Opretholdelse af Aviator-ydeevne under forlænget operationel flyvning

Frivillige vil først planlægge en aftale for at fuldføre informeret samtykke, screeningsprocedurer og mødes med undersøgelseslægen. Når berettigelsen er verificeret, vil frivillige gennemføre baseline-vurderinger. Ved afslutningen af ​​baseline-vurderingerne vil frivillige blive planlagt til deres genbesøg og vil få udleveret deres actiwatch. Planlægning vil ske således, at der er mindst 16 timers tid mellem baseline-vurderinger og deres første behandlingsbesøg, hvorimod behandlingsbesøg planlægges således, at der er mindst 48 timer mellem besøgene. Stimulering vil blive opvejet med mindst 48 timer mellem leveringerne for at give mulighed for en udvaskningsperiode (Nitsche & Paulus, 2001). Planlægning vil ske således, at individuelle deltagere altid er planlagt på samme tidspunkt på dagen for at kontrollere eventuelle effekter af døgnrytme og individuelle forskelle.

Besøg 1: Testplanlægning, informeret samtykke, screeningsprocedurer og baselinevurderinger.

Under dette besøg vil forsøgspersonerne blive informeret om, at de skal have 8 timers søvn natten før hver testsession, med minimum 6 accepteret til deltagelse (bekræftet af en actiwatch og selvrapportering). Minimum 6 timer vil blive accepteret for at undgå potentielt tab af forsøgspersoner, der ikke er i stand til at opnå 8 timer. Dog vil 8 timer blive stresset for at tilskynde forsøgspersonerne til at være godt udhvilede før testdagene. De vil også blive instrueret i at afstå fra at tage håndkøbsmedicin, som kan fremkalde døsighed under hele undersøgelsens varighed, og afstå fra brugen af ​​stimulanser, herunder koffein i mindst 16 timer før studiedeltagelse, undgå alkoholbrug i en minimum 24 timer før deltagelse, og undgå brug af nikotin i minimum 2 timer før undersøgelsen. Disse anmodes om at opnå rene fysiologiske registreringer (f.eks. Gilbert, Dibb, Plath, & Hiyane, 2000 [koffein, nikotin]; Kähkӧnen, Wilenius, Nikulin, Ollikainen, & Ilmoniemi, 2003 [alkohol]). Hvis deltageren rapporterer brug af et stimulans, medicin, der fremkalder døsighed, nikotin, alkohol, eller actiwatch indikerer mindre end 6 timers hvile, vil deltageren blive frigivet fra undersøgelsen for den dag og bedt om at omlægge tidsplanen. I tilfælde af at actiwatch svigter, vil bekræftelsen være afhængig af selvrapportering og blive registreret i undersøgelsesloggen.

Efter informeret samtykke vil forsøgspersoner udfylde et sygehistorie spørgeskema med en undersøgelseslæge, der inkluderer koffeinforbrugsvaner for at bestemme eventuelle bivirkninger på grund af koffeinabstinenser. Et medlem af forskerholdet vil måle og registrere forsøgspersonens vitale tegn (temperatur, respirationsfrekvens, blodtryk, puls og iltmætning) på sygehistorie-spørgeskemaet. Undersøgelseslægen vil gennemgå spørgeskemaet om sygehistorie og vitale tegn for at træffe en endelig afgørelse om berettigelse. Ud over at bestemme egnethed, vil undersøgelseslægen eller den praktiserende læge diskutere regelmæssig koffeinforbrugsvane med forsøgspersonen, og om forsøgspersonen sandsynligvis vil opleve negative bivirkninger forbundet med koffeinabstinenser (f.eks. hovedpine). Hvis undersøgelseslægen bestemmer sig for at være berettiget, vil forsøgspersonerne blive tilmeldt undersøgelsen, udfylde databaseformularen for frivillige register, modtage actiwatch og få mundtlige instruktioner om dets brug og få udleveret en uddeling af retningslinjer for deltagelse. Efter at have modtaget actiwatch og retningslinjer, vil forsøgspersonen blive tilbudt mulighed for stimuleringsfamiliarisering. Dette vil indebære, at stimulationen påføres ved den foreskrevne intensitet (2 mA) i en varighed på 5 minutter, med anoden ved F3 og katoden på den kontralaterale bicep (højre arm). Formålet med dette vil være at give forsøgspersonen mulighed for at opleve, hvordan stimulationen føles, så de ved, hvad de kan forvente til stimulationsdagene. Efter stimulering er blevet anvendt, vil elektroderne blive fjernet, og forsøgspersonerne vil udfylde følgende spørgeskemaer: demografisk spørgeskema, Morningness-Eveningness Questionnaire (MEQ), Adult ADHD Self Report Scale (ASRS), Sleep Timing Questionnaire (STQ), Beck Depression Inventory (BDI), Shipley's Institute of Living Scale (SILS), Convergence Insufficiency Symptom Survey (CISS), Samn-Perelli Fatigue Scale, Short Stress State Questionnaire (SSSQ), Behavioural Inhibition / Avoidance Scales (BIS/BAS), Karolinska Sleepiness Scale ( KSS), og Profile of Mood States - Short Form (POMS-SF). Emnet vil derefter fuldføre en basissession af Rapid Visual Information Processing Task (RVIP) og Conners' Continuous Performance Task (CPT). Efter udfyldelse af spørgeskemaer vil elektroencefalogrammet blive placeret på forsøgspersonerne, og der vil blive taget baseline målinger, som er en serie af tre computeriserede opgaver leveret af Advanced Brain Monitoring (ABM Tasks), som vil blive brugt til baseline, og før/efter- stimulation EEG målinger. Forsøgspersonerne vil derefter mødes med forskningspiloten, som vil gennemgå de flyveopgaver, der kræves af denne undersøgelse, og eskortere forsøgspersonen ind i simulatoren for familiarisering og indsamling af baseline flyvepræstationsdata. Under familiariseringsflyvningen vil forskningspiloten sikre, at forsøgspersonen er i stand til at opfylde foreskrevne flyvestandarder, såsom at opretholde specificerede kurser, lufthastigheder og højder med minimal input/prompter, som vil blive registreret på flyvestandardarket. Basisflyvningen vil bestå af et scenarie svarende til, men ikke nøjagtigt, som de scenarier, der vil blive udført på behandlingsdage. Baseline ydeevne og EEG vil blive optaget og arkiveret til analyser/fortolkning. Emner vil blive frigivet på dette tidspunkt for dagen.

Besøg 2-3: tDCS-stimuleringstestsessioner.

Forsøgspersoner vil vende tilbage til besøg to mindst 16 timer efter deres første besøg. Besøg to og tre planlægges således, at der er mindst 48 timer mellem besøgene for at undgå overførselseffekter fra stimulationspåføring. Procedurerne for begge besøg vil være de samme. Når emnet ankommer, vil overholdelse af undersøgelsesinstruktioner blive verificeret og registreret på emnets overensstemmelsesarket. Hvis forsøgspersonen ikke overholder instruktionerne om medicin/stimulans/alkoholforbrug, eller actiwatch angiver mindre end 6 timers hvile, vil forsøgspersonen blive frigivet fra undersøgelsen for den pågældende dag og bedt om at omlægge tidsplanen. I tilfælde af at actiwatch svigter, vil bekræftelsen være afhængig af selvrapportering og blive noteret i undersøgelsesnotesbogen.

Forsøgspersonerne udfylder derefter spørgeskemaet om bivirkninger, KSS, Samn-Perelli Fatigue Scale, SSSQ og POMS-SF for at afgøre, om der er fysiske symptomer til stede før stimulering (f.eks. hovedpine) og eventuelle humørforstyrrelser. Når spørgeskemaerne er udfyldt, vil forsøgspersonens vitale tegn blive målt og registreret på bivirkningsspørgeskemaet.

Dernæst vil emnet blive forberedt til at gennemføre flyscenarierne og modtage stimulering. Først vil emnet blive udstyret med EEG, og præ-stimulering baseline-optagelser vil blive opnået, mens emnet fuldfører en yderligere iteration af ABM-opgaverne. Dernæst vil hovedbunden blive markeret for tDCS-elektrodeplacering ved hjælp af en vaskbar markør. Dette vil blive gjort, efterhånden som EEG'et fjernes, så EEG-elektrodeplaceringerne kan bruges til at identificere placering af tDCS-elektroder. Hovedbundsrensning vil ske efter behov. Når den er fjernet, vil emnet blive eskorteret til simulatoren, hvor tDCS-elektroderne sættes på plads. Emnet vil blive tilbudt mulighed for at foretage justeringer efter behov for komfort og for at blive fortrolig med simulatoren. Når det er behageligt, vil forskningspiloten give en missionsbrief før flyvningen efterfulgt af udfyldelsen af ​​en standard tjekliste før flyvningen. Disse er estimeret til at vare cirka 20 minutter i alt. Når oversigten og tjeklisten er udfyldt, begynder flyscenariet. De er designet til at kræve minimale input fra piloter og er tidligere blevet valideret som lav arbejdsbyrde. Der blev designet to flyscenarier, der inkluderer det samme antal manøvrer og kræver de samme flyveparametre (f.eks. lufthastighed, højde). En flyvning vil involvere en flyvning fra Ft. Rucker til Montgomery og den anden flyvning vil blive omvendt (Montgomery til Ft. Rucker), så forsøgspersonerne ikke gentager den nøjagtige samme flyvning to gange. Således vil forsøgspersoner flyve et scenarie på besøg to og et andet på besøg tre, hvilket vil blive opvejet blandt fagene.

Timing af stimulering vil variere ved tilfældigt at tildele forsøgspersoner til en af ​​to grupper. Gruppe A vil modtage den aktive stimulation under pre-mission briefen og pre-flight checkliste afslutning i i alt 20 minutter for at evaluere, om anvendelse af stimulation ved starten af ​​flyvningen forhindrer indtræden af ​​forringet præstation. Gruppe B vil modtage den aktive stimulation på to tidspunkter, hver i en varighed på 10 minutter, i alt 20 minutter. Den første levering af stimulation vil finde sted 30 minutter inde i flyvningen, mens den anden administration vil finde sted 60 minutter inde i flyvningen. Dette vil blive gjort for at vurdere, om stimulering anvendt i den forventede tidsramme for tab af årvågenhed (ca. 30 minutter inde i opgaven) vil opveje dette tab. For at præcisere, er stimulus timing en mellem-grupper faktor. En sekundær opgave vil også blive implementeret for at måle, om der sker præstationsændringer på primær eller sekundær opgaveudførelse. Den sekundære opgave vil bestå af periodiske radioopkald, som piloten skal reagere på, og fysiske reaktioner på et visuelt mål præsenteret på en tablet placeret i cockpittet. Hver gruppe vil også opleve en sham-stimuleringstilstand, hvor stimulering i hvert af intervallerne vil blive anvendt i 10 % af stimulationsperioden svarende til deres gruppeopgaver (Gruppe A: 30s rampe op tid, 60s stimulation, 30s rampe ned tid, i 2 minutter i alt; Gruppe B: 2 leverancer med 30 sekunders rampetid og 30 sekunders rampe ned tid, for 1 minut i alt).

Ved afslutningen af ​​flyvningen vil emnet blive eskorteret ud af simulatoren, tDCS-elektroder vil blive fjernet. Forsøgspersonen vil udfylde NASA TLX, bivirkningsspørgeskema, KSS, Samn-Perelli Fatigue Scale, SSQ, POMS-SF og BDI for at afgøre, om der kan være opstået fysiske symptomer eller søvnighed/humørændringer på grund af stimulationen. Det fysiske bivirkningsspørgeskema og BDI vil blive undersøgt umiddelbart efter afslutningen for at evaluere scoren. Hvis der opnås en score større end fem på spørgeskemaet om bivirkninger, vil undersøgelseslægen blive underrettet og vil rådføre sig med forsøgspersonen for at vurdere, om de rapporterede symptomer skyldes stimuleringen, og hvis forsøgspersonen er sikker at fortsætte, skal planlægges om. i endnu en dag, eller skal fjernes fra undersøgelsen. Efter at spørgeskemaerne er blevet udfyldt, vil EEG'et blive genanvendt for at registrere data, mens deltageren gennemfører en iteration af hver RVIP og CPT. Når alle opgaver er afsluttet, vil forsøgspersonen udfylde et post-stimuleringsspørgeskema (bilag U) for at evaluere, om forsøgspersonen kunne opdage forskelle mellem aktiv og falsk stimulering, og om forsøgspersonen mente, at stimulationen ændrede præstation. Derefter vil emnet blive eskorteret til emneloungen. Forsøgspersonen forbliver i fagloungen, hvor han vil have adgang til aktiviteter (læsning, tv, bordtennis osv.) i de næste 8 timer. Hver anden time efter den første RVIP- og CPT-administration vil der blive givet endnu en RVIP- og CPT-administration sammen med det fysiske bivirkningsspørgeskema, KSS, Samn-Perelli Fatigue Scale, SSSQ og POMS-SF. Dette vil give os mulighed for at spore tidsforløbet for tDCS-effekterne. Efter de afsluttende opgaver og spørgeskemaadministrationen vil emnet blive frigivet for dagen og mindet om at holde actiwatch tændt for at registrere eventuelle ændringer i søvn. Da det tredje besøg vil være det sidste behandlingsbesøg, vil deltageren blive bedt om at returnere actiwatchet på et passende tidspunkt, dog mindst 48 timer efter stimulationsapplikationen for at sikre måling af mindst to nætters søvn. Kompensation vil være betinget af returnering af actiwatch-enheden, da forsøgspersoner skal udfylde deres 1099 skatteformular, når de returnerer uret.

Den samlede varighed af en testsession er cirka tolv timer. Inden udgivelsen vil et medlem af forskerholdet kontrollere vitale tegn, og derefter mødes forsøgspersonen kort med undersøgelseslægen for at afgøre, om forsøgspersonen sikkert kan ryddes og frigives for dagen. Tabel 5 viser den nødvendige tid for hver aktivitet. Ved afslutningen af ​​den tredje session vil forsøgspersonen blive mindet om at returnere actiwatchet om mindst 48 timer og fortsætte med at bære det, indtil det vender tilbage. Ved returnering af actiwatch, vil KSS blive administreret igen. Til sidst vil post-undersøgelses spørgeskemaet blive administreret for at evaluere anvendeligheden/accepten af ​​tDCS.