Lentäjän suorituskyvyn ylläpitäminen pidennetyn operatiivisen lennon aikana

Vapaaehtoiset varaavat ensin tapaamisen tietoon perustuvan suostumuksen, seulontamenettelyjen ja tutkimuslääkärin tapaamista varten. Kun kelpoisuus on varmistettu, vapaaehtoiset suorittavat perusarvioinnit. Perustason arvioinnin päätyttyä vapaaehtoisille suunnitellaan uusintakäyntejä ja heille annetaan toimintakello. Ajoitus tehdään siten, että perusarviointien ja niiden ensimmäisen hoitokäynnin välillä on vähintään 16 tuntia, kun taas hoitokäynnit ajoitetaan siten, että käyntien välillä on vähintään 48 tuntia. Stimulaatiota tasapainotetaan vähintään 48 tunnilla toimitusten välillä, jotta huuhtoutumisjakso saadaan aikaan (Nitsche & Paulus, 2001). Aikataulut tehdään siten, että yksittäiset osallistujat ajoitetaan aina samaan aikaan vuorokaudesta valvomaan vuorokausirytmin ja yksilöllisten erojen vaikutuksia.

Vierailu 1: Testien ajoitus, tietoinen suostumus, seulontamenettelyt ja lähtötilanteen arvioinnit.

Tämän vierailun aikana koehenkilöille kerrotaan, että heidän tulisi nukkua 8 tuntia kutakin testauskertaa edeltävänä yönä, ja vähintään 6 tuntia hyväksytään osallistumiseen (vahvistetaan aktiivikatselulla ja itseraportilla). Vähintään 6 tuntia hyväksytään, jotta vältetään sellaisten koehenkilöiden mahdollinen menetys, jotka eivät pysty saamaan 8 tuntia. Kuitenkin 8 tuntia stressiä kannustetaan koehenkilöitä lepäämään hyvin ennen testipäiviä. Heitä myös neuvotaan pidättäytymään ottamasta itsehoitolääkkeitä, jotka voivat aiheuttaa uneliaisuutta koko tutkimuksen ajan, ja pidättäytymään stimulanttien, mukaan lukien kofeiinin, käytöstä vähintään 16 tuntia ennen tutkimukseen osallistumista, välttämään alkoholin käyttöä vähintään 24 tuntia ennen osallistumista ja välttää nikotiinin käyttöä vähintään 2 tuntia ennen tutkimusta. Näitä pyydetään puhtaiden fysiologisten tallenteiden saamiseksi (esim. Gilbert, Dibb, Plath & Hiyane, 2000 [kofeiini, nikotiini]; Kähkӧnen, Wilenius, Nikulin, Ollikainen, & Ilmoniemi, 2003 [alkoholi]). Jos osallistuja ilmoittaa käyttäneensä stimulanttia, uneliaisuutta aiheuttavaa lääkettä, nikotiinia, alkoholia tai aktivointikello osoittaa alle 6 tunnin lepoajan, osallistuja vapautetaan tutkimuksesta kyseiselle päivälle ja häntä pyydetään muuttamaan aikataulua. Jos aktivointikello epäonnistuu, vahvistus perustuu omaan ilmoitukseen ja kirjataan tutkimuslokiin.

Tietoisen suostumuksen saatuaan koehenkilöt täyttävät tutkimuslääkärin kanssa sairaushistoriakyselyn, joka sisältää kofeiinin kulutustottumukset kofeiinin vieroituksesta johtuvien mahdollisten sivuvaikutusten määrittämiseksi. Tutkimusryhmän jäsen mittaa ja tallentaa potilaan elintoiminnot (lämpötila, hengitystiheys, verenpaine, pulssi ja happisaturaatio) sairaushistoriakyselyyn. Tutkimuslääkäri tarkistaa sairaushistoriakyselyn ja elintoiminnot tehdäkseen lopullisen päätöksen kelpoisuudesta. Kelpoisuuden määrittämisen lisäksi tutkimuslääkäri tai lääkäri keskustelee potilaan kanssa säännöllisestä kofeiininkulutuksesta ja siitä, kokeeko kofeiinin vieroittamiseen liittyviä negatiivisia sivuvaikutuksia (esim. päänsärky). Jos tutkimuslääkäri päättää kelvollisiksi, koehenkilöt rekisteröidään tutkimukseen, täyttävät vapaaehtoisrekisteritietokantalomakkeen, saavat toimintakellon ja saavat suulliset ohjeet sen käytöstä ja heille jaetaan osallistumisohjeet. Aktivointikellon ja ohjeiden saatuaan koehenkilölle tarjotaan mahdollisuus stimulaatiotutkitteluun. Tämä edellyttää stimulaation käyttämistä määrätyllä intensiteetillä (2 mA) 5 minuutin ajan anodi F3:ssa ja katodi kontralateraalisessa hauislihaksessa (oikea käsi). Tämän tarkoituksena on antaa tutkittavalle mahdollisuus kokea, miltä stimulaatio tuntuu, jotta hän tietää, mitä odottaa stimulaatiopäiviltä. Kun stimulaatiota on käytetty, elektrodit poistetaan ja koehenkilöt täyttävät seuraavat kyselylomakkeet: demografinen kyselylomake, aamu-iltakysely (MEQ), aikuisten ADHD-selfraporttiasteikko (ASRS), uniajastuskysely (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), Behavioral Inhibition / Avoidance Scales (BIS/BAS), Karolinska (Sleepiness) KSS) ja mielialatilaprofiili - lyhyt lomake (POMS-SF). Kohde suorittaa seuraavaksi perusistunnon Rapid Visual Information Processing Task (RVIP) ja Conners' Continuous Performance Task (CPT). Kyselylomakkeiden täyttämisen jälkeen koehenkilöille asetetaan elektroenkefalogrammi ja tehdään perusmittaukset, jotka ovat Advanced Brain Monitoringin (ABM Tasks) tarjoamien kolmen tietokoneistetun tehtävän sarja, joita käytetään lähtötilanteessa sekä ennen / jälkeen. stimulaatio-EEG-mittaukset. Tämän jälkeen koehenkilöt tapaavat tutkimuslentäjän, joka käy läpi tässä tutkimuksessa vaadittavat lentotehtävät ja saattaa tutkittavan simulaattoriin perehdyttämistä ja peruslennon suorituskykytietojen keräämistä varten. Tutustumislennon aikana tutkimuslentäjä varmistaa, että tutkittava pystyy noudattamaan määrättyjä lentostandardeja, kuten ylläpitämään määrätyt suunnat, ilmanopeudet ja korkeudet mahdollisimman vähällä syötteellä/kehotteilla, jotka kirjataan lentostandardisivulle. Peruslento koostuu skenaariosta, joka on samanlainen, mutta ei tarkka, kuin skenaariot, jotka suoritetaan hoitopäivinä. Perustason suorituskyky ja EEG tallennetaan ja arkistoidaan analyyseja/tulkintaa varten. Aiheet vapautetaan tässä vaiheessa päiväksi.

Käynnit 2-3: tDCS-stimulaatiotestiistunnot.

Koehenkilöt palaavat toiselle käynnille vähintään 16 tuntia ensimmäisen käynnin jälkeen. Toinen ja kolmas käynti ajoitetaan siten, että käyntien välissä on vähintään 48 tuntia, jotta vältetään stimulaatiosovelluksen aiheuttamat vaikutukset. Molempien käyntien menettelyt ovat samat. Kun tutkittava saapuu, opiskeluohjeiden noudattaminen varmistetaan ja kirjataan aiheen noudattamislomakkeelle. Jos koehenkilö ei noudata lääkityksen/stimulantin/alkoholin käyttöohjeita tai aktivointikello osoittaa alle 6 tuntia lepoa, koehenkilö vapautetaan tutkimuksesta kyseiselle päivälle ja häntä pyydetään muuttamaan aikataulua. Jos aktivointikello epäonnistuu, vahvistus perustuu omaan ilmoitukseen ja kirjataan tutkimusmuistikirjaan.

Tämän jälkeen koehenkilöt täyttävät sivuvaikutuskyselylomakkeen, KSS:n, Samn-Perellin väsymisasteikon, SSSQ:n ja POMS-SF:n määrittääkseen, esiintyykö fyysisiä oireita ennen stimulaatiota (esim. päänsärkyä) ja mielialahäiriöitä. Kun kyselylomakkeet on täytetty, potilaan elintoiminnot mitataan ja kirjataan sivuvaikutuskyselyyn.

Seuraavaksi koehenkilö valmistautuu lentoskenaarioiden suorittamiseen ja stimulaation saamiseen. Ensin koehenkilö varustetaan EEG:llä ja esistimulaatiota edeltävät lähtötilanteen tallenteet saadaan samalla kun koehenkilö suorittaa ABM-tehtävien lisätoiston. Seuraavaksi päänahka merkitään tDCS-elektrodien sijoittelua varten pestävällä markkerilla. Tämä tehdään, kun EEG poistetaan, jotta EEG-elektrodien sijoittelua voidaan käyttää tunnistamaan tDCS-elektrodien sijoitus. Päänahan puhdistus suoritetaan tarpeen mukaan. Kun kohde on poistettu, se saatetaan simulaattoriin, jossa tDCS-elektrodit asetetaan paikoilleen. Koehenkilölle tarjotaan mahdollisuus tehdä säätöjä tarpeen mukaan mukavuuden vuoksi ja tutustua simulaattoriin uudelleen. Kun se on mukava, tutkimuslentäjä antaa lentoa edeltävän tehtäväoppaan, minkä jälkeen hän täyttää standardin lentoa edeltävän tarkistuslistan. Näiden arvioidaan kestävän yhteensä noin 20 minuuttia. Kun esittely ja tarkistuslista on suoritettu, lentoskenaario alkaa. Ne on suunniteltu vaatimaan mahdollisimman vähän pilotteja, ja ne on aiemmin validoitu alhaiseksi työkuormitukseksi. Suunniteltiin kaksi lentoskenaariota, jotka sisältävät saman määrän liikkeitä ja vaativat samat lentoparametrit (esim. ilmanopeus, korkeus). Yksi lento sisältää lennon Ft. Rucker Montgomeryyn ja toinen lento käännetään (Montgomery Ft. Ruckeriin), joten koehenkilöt eivät toista täsmälleen samaa lentoa kahdesti. Siten koehenkilöt lentävät yhden skenaarion toisella käynnillä ja eri skenaarion kolmannella, mikä tasapainotetaan koehenkilöiden kesken.

Stimuloinnin ajoitus vaihtelee, kun kohteet jaetaan satunnaisesti toiseen kahdesta ryhmästä. Ryhmä A saa aktiivisen stimulaation ennen lentoa tehtävän esittelyn ja lentoa edeltävän tarkistuslistan täyttämisen aikana, yhteensä 20 minuutin ajan, jotta voidaan arvioida, estääkö stimulaation käyttö lennon alussa heikentyneen suorituskyvyn alkamisen. Ryhmä B saa aktiivisen stimulaation kahdessa vaiheessa, kumpikin 10 minuutin ajan, yhteensä 20 minuuttia. Ensimmäinen stimulaatio tapahtuisi 30 minuutin kuluttua lennosta, kun taas toinen annostelu tapahtuisi 60 minuutin kuluttua lennosta. Tämä tehdään sen arvioimiseksi, kompensoiko stimulaatio, jota käytetään odotetun valppauden menetyksen aikana (noin 30 minuuttia tehtävän alkaessa), tämän menetyksen. Selvyyden vuoksi ärsykkeen ajoitus on ryhmien välinen tekijä. Toissijainen tehtävä toteutetaan myös sen mittaamiseksi, tapahtuuko suorituskyvyn muutoksia ensisijaisen tai toissijaisen tehtävän suorituskyvyssä. Toissijainen tehtävä koostuu säännöllisistä radiopuheluista, joihin ohjaajan on vastattava, ja fyysisistä vastauksista ohjaamoon sijoitetulla tabletilla esitettyihin visuaalisiin kohteisiin. Jokainen ryhmä kokee myös valestimulaatiotilan, jossa kullakin aikavälillä stimulaatiota sovelletaan 10 % stimulaatiojaksosta, joka vastaa heidän ryhmätehtäväänsä (ryhmä A: 30 s nousuaika, 60 s stimulaatio, 30 s rampin alasaika, yhteensä 2 minuuttia; ryhmä B: 2 toimitusta 30 sekunnin ylösajoajalla ja 30 sekunnin pysäytysajalla, yhteensä 1 minuutti).

Lennon päätyttyä koehenkilö saatetaan ulos simulaattorista, tDCS-elektrodit poistetaan. Koehenkilö täyttää NASA TLX:n, sivuvaikutuskyselyn, KSS:n, Samn-Perellin väsymisasteikon, SSQ:n, POMS-SF:n ja BDI:n määrittääkseen, onko stimulaation aiheuttamia fyysisiä oireita tai uneliaisuutta/mielialan muutoksia. Fyysisiä sivuvaikutuksia koskeva kyselylomake ja BDI tutkitaan välittömästi täyttämisen jälkeen pistemäärän arvioimiseksi. Jos sivuvaikutuskyselystä saadaan yli viisi pisteet, tutkimuslääkärille ilmoitetaan asiasta ja hän neuvottelee koehenkilön kanssa arvioidakseen, johtuvatko ilmoitetut oireet stimulaatiosta ja onko koehenkilö turvallista jatkaa, täytyykö hänen aikataulunsa muuttaa. toiseksi päiväksi tai se on poistettava tutkimuksesta. Kun kyselylomakkeet on täytetty, EEG:tä käytetään uudelleen tietojen tallentamiseen samalla, kun osallistuja suorittaa yhden iteroinnin RVIP:stä ja CPT:stä. Kun kaikki tehtävät on suoritettu, koehenkilö täyttää poststimulaation kyselylomakkeen (liite U) arvioidakseen, pystyikö tutkittava havaitsemaan eroja aktiivisen ja näennäisstimulaation välillä ja ajatteliko koehenkilö stimulaation muuttavan suorituskykyä. Seuraavaksi tutkittava saatetaan aihehuoneeseen. Tutkittava pysyy aihehuoneessa, jossa hänellä on pääsy aktiviteetteihin (lukeminen, TV, pingis jne.) seuraavat 8 tuntia. Joka toinen tunti ensimmäisen RVIP- ja CPT-annon jälkeen annetaan toinen RVIP- ja CPT-annostus sekä fyysinen sivuvaikutuskysely, KSS, Samn-Perelli-väsymysasteikko, SSSQ ja POMS-SF. Tämä antaa meille mahdollisuuden seurata tDCS-efektien ajallista kulkua. Viimeisten tehtävien ja kyselyn suorittamisen jälkeen tutkittava vapautetaan päiväksi ja muistutetaan pitämään aktiivikello päällä, jotta unen muutokset tallentuvat. Koska kolmas käynti on viimeinen hoitokäynti, osallistujaa pyydetään palauttamaan aktivointikello sopivana ajankohtana, mutta vähintään 48 tuntia stimulaatiosovelluksen jälkeen, jotta varmistetaan vähintään kahden yön unen mittaus. Korvaus riippuu aktivointikellolaitteen palauttamisesta, koska koehenkilöiden on täytettävä verolomake 1099 palauttaessaan kellon.

Testijakson kokonaiskesto on noin kaksitoista tuntia. Ennen vapautumista tutkimusryhmän jäsen tarkistaa elintoiminnot, minkä jälkeen tutkittava tapaa lyhyesti tutkimuslääkärin selvittääkseen, voidaanko tutkittava turvallisesti puhdistaa ja vapauttaa päiväksi. Taulukossa 5 on esitetty kuhunkin toimintaan tarvittava aika. Kolmannen istunnon lopussa koehenkilöä muistutetaan palauttamaan aktivointikello vähintään 48 tunnin kuluttua ja jatkamaan sen käyttöä paluuseen asti. Kun toimintakello palautetaan, KSS:ää hallinnoidaan vielä kerran. Lopuksi tDCS:n käytettävyyden/hyväksynnän arvioimiseksi suoritetaan tutkimuksen jälkeinen kyselylomake.