecie rzeczywistym.
Keith Maher jest liderem w dziedzinie technologii symulacji VR. Prowadzi firmę o nazwie Ruch VR z siedzibą w Hillsboro w stanie Oregon. Maher zbudował zarówno symulatory wyścigów, jak i systemy do szkolenia na drogach publicznych, więc zna różnicę między nimi lepiej niż większość. „Różnica między grą a symulacją polega na tym, że gra porzuci rzeczywistość i tak będzie przyjemne, a symulacja dokładnie przewidzi, co wydarzy się w prawdziwym świecie” – dodaje wyjaśnione.
Obecna technologia symulatorów wyścigów obejmuje zawijane ekrany zapewniające płynny widok zarówno przed, jak i obok kierowcy, a także technologię VR, taką jak Oculus Rift gogle zapewniające efekty wizualne. Paweł Stary, prezes i dyrektor generalny firmy Wirtualny GT w Costa Mesa w Kalifornii jest specjalistą od tworzenia naprawdę wciągającego środowiska wirtualnego.
„Dzieje się tak, gdy świadomy umysł i nieświadomy umysł są ze sobą w konflikcie” – powiedział Stary. „Świadomy umysł jest chętnym uczestnikiem, chce, aby iluzja była prawdziwa. Siedząc w symulatorze, doświadczasz szeregu efektów, takich jak dźwięk, wibracje, ruch, generowany obraz wizualny, wibracje elementów sterujących, efekty wymuszonego sprzężenia zwrotnego i tak dalej. Wszystkie te efekty łączą się, tworząc tę iluzję. Podświadomość porównuje to, co dzieje się w symulatorze, z rzeczywistością, aby określić, czy jest to realne, czy nie.
Podświadomość porównuje to, co dzieje się w symulatorze, z rzeczywistością, aby określić, czy jest to realne, czy nie.
Smith testuje, czy ruchomy symulator jest lepszy do zastosowań terapeutycznych niż podstawowy symulator jazdy na stałej podstawie.
„Większość symulatorów używanych obecnie w terapii to symulatory stacjonarne” – kontynuował. „Te symulatory nie zapewniają sprzężenia zwrotnego ruchu, co staje się złotym standardem wśród społeczności symulatorów wyścigów. Bez tej informacji zwrotnej prowadzenie pojazdu ogranicza się od bogatej interakcji wrażeń wzrokowych, dotykowych i przedsionkowych do wyczerpującego ćwiczenia wzrokowego. Symulatory stacjonarne mogą zatem nie być odpowiednią praktyką kliniczną, ponieważ zaniedbują podstawowe umiejętności prowadzenia pojazdu, na których polegali pacjenci przed udarem”.
Poznawcza część jazdy
„Urazy neurologiczne, takie jak udar, prowadzą do szerokiego zakresu upośledzenia fizycznego i poznawczego” – zauważył Smith. „Istnieją technologie adaptacyjne, takie jak gałki na kierownicy i mocowania pedałów gazu i hamulca, które mogą w dużym stopniu pomóc w aspekcie fizycznym. Jednak z punktu widzenia poznawczego nasza teoria jest taka, że wiele odruchów, na których polegają kierowcy, może zostać przerwanych przez udar”.
Korzystanie z symulatora pozwala naukowcom testować te problemy poznawcze bez umieszczania pacjenta w prawdziwym pojeździe.
„Przed udarem większość kierowców prawdopodobnie zatrzyma się na skrzyżowaniu, nie zwracając uwagi na faktyczne zatrzymanie” – powiedział Smith. „Zamiast tego kierowcy częściej zastanawiają się, co robić dalej, chcąc sprawdzić, czy będzie to jasne zrób to i prawdopodobnie rozglądaj się za siebie i dookoła, aby upewnić się, że nikt nie robi nic poza zwykły. Aby płynnie zatrzymać się we właściwym miejscu, potrzeba bardzo niewielkiej uwagi wzrokowej. Aby tak konsekwentnie wykonywać manewry, kierowcy korzystają z szeregu innych zmysłów. Obejmuje to poczucie równowagi i nacisk na siedzisko, które zależą od szybkości przyspieszania, hamowania lub skręcania. Obawiamy się, że uszkodzenie neurologiczne zmienia sposób odczuwania tych zmysłów podczas jazdy i wymagają one praktyki, aby się na nowo nauczyć”.
Znalezienie bezpiecznego miejsca, w którym pacjenci mogliby ćwiczyć prowadzenie pojazdu i demonstrować, co potrafią, jest kluczem do skutecznych badań i terapii.
Jeśli nie możesz ocenić opóźnienia na wyczucie, nagle musisz skupić się na tempie, w jakim zmniejsza się odległość do przystanku.
„Wejście za kierownicę i faktyczne ćwiczenia prawdopodobnie doprowadziłyby do najszybszego powrotu do zdrowia, ale mogłoby to być dość niebezpieczne” – stwierdził Smith. „Wygląda na to, że symulatory stacjonarne mogłyby pomóc. Po udarze możesz odnieść wrażenie, że wszystko na drodze dzieje się zbyt szybko i łatwo byłoby pomyśleć, że jakakolwiek symulacja będzie dobrą praktyką. Jednak mój zespół badawczy spodziewa się, że prowadzenie pojazdu stanie się tak przytłaczające głównie dlatego, że nagła utrata kilku kluczowych refleksów oznacza, że wszystko trzeba robić za pomocą wzroku. Jeśli nie możesz ocenić opóźnienia na wyczucie, nagle musisz skupić się na tempie, w jakim zmniejsza się odległość do przystanku. Nagle wszystkie inne wymagania związane z prowadzeniem pojazdu stają się drugorzędne, a ryzyko niezauważenia niespodziewanego zagrożenia wzrasta. Symulacja oparta na stałej podstawie nie wytrenuje tych odruchów, a zamiast tego będzie musiała wytrenować nowe umiejętności, które po udarze mogą być zbyt wymagające”.
Dlaczego technologia pełnoekranowej symulacji VR jest inna
Motywacją do korzystania z symulatorów ze sprzężeniem zwrotnym ruchu jest przeszkolenie kluczowych odruchów u osób po udarze lub TBI. Pozwalając każdemu pacjentowi ćwiczyć umiejętności oraz rozwijać refleks i pewność prowadzenia pojazdu, symulator umożliwia im wykorzystanie wszystkich zachowanych wrażeń, ruchów i zdolności poznawczych, aby wrócić do przeszłości bezpiecznie koło.
„Obecnie przeprowadzamy wstępne eksperymenty, aby określić, jak wrażenie ruchu wpływa na wydajność sprawnego kierowcy podczas symulowanej jazdy” – wyjaśnił Smith. „Jeśli radzą sobie lepiej ze sprzężeniem zwrotnym ruchu niż w trybie stacjonarnym, będzie to dobry dowód na to, że symulatory wykorzystujące ruch angażują odruchy kluczowe podczas prowadzenia pojazdu. Następnie zaczniemy testować, czy osoby po udarze poprawiają także zdolność prowadzenia pojazdów dzięki czuciu ruchu, ostatecznie zbadano, czy prowadzi to do większej sprawności w prowadzeniu pojazdu na drodze, jak stwierdzono w przypadku jazdy zawodowej oceniający. Rozważamy również poszerzenie tego badania na osoby, które przeżyły urazowe uszkodzenie mózgu (TBI), takie jak wielu naszych weteranów, którzy doznali wstrząsu mózgu lub urazów spowodowanych uderzeniami.
Korzystanie z symulatorów pełnego ruchu może sprawdzić deficyty w realistycznej symulacji, a także pomóc w powrocie do zdrowia.
„Co to ma wspólnego z rehabilitacją?” – zapytał Smith. „Po pierwsze, po udarze codzienne doświadczenia często wydają się inne. Na przykład hamowanie może nagle powodować wrażenie skrętu w prawo, a wiele odruchów nabytych przez lata jazdy może zacząć podawać nieprawidłowe informacje. Na szczęście nasze mózgi dobrze przystosowują się do takich zmian, robimy to za każdym razem, gdy się czegokolwiek dowiadujemy, niezależnie od tego, czy mieliśmy udar, czy nie. Ale ta adaptacja wymaga praktyki. A jeśli terapia za pośrednictwem symulatora nie będzie obejmować czucia ruchu, ta ważna część powrotu do zdrowia nie nastąpi”.
Producenci symulatorów są na pokładzie
Producenci symulatorów wyścigów rozpoczęli badania nad terapeutycznymi zastosowaniami swoich produktów. Zach Davis biega Symulatory SimGear w Schaumburgu w stanie Illinois. SimGear dostarczył symulatory używane w Loyola Marymount.
„Mam kilku członków rodziny, którzy przeszli udar. To niesamowite móc być częścią tego projektu, wiedząc, że może on pomóc innym w przyszłości i lepiej zrozumieć następstwa udaru” – powiedziała Davis. „Teraz, gdy mają symulator, nie mogę się doczekać, do jakich innych badań go wykorzystają, ponieważ teraz każdy ma do niego dostęp w swojej placówce”.
Inicjatorem z tyłu jest Chris Considine Symulacje CXC w Los Angeles w Kalifornii i kolejny lider we wprowadzaniu symulacji wyścigów do badań medycznych i terapii.
„Teraz, gdy mają symulator, nie mogę się doczekać, do jakich innych badań go wykorzystają, ponieważ teraz każdy ma do niego dostęp w swojej placówce”.
„Zaczynając 15 lat temu rozmawiałem o tym z ludźmi, ale nikt nam nie wierzył” – wspomina Considine. „Ze względu na charakter sportów motorowych i sposób, w jaki trenujemy poprzez symulację, może on naprawdę rozszerzyć się na wiele innych dyscyplin. W sportach motorowych wszystko dzieje się tak szybko, że trzeba bardziej polegać na pamięci mięśniowej. Nie masz czasu na myślenie o swoich działaniach; musisz zareagować. Ma to wiele zastosowań i oczywiście rekonwalescencja po udarze jest jednym z nich. Wiele o TBI słyszymy także od NFL. Jest tak wiele zastosowań; to nigdy się nie kończy.”
Jako inżynier mechanik Smith ma jasny plan swojej pracy.
„Na potrzeby naszych badań sprawdzimy hipotezę, że wrażenie ruchu jest rzeczywiście głównym źródłem informacji zwrotnych od kierowcy, niezależnie od udaru mózgu czy wieku” – powiedział. „Następnie sprawdzimy, czy przedłużony trening na symulatorze obsługującym ruch, takim jak SimGear GT, może pomóc osobom, które przeżyły udar, na nowo nauczyć się wrażeń związanych z hamowaniem, skręcaniem i przyspieszaniem. Oczekujemy, że przywróci to refleks, który ułatwia manewry za kierownicą i pozwoli osobom po udarze skupić uwagę na niuansach bezpiecznej jazdy”.
