Henkilökohtainen suorituskyvyn optimointialusta (P-POP)

1. Tausta ja merkitys

   Tulevien pitkäaikaisten avaruustutkimusoperaatioiden miehistöjen on selviytyvä monenlaisista stressitekijöistä, jotka aiheuttavat merkittäviä haasteita optimaalisen suorituskyvyn ylläpitämiseksi. Miehistöjen on toimitettava korkean työmäärän, vähentyneen unen ja vuorokausipäivän sääntelyn, rajoitetun aistien stimulaation, synnytyksen ja pidennetyn erottelun perheen ja ystävien [5] ja viestintäviiveissä, jotka eristävät ne reaaliaikaisesta vuorovaikutuksesta maantuen kanssa, jotka saattavat olla erityisen kriittisiä esiintymisen yhteydessä. Nämä tekijät aiheuttavat merkittäviä riskejä optimaaliseen kognitiiviseen/käyttäytymiseen liittyvään toimintaan ja suorituskykyyn yksilöiden ja joukkueiden välillä, ja tällaiset haasteet vain lisääntyvät kriittisyydessä, kun ihmisen etsintä siirtyy Maan kiertoradan ulkopuolelle kohteisiin, kuten kuuhun ja Marsiin.

   Näiden riskien lieventämiseksi Massachusetts General Hospital -sairaala tutkii yhdessä Massachusetts Institute of Technology -yhteistyökumppaneiden kanssa uutta, henkilökohtaista ja skaalautuvaa, suljetun silmukan alustatekniikkaa ajoneuvoon käyttäytymisen terveydenhuollon hallintaan-joka mukauttaa yksilön paikallisen työympäristön suorituskyvyn optimoimiseksi biosensorin palautteen perusteella.

   Vastatoimenpiteet (CMS) suorituskyvyn ylläpitämiseksi/parantamiseksi ehdotetun työn lähtökohtana on dynaamisesti yksilön paikallista ympäristöä suorituskyvyn optimoimiseksi. Koska videonäytöt vaativat monimutkaista elektroniikkaa, joka ei välttämättä toimi syvässä tilassa, tutkimme seuraavia ei-video-vastatoimia (CMS).

   Äänen stimulaatio: Akustiset vihjeet ovat yleisiä biopalautejärjestelmissä, piippauksissa ja soittoissa, joita usein käytetään kiinnittämään huomion uudelleenohjausta. Muut äänivihjeet, mukaan lukien luonnolliset äänet, kuten virtaava vesi tai jopa musiikki-can indusoi myös suorituskyvyn fenefisten fysiologisia vasteita, mukaan lukien ennustettavissa olevat muutokset kiihtyvyyteen liittyvissä toimenpiteissä, kuten syke ja EDA. Musiikin taustalla olevan rytmin on osoitettu muuttavan kiihtyvyyttä, ja erilaiset modulaatiot edistävät rentoutumista tai lisääntynyttä huomiota. Aikaisempi työ viittaa myös siihen, että musiikki voi vaikuttaa monimutkaiseen tehtävän suorituskykyyn (esim. Ajo) ja voi muuttaa opiskelijoiden oppimista sen välittävien vaikutusten kautta kiihtyvyyteen ja valppauteen.

   Haptinen stimulaatio: Haptinen palautteen VIA-värähtely, kosketus tai sähköinen stimulaatio voi antaa toimilaitteiden yksittäisten tai koordinoitujen ryhmien kautta. Aikaisemmat tutkimukset osoittavat, että vibrotactile-laitteen kehon sijainti voi määrittää stimulaation tehokkuuden, selkä-, kaulan ja ranne-/käsivarteen alueet, joissa on erityisen herkkiä paine- ja värähtelypohjaisia ​​hälytyksiä varten. Rytmi, karheus, voimakkuus ja taajuus voidaan myös muuttaa optimoimaan vibrotactile -näytön suunnittelu. Tällaiset haptiset vihjeet ovat aikaisemmin osoittautuneet tehokkaiksi ohjaamaan huomiota käyttäjien sitoutumisen edistämiseen tehtävän aikana sekä parantamaan koordinoitua moottorin suorituskykyä (esim. Ambulaatio ja posturaalinen heilu).

   Valon stimulaatio: Valaistuksen kirkkaus, voimakkuus ja väri kaikki iskutietojen käsittely. Sinisen valon kronobiologinen vaikutus vuorokausipäivän sydämentahdistimena on ollut vakiintunut. Kasvavan valon kirkkauden on osoitettu edistävän valppautta, ja väri voi voimakkaasti vaikuttaa valppauteen sekä mielialan / emotionaalisen prosessointiin, ja tietyt värit (esim. Vihreä) on hyödyllistä autonomisen kiihtymisen moduloinnissa. Valon välkkymisen tiheys voi myös vaikuttaa käyttäytymisen suorituskykyyn, 40 Hz: n kevyen vilkkumisen tuella lisääntyneen huomion/kiihtymisen ja 10 Hz: n vilkkuvan tuen vähentyneen kiihtymisen.

   Tietovajeet: Yllä olevat aikaisemmat havainnot osoittavat, että kuulo-, haptisten ja kevyiden ärsykkeiden modulaatiot voivat kumpikin tuottaa luotettavia muutoksia suorituskykyyn liittyvässä neurokognitiivisessa ja psykologisessa tilassa (esim. Virheen, huomio). Rajoitettua työtä on kuitenkin tehty suoran yhteyden luomiseksi ympäristön lisäysten ja suorituskyvyn muutosten välillä, emmekä ole tietoisia kaikista tutkimuksista, jotka kohdistuvat erityisesti toiminnallisesti merkitykselliseen (ts. Monimutkaiseen tehtävään) käyttäytymisen suorituskykyyn.

   Tarkoitus: Tutkimuksen tarkoituksena on tutkia, pystymme luotettavasti havaita, mitata ja antaa käyttäjille palautetta kognitiivisten tilojensa optimoimiseksi käyttämällä puettavia laitteita, jotka mittaavat heidän aivojensa ja muita fysiologisia signaaleja tavoitteena parantaa käyttäytymistehtävien suorituskykyä.

   Tutkimuksen päätepisteet: Muutos käyttäjän suorituskykytasolla (parannukset tai lasku) suorittaessaan kokeellisia tehtäviä.

   Tutkimusrakenne: Nämä tutkimukset suoritetaan MIT-A-alihankintana NASA: n MGH (= Prime) -palkinnon puitteissa (Prime Pi = DR. Gary Strangman)-MIT: n tutkijat, suunnittelu- ja analysointituella MGH-tutkijoilta. Kaikki tunnistetut, koodattujen muotojen kerätyt tiedot lähetetään tohtori Strangmanille MGH: lla (turvallisen siirron kautta.partners.org) Lisäanalyysiä varten ja tarvittavan tiedon jakamisen toteuttamiseksi NASA: lle. MGH: n henkilöstöllä ei ole pääsyä koodausavaimeen.

2. Erityiset tavoitteet ja tavoitteet

Yleisen tavoitteemme on tutkia, pystymme (1) mitata luotettavasti fysiologisia signaaleja ihmisen kognitiivisten tilojen, kuten huomion, väsymyksen, kognitiivisen kuorman ja stressin havaitsemiseksi, ja (2) antaa käyttäjälle palautetta käyttäytymistilojen, kyselylomakkeiden ja/tai käyttäjien yleisen suorituskyvyn parantamiseksi.

Määritämme suorituskykymuutokset, jotka liittyvät yksinkertaisiin aistien manipulointiin sekä kognitiivisissa tehtävissä että tehtävissä, jotka ovat merkityksellisiä avaruuslentoliikenteen toiminnassa. Tehtävät sisältävät kognitiivisten testien akun sekä NASA: n toiminnallisesti merkityksellisiä tehtäviä. Ympäristökäsittelyt pyrkivät ylläpitämään optimaalista huomiota, sitoutumista, kognitiivista kuormaa ja valppautta psykofysiologisten allekirjoitusten arvioimana.

Tavoite 1: Arvioi kuuloon perustuviin manipulaatioihin liittyvät käyttäytymismuutokset. Tavoite 2: Arvioi haptisiin perustuviin manipulaatioihin liittyvät käyttäytymismuutokset. Tavoite 3: Arvioi valopohjaisiin manipulaatioihin liittyvät käyttäytymismuutokset.

Hypoteesit: Jokaiselle tavoitteelle oletamme, että P-POP-järjestelmän henkilökohtainen ympäristömodulaatio (esim. Ääni, haptikat, valo) tuottaa merkittäviä parannuksia yksilöiden kognitiivisessa ja operatiivisessa suorituskyvyssä.