Výskumný tím testuje simulátor jazdy na zotavenie po mŕtvici

Traumatické poškodenie mozgu (TBI) môže byť jedným z najviac devastačné zranenia čo sa môže stať človeku. Pretože poškodenie je neviditeľné, TBI a mŕtvica trpiaci majú často problém presvedčiť ostatných, že zranenie je skutočné, a rozmanitosť symptómov sťažuje navrhovanie a podávanie účinných terapií. Teraz však jeden výskumník z Loyola Marymount University v Los Angeles skúma, či pacienti, ktorí prežili mŕtvicu a TBI, môžu profitujte z používania simulátora jazdy určeného pre automobilové preteky na testovanie neurologických deficitov a preškolenie tých, ktorí prežili, na riadenie bezpečne.

„Som v počiatočných fázach výskumného projektu, ktorý bude skúmať využitie jazdných simulátorov, ako napr SimGear GT, na zotavenie po mŕtvici. Cieľom výskumu je zistiť, či je tréning so simulátormi, ktoré poskytujú pohybovú spätnú väzbu, efektívnejší ako súčasný klinický štandard, ktorý často používa simulátory s pevnou základňou,“ povedal pre Digital Brendan Smith, odborný asistent strojného inžinierstva v Loyole Marymount. Trendy.

Prečo sú pretekárske simulátory iné

Moderné pretekárske simulátory sú oveľa zložitejšie ako jazdné nastavenia, na ktoré sú navrhnuté domáce hranie. Kompletný pretekársky simulátor je navrhnutý tak, aby vytvoril pohlcujúci zážitok z virtuálnej reality, vrátane pohybu celej platformy na simuláciu G-síl a skutočných pohybov vozidla.

Keith Maher je myšlienkový líder v technológii simulácie VR. Vedie spoločnosť s názvom VR Motion so sídlom v Hillsboro, Oregon. Maher postavil pretekárske simulátory aj verejné cestné tréningové systémy, takže rozdiel medzi nimi pozná lepšie ako väčšina ostatných. „Rozdiel medzi hrou a simuláciou je v tom, že hra sa vzdá reality tak, aby bola príjemné, zatiaľ čo simulácia s presnosťou predpovedá, čo sa stane v reálnom svete,“ povedal vysvetlil.

Súčasná technológia závodných simulátorov zahŕňa obopínajúce obrazovky pre bezproblémový výhľad pred vodiča aj vedľa neho a technológiu VR, ako napr. Oculus Rift okuliare, ktoré poskytujú vizuálne efekty. Paul Stary, prezident a generálny riaditeľ spoločnosti VirtualGT v Costa Mesa, Kalifornia, je špecialista na to, aby virtuálne prostredie skutočne pohltilo.

"Čo sa stane, je, že máte vedomú myseľ a nevedomú myseľ vo vzájomnom konflikte," povedal Stary. „Vedomá myseľ je ochotným účastníkom, chce, aby bola ilúzia skutočná. Keď sedíte v simulátore, zažijete zbierku efektov, ako je zvuk, vibrácie, pohyb, vizuálny obraz, ktorý sa vytvára, vibrácie v ovládacích prvkoch, efekty vynútenej spätnej väzby a tak ďalej. Všetky tieto efekty sa spájajú, aby vytvorili túto ilúziu. Podvedomie porovnáva to, čo sa deje v simulátore, s realitou, aby zistilo, či je to skutočné alebo nie.“

Smith testuje, či je pohyblivý simulátor lepší ako základný simulátor jazdy na pevnej základni na terapeutické použitie.

„Väčšina simulátorov, ktoré sa v súčasnosti používajú na terapiu, má pevnú základňu,“ pokračoval. „Tieto simulátory neposkytujú pohybovú spätnú väzbu, ktorá sa stáva zlatým štandardom medzi komunitou simulátorov. Bez tejto spätnej väzby je riadenie zredukované z bohatej súhry vizuálnych, haptických a vestibulárnych vnemov na náročné vizuálne cvičenie. Pevné simulátory preto môžu byť neadekvátnou klinickou praxou, pretože zanedbávajú základné vodičské zručnosti, na ktoré sa pacienti spoliehali predtým, ako dostali mŕtvicu.“

Kognitívna časť jazdy

"Neurologické poranenie, ako je mŕtvica, vedie k širokému spektru fyzických a kognitívnych porúch," poznamenal Smith. „Existujú adaptívne technológie, ako sú gombíky na volante a nástavce na rukoväti pre plynový a brzdový pedál, ktoré môžu do značnej miery pomôcť s fyzickou stránkou. Ale z kognitívnej stránky naša teória hovorí, že mnohé z reflexov, na ktoré sa vodiči spoliehajú, môžu byť prerušené mozgovou príhodou.“

Použitie simulátora umožňuje výskumníkom testovať tieto kognitívne problémy bez toho, aby sa pacient dostal do skutočného vozidla.

"Pred mozgovou príhodou môže väčšina vodičov pravdepodobne zastaviť na križovatke s minimálnou pozornosťou venovanou skutočnému zastaveniu," povedal Smith. „Namiesto toho vodiči skôr premýšľajú o tom, čo robiť ďalej, a zisťujú, či to bude jasné urobte to a pravdepodobne sa obzerajte za seba a dookola, aby ste sa uistili, že nikto nič nerobí obyčajný. Na plynulé zastavenie v správnom bode je potrebné veľmi málo vizuálnej pozornosti. Vodiči využívajú rôzne ďalšie zmysly, aby vykonávali manévre tak dôsledne. To zahŕňa pocit rovnováhy a kontaktný tlak so sedadlom, pričom obe závisia od rýchlosti zrýchľovania, brzdenia alebo otáčania. Obávame sa, že neurologické poranenie zmení to, ako sa tieto zmysly počas jazdy cítia, a ich opätovné učenie si vyžaduje prax.“

Kľúčom k efektívnemu testovaniu a terapii je nájdenie bezpečného miesta, kde si pacienti môžu vyskúšať jazdu a ukázať, čo dokážu.

"Sadnúť za volant a skutočne trénovať by pravdepodobne viedlo k najrýchlejšiemu zotaveniu, ale mohlo by to byť dosť nebezpečné," uviedol Smith. „Mohlo by sa zdať, že simulátory s pevnou základňou by pomohli. Po mozgovej príhode môže začať mať pocit, že sa všetko na ceste deje príliš rýchlo a bolo by ľahké si myslieť, že akákoľvek simulácia by bola dobrá prax. Môj výskumný tím však očakáva, že jazda bude taká ohromujúca najmä preto, že strata niekoľkých kľúčových reflexov náhle znamená, že všetko treba robiť zrakom. Ak nemôžete merať spomalenie pocitom, zrazu sa musíte zafixovať tempom, ktorým sa vzdialenosť k zastávke blíži. Zrazu sa všetky ostatné požiadavky na šoférovanie stanú druhoradými a šanca, že neuvidíte neočakávané nebezpečenstvo, stúpa. Pevná simulácia tieto reflexy nepretrénuje a musí namiesto toho trénovať nové zručnosti, ktoré môžu byť po mŕtvici príliš náročné.“

Prečo je technológia simulácie full-motion VR iná

Motiváciou pre používanie simulátorov s pohybovou spätnou väzbou je precvičenie týchto kľúčových reflexov u tých, ktorí prežili mŕtvicu alebo TBI. Simulátor umožňuje každému pacientovi precvičiť si zručnosti a rozvíjať reflexy a sebadôveru pri riadení umožňuje im využiť všetky vnemy, pohyb a kognitívne schopnosti, ktoré si zachovajú, aby sa dostali späť koleso bezpečne.

„V súčasnosti prebiehajú predbežné experimenty, aby sme zistili, ako vnímanie pohybu ovplyvňuje výkon vodiča bez zdravotného postihnutia počas simulovanej jazdy,“ vysvetlil Smith. „Ak sa im pohybová spätná väzba darí lepšie ako v režime s pevnou základňou, bude to dobrý dôkaz, že simulátory s podporou pohybu zapájajú reflexy, ktoré sú rozhodujúce pre riadenie. Potom začneme testovať, či ľudia, ktorí prežili mozgovú príhodu, tiež zlepšujú svoje vodičské schopnosti viac pomocou pocitu pohybu, v konečnom dôsledku testovanie, či to vedie k lepšej jazdnej spôsobilosti na ceste, ako to určuje profesionálna jazda hodnotiteľov. Zvažujeme tiež rozšírenie tejto štúdie na tých, ktorí prežili traumatické poranenie mozgu (TBI), ako sú mnohí naši veteráni, ktorí utrpeli otras mozgu alebo zranenia súvisiace s nárazom.

Pomocou simulátorov s plným pohybom môžete otestovať nedostatky v realistickej simulácii a tiež pomôcť pri zotavení.

"Čo to má spoločné s rehabilitáciou?" spýtal sa Smith. „Po prvé, po mŕtvici sa každodenné skúsenosti často cítia inak. Napríklad pri brzdení sa môže zrazu zdať, že sa otáčate doprava a mnohé z reflexov vyvinutých počas rokov jazdy môžu začať poskytovať nesprávne informácie. Našťastie sa náš mozog dokáže prispôsobiť zmenám, ako je táto, robíme to vždy, keď sa niečo učíme, či už sme mali mŕtvicu alebo nie. Toto prispôsobenie si však vyžaduje prax. A ak terapia sprostredkovaná simulátorom nezahŕňa pocit pohybu, táto dôležitá časť ich zotavenia sa neudeje.“

Výrobcovia simulátorov sú na palube

Výrobcovia závodných simulátorov prijali výskum terapeutických aplikácií svojich produktov. Zach Davis beží Simulátory SimGear v Schaumburgu, Illinois. SimGear poskytla simulátory používané v Loyola Marymount.

„Mám niekoľko členov rodiny, ktorí mali mŕtvicu. Je úžasné byť súčasťou tohto projektu s vedomím, že to môže v budúcnosti pomôcť ostatným a pochopiť viac o následkoch mŕtvice,“ povedal Davis. "Teraz, keď majú simulátor, teším sa na to, na aké ďalšie štúdie ho používajú, pretože teraz k nemu má prístup každý vo svojom zariadení."

Chris Considine je ťahúňom vzadu CXC simulácie v Los Angeles v Kalifornii a ďalší líder v zavádzaní pretekárskej simulácie do medicínskeho výskumu a terapie.

"Pred 15 rokmi som o tom hovoril s ľuďmi, ale nikto nám neveril," spomenula si Considine. „Vzhľadom na povahu motoristického športu a spôsob, akým trénujeme prostredníctvom simulácie, sa môže skutočne rozšíriť do mnohých ďalších disciplín. V motoristickom športe sa všetko deje tak rýchlo, že musíte viac klesnúť na svalovú pamäť. Nemáte čas premýšľať o svojich činoch; musis reagovat. Existuje na to toľko aplikácií a jednou z nich je samozrejme zotavenie po mŕtvici. Tiež veľa počúvame o TBI od NFL. Existuje toľko aplikácií; nikdy to neprestane."

Ako strojný inžinier má Smith pre svoju prácu jasný plán.

„Pre náš výskum otestujeme hypotézu, že pocit pohybu je skutočne primárnym zdrojom spätnej väzby vodiča bez ohľadu na mŕtvicu alebo vek,“ povedal. „Potom preskúmame, či rozšírený tréning so simulátorom s podporou pohybu, ako je SimGear GT, môže pomôcť ľuďom, ktorí prežili mozgovú príhodu, znovu sa naučiť pocit brzdenia, otáčania a zrýchľovania. Očakávame, že to obnoví reflexy, ktoré uľahčujú jazdné manévre a umožnia ľuďom, ktorí prežili mozgovú príhodu, zamerať svoju pozornosť na jemnejšie body bezpečnej jazdy.“