ทีมวิจัยทดสอบเครื่องจำลองการขับรถเพื่อการฟื้นฟูโรคหลอดเลือดสมอง

อาการบาดเจ็บที่สมองที่กระทบกระเทือนจิตใจ (TBI) อาจเป็นหนึ่งในอาการบาดเจ็บที่พบบ่อยที่สุด อาการบาดเจ็บสาหัส ที่สามารถเกิดขึ้นได้กับมนุษย์ เพราะว่า ความเสียหายไม่สามารถมองเห็นได้, บาดเจ็บที่สมอง และ จังหวะ ผู้ป่วยมักจะมีปัญหาในการโน้มน้าวผู้อื่นว่าอาการบาดเจ็บนั้นมีอยู่จริง และอาการที่หลากหลายทำให้การออกแบบและจัดการการรักษาที่มีประสิทธิผลทำได้ยากขึ้น แต่ตอนนี้นักวิจัยคนหนึ่งจากมหาวิทยาลัย Loyola Marymount ในลอสแอนเจลิสกำลังตรวจสอบว่าผู้รอดชีวิตจากโรคหลอดเลือดสมองและผู้รอดชีวิตจาก TBI สามารถทำได้หรือไม่ ได้รับประโยชน์จากการใช้เครื่องจำลองการขับรถที่ออกแบบมาสำหรับการแข่งรถเพื่อทดสอบความบกพร่องทางระบบประสาทและฝึกผู้รอดชีวิตให้ขับรถได้ ได้อย่างปลอดภัย

“ฉันอยู่ในขั้นเริ่มต้นของโครงการวิจัยที่จะตรวจสอบการใช้เครื่องจำลองการขับขี่ เช่น ซิมเกียร์ จีทีเพื่อการฟื้นตัวของโรคหลอดเลือดสมอง เป้าหมายของการวิจัยคือการดูว่าการฝึกด้วยเครื่องจำลองที่ให้การตอบสนองการเคลื่อนไหวมีประสิทธิผลมากกว่าทางคลินิกในปัจจุบันหรือไม่ มาตรฐานซึ่งมักใช้เครื่องจำลองฐานคงที่” Brendan Smith ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลที่ Loyola Marymount กล่าวกับ Digital เทรนด์

เหตุใดเครื่องจำลองการแข่งรถจึงแตกต่าง

เครื่องจำลองการแข่งรถสมัยใหม่มีความซับซ้อนมากกว่าการตั้งค่าการขับขี่ที่ออกแบบมาสำหรับ การเล่นเกมที่บ้าน. เครื่องจำลองการแข่งรถเต็มรูปแบบได้รับการออกแบบเพื่อสร้างประสบการณ์เสมือนจริงที่ดื่มด่ำ รวมถึงการเคลื่อนย้ายแพลตฟอร์มทั้งหมดเพื่อจำลอง G-force และการเคลื่อนไหวจริงของยานพาหนะ

Keith Maher เป็นผู้นำทางความคิดในด้านเทคโนโลยีการจำลอง VR เขาเปิดบริษัทชื่อ วีอาร์ โมชั่น ตั้งอยู่ในเมืองฮิลส์โบโร รัฐออริกอน Maher ได้สร้างทั้งเครื่องจำลองการแข่งรถและระบบการฝึกบนถนนสาธารณะ ดังนั้นเขาจึงรู้ถึงความแตกต่างระหว่างทั้งสองได้ดีกว่าคนส่วนใหญ่ “ความแตกต่างระหว่างเกมกับการจำลองก็คือเกมจะละทิ้งความเป็นจริงเพื่อที่จะเป็นเช่นนั้น สนุกสนาน ในขณะที่การจำลองจะทำนายได้อย่างแม่นยำว่าจะเกิดอะไรขึ้นในโลกแห่งความเป็นจริง” เขากล่าว อธิบาย

เทคโนโลยีการจำลองการแข่งรถในปัจจุบันประกอบด้วยหน้าจอแบบโค้งมนเพื่อการรับชมที่ไร้รอยต่อทั้งด้านหน้าและด้านข้างคนขับ และเทคโนโลยี VR เช่น Oculus Rift แว่นตาเพื่อให้เอฟเฟ็กต์ภาพ พอล สตารี ประธานและซีอีโอของ VirtualGT ในคอสตาเมซา แคลิฟอร์เนีย เป็นผู้เชี่ยวชาญในการทำให้สภาพแวดล้อมเสมือนจริงน่าดื่มด่ำอย่างแท้จริง

“สิ่งที่เกิดขึ้นคือคุณมีจิตสำนึกและจิตไร้สำนึกขัดแย้งกัน” สตารีกล่าว “จิตสำนึกคือผู้เข้าร่วมที่เต็มใจ และต้องการให้ภาพลวงตาเป็นจริง เมื่อคุณนั่งในเครื่องจำลอง คุณจะพบกับชุดเอฟเฟกต์ต่างๆ เช่น เสียง การสั่น การเคลื่อนไหว ภาพที่สร้างขึ้น การสั่นในส่วนควบคุม เอฟเฟกต์บังคับป้อนกลับ และอื่นๆ เอฟเฟกต์ทั้งหมดมารวมกันเพื่อสร้างภาพลวงตานี้ จิตใต้สำนึกจะเปรียบเทียบสิ่งที่เกิดขึ้นในเครื่องจำลองกับความเป็นจริงเพื่อดูว่ามันเป็นเรื่องจริงหรือไม่”

Smith กำลังทดสอบว่าเครื่องจำลองการเคลื่อนไหวดีกว่าเครื่องจำลองการขับขี่แบบพื้นฐานคงที่สำหรับการใช้งานด้านการรักษาหรือไม่

“เครื่องจำลองส่วนใหญ่ที่ใช้ในการบำบัดในปัจจุบันมีความหลากหลายแบบฐานตายตัว” เขากล่าวต่อ “เครื่องจำลองเหล่านี้ไม่ได้ให้การตอบสนองการเคลื่อนไหวที่กลายเป็นมาตรฐานทองคำในชุมชนการแข่งรถซิม หากไม่มีการตอบสนองนี้ การขับขี่จะลดลงจากการมีส่วนร่วมทางสายตา การสัมผัส และความรู้สึกการทรงตัวไปสู่การออกกำลังกายทางสายตาที่ยุ่งยาก เครื่องจำลองแบบประจำที่จึงอาจไม่เพียงพอในการปฏิบัติงานทางคลินิก เนื่องจากเครื่องจำลองดังกล่าวละเลยทักษะการขับรถขั้นพื้นฐานที่ผู้ป่วยต้องพึ่งพาก่อนที่จะเป็นโรคหลอดเลือดสมอง”

ส่วนความรู้ความเข้าใจในการขับขี่

“การบาดเจ็บทางระบบประสาท เช่น โรคหลอดเลือดสมอง นำไปสู่ความบกพร่องทางร่างกายและการรับรู้ที่หลากหลาย” สมิธกล่าว “มีเทคโนโลยีที่ปรับเปลี่ยนได้ เช่น ปุ่มบังคับพวงมาลัยและที่จับสำหรับคันเร่งและแป้นเบรก ซึ่งสามารถช่วยในด้านกายภาพได้มาก แต่ในด้านการรับรู้ ทฤษฎีของเราคือปฏิกิริยาตอบสนองหลายอย่างที่ผู้ขับขี่ต้องพึ่งพาสามารถถูกขัดจังหวะได้ด้วยโรคหลอดเลือดสมอง”

การใช้เครื่องจำลองช่วยให้นักวิจัยสามารถทดสอบปัญหาด้านความรู้ความเข้าใจเหล่านั้นได้โดยไม่ต้องนำผู้ป่วยขึ้นยานพาหนะจริง

“ก่อนเกิดจังหวะ ผู้ขับขี่ส่วนใหญ่อาจจะหยุดรถที่ทางแยกโดยให้ความสนใจน้อยที่สุดกับการหยุดจริง” สมิธกล่าว “ในทางกลับกัน ผู้ขับขี่มีแนวโน้มที่จะคิดว่าจะทำอย่างไรต่อไป เพื่อดูว่าจะมีความชัดเจนหรือไม่ ทำเช่นนั้นและอาจมองไปข้างหลังและรอบๆ เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีใครทำอะไรนอกนั้น สามัญ. จำเป็นต้องมีการเอาใจใส่เพียงเล็กน้อยในการหยุดรถที่จุดที่ถูกต้องอย่างสม่ำเสมอ ผู้ขับใช้ประสาทสัมผัสอื่นๆ ที่หลากหลายเพื่อควบคุมรถอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งรวมถึงความรู้สึกสมดุลของบุคคล และแรงกดบนเบาะนั่ง ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ขึ้นอยู่กับอัตราการเร่งความเร็ว การเบรก หรือการเลี้ยว เรากลัวว่าอาการบาดเจ็บทางระบบประสาทจะเปลี่ยนความรู้สึกเหล่านี้ขณะขับรถ และจำเป็นต้องได้รับการฝึกฝนเพื่อเรียนรู้ใหม่”

การค้นหาสถานที่ที่ปลอดภัยเพื่อให้ผู้ป่วยได้ฝึกขับรถและสาธิตสิ่งที่พวกเขาสามารถทำได้คือกุญแจสำคัญในการทดสอบและการบำบัดที่มีประสิทธิภาพ

“การขับรถและฝึกซ้อมจริงๆ อาจช่วยให้ฟื้นตัวได้เร็วที่สุด แต่ก็ค่อนข้างอันตราย” สมิธกล่าว “เครื่องจำลองแบบฐานคงที่อาจดูเหมือนช่วยได้ หลังจากจังหวะหนึ่ง อาจเริ่มรู้สึกว่าทุกอย่างบนท้องถนนเกิดขึ้นเร็วเกินไป และเป็นเรื่องง่ายที่จะคิดว่าการจำลองใดๆ ก็ตามจะเป็นแนวทางปฏิบัติที่ดี อย่างไรก็ตาม ทีมวิจัยของฉันคาดว่าการขับขี่จะล้นหลามเป็นส่วนใหญ่ เนื่องจากการสูญเสียการตอบสนองที่สำคัญบางอย่างในทันที หมายความว่าทุกสิ่งทุกอย่างจะต้องดำเนินการโดยการมองเห็น หากคุณไม่สามารถวัดการชะลอตัวด้วยความรู้สึกได้ จู่ๆ คุณก็จำเป็นต้องจับจ้องไปที่จังหวะที่ระยะทางถึงจุดหยุดรถ ทันใดนั้นความต้องการอื่นๆ ในการขับขี่ก็กลายเป็นเรื่องรอง และโอกาสที่จะไม่เห็นอันตรายที่ไม่คาดคิดก็เพิ่มสูงขึ้น การจำลองแบบฐานคงที่จะไม่ฝึกการตอบสนองเหล่านั้นขึ้นมาใหม่ และจะต้องฝึกทักษะใหม่ๆ แทน ซึ่งอาจต้องใช้ความพยายามมากเกินไปหลังจากการสโตรค”

เหตุใดเทคโนโลยีการจำลอง VR ฟูลโมชั่นจึงแตกต่าง

แรงจูงใจในการใช้เครื่องจำลองที่มีการตอบรับการเคลื่อนไหวคือการฝึกการตอบสนองที่สำคัญเหล่านั้นอีกครั้งในโรคหลอดเลือดสมองหรือผู้รอดชีวิตจาก TBI โดยให้ผู้ป่วยแต่ละรายได้ฝึกฝนทักษะและพัฒนาปฏิกิริยาตอบสนองและความมั่นใจในการขับขี่เครื่องจำลอง ช่วยให้พวกเขาสามารถใช้ประโยชน์จากความรู้สึก การเคลื่อนไหว และความสามารถทางปัญญาทั้งหมดที่พวกเขาเก็บไว้เพื่อนำกลับมาอยู่ข้างหลัง ล้ออย่างปลอดภัย

“ขณะนี้ เรากำลังทำการทดลองเบื้องต้นเพื่อพิจารณาว่าการรับรู้การเคลื่อนไหวส่งผลต่อประสิทธิภาพของผู้ขับขี่ที่ไม่พิการในระหว่างการขับขี่จำลองอย่างไร” สมิธอธิบาย “หากพวกเขาตอบสนองต่อการเคลื่อนไหวได้ดีกว่าในโหมดฐานคงที่ นี่จะเป็นหลักฐานที่ดีว่าเครื่องจำลองที่เปิดใช้งานการเคลื่อนไหวจะมีส่วนร่วมกับปฏิกิริยาตอบสนองที่มีความสำคัญต่อการขับขี่ จากนั้น เราจะเริ่มทดสอบว่าผู้รอดชีวิตจากโรคหลอดเลือดสมองปรับปรุงความสามารถในการขับขี่ของตนมากขึ้นด้วยการรับรู้การเคลื่อนไหวหรือไม่ ในท้ายที่สุดจะเป็นการทดสอบว่าสิ่งนี้นำไปสู่สมรรถภาพในการขับขี่บนถนนที่ดีขึ้นหรือไม่ตามที่กำหนดโดยนักขับขี่มืออาชีพ ผู้ประเมิน เรากำลังพิจารณาที่จะขยายการศึกษานี้ไปยังผู้รอดชีวิตจากการบาดเจ็บที่สมอง (TBI) เช่น ทหารผ่านศึกของเราหลายคนที่ต้องทนกับการถูกกระทบกระแทกหรือการบาดเจ็บที่เกี่ยวข้องกับแรงกระแทก”

การใช้เครื่องจำลองการเคลื่อนไหวเต็มรูปแบบสามารถทดสอบการขาดดุลในการจำลองแบบสมจริง และยังช่วยในการฟื้นตัวอีกด้วย

“แล้วมันเกี่ยวอะไรกับการฟื้นฟูล่ะ” สมิธถาม “ประการแรก หลังจากที่เป็นโรคหลอดเลือดสมอง ประสบการณ์ในแต่ละวันมักจะรู้สึกแตกต่างออกไป ตัวอย่างเช่น การเบรกอาจรู้สึกเหมือนอยากเลี้ยวขวากะทันหัน และปฏิกิริยาตอบสนองหลายอย่างที่เกิดขึ้นระหว่างการขับขี่หลายปีอาจเริ่มให้ข้อมูลที่ไม่ถูกต้อง โชคดีที่สมองของเราปรับตัวเข้ากับการเปลี่ยนแปลงเช่นนี้ได้ดี เราทำทุกครั้งที่เรียนรู้อะไรก็ตาม ไม่ว่าเราจะเป็นโรคหลอดเลือดสมองหรือไม่ก็ตาม แต่การปรับตัวนี้ต้องอาศัยการฝึกฝน และหากการบำบัดโดยใช้เครื่องจำลองไม่เกี่ยวข้องกับความรู้สึกเคลื่อนไหว ส่วนสำคัญของการฟื้นตัวก็จะไม่เกิดขึ้น”

ผู้ผลิตเครื่องจำลองก็เข้าร่วมด้วย

ผู้ผลิตเครื่องจำลองการแข่งรถได้นำการวิจัยไปใช้ในการบำบัดรักษาผลิตภัณฑ์ของตน แซค เดวิส วิ่ง เครื่องจำลอง SimGear ในเมืองชอมเบิร์ก รัฐอิลลินอยส์ SimGear ได้จัดเตรียมเครื่องจำลองที่ใช้งานอยู่ที่ Loyola Marymount

“ฉันมีสมาชิกในครอบครัวสองสามคนที่เป็นโรคหลอดเลือดสมอง เป็นเรื่องที่น่าทึ่งมากที่ได้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการนี้ โดยรู้ว่าจะสามารถช่วยเหลือผู้อื่นได้ในอนาคต และเข้าใจมากขึ้นเกี่ยวกับผลที่ตามมาของโรคหลอดเลือดสมอง” เดวิสกล่าว “ตอนนี้พวกเขามีเครื่องจำลองแล้ว ฉันหวังว่าจะได้เห็นว่ามีการศึกษาอื่นๆ อะไรบ้างที่พวกเขาใช้มันเพราะตอนนี้ทุกคนสามารถเข้าถึงมันได้ที่โรงงานของพวกเขา”

Chris Considine เป็นผู้เสนอญัตติเบื้องหลัง การจำลอง CXC ในลอสแอนเจลิส รัฐแคลิฟอร์เนีย และผู้นำอีกรายในการนำการจำลองการแข่งรถมาสู่การวิจัยและการบำบัดทางการแพทย์

“เมื่อ 15 ปีที่แล้ว ฉันกำลังพูดคุยกับผู้คนเกี่ยวกับเรื่องนี้ แต่ไม่มีใครเชื่อเรา” คอนซิดีนจำได้ “เนื่องจากธรรมชาติของมอเตอร์สปอร์ตและวิธีที่เราฝึกฝนผ่านการจำลอง มันจึงสามารถขยายไปสู่สาขาวิชาอื่น ๆ ได้มากมาย ในกีฬามอเตอร์สปอร์ต ทุกอย่างเกิดขึ้นเร็วมากจนคุณต้องถอยความจำของกล้ามเนื้อมากขึ้น คุณไม่มีเวลาคิดเกี่ยวกับการกระทำของคุณ คุณต้องตอบสนอง มีแอปพลิเคชั่นมากมายสำหรับสิ่งนั้น และเห็นได้ชัดว่าการฟื้นตัวจากโรคหลอดเลือดสมองเป็นหนึ่งในนั้น นอกจากนี้เรายังได้ยินเรื่องเกี่ยวกับ TBI มากมายจาก เอ็นเอฟแอล. มีแอปพลิเคชั่นมากมาย มันไม่เคยหยุด”

ในฐานะวิศวกรเครื่องกล Smith มีแผนงานที่ชัดเจน

“สำหรับการวิจัยของเรา เราจะทดสอบสมมติฐานที่ว่าความรู้สึกเคลื่อนไหวเป็นแหล่งความคิดเห็นหลักของผู้ขับขี่ โดยไม่คำนึงถึงโรคหลอดเลือดสมองหรืออายุ” เขากล่าว “จากนั้น เราจะตรวจสอบว่าการฝึกแบบขยายเวลาด้วยเครื่องจำลองการเคลื่อนไหว เช่น SimGear GT สามารถช่วยให้ผู้รอดชีวิตจากโรคหลอดเลือดสมองเรียนรู้ความรู้สึกของการเบรก การเลี้ยว และการเร่งความเร็วอีกครั้งได้หรือไม่ เราคาดหวังว่าสิ่งนี้จะช่วยฟื้นฟูการตอบสนองที่ทำให้การซ้อมรบง่ายขึ้น และทำให้ผู้รอดชีวิตจากโรคหลอดเลือดสมองมุ่งความสนใจไปที่จุดปลีกย่อยของการขับขี่อย่างปลอดภัย”