Behoud van vliegerprestaties tijdens langdurige operationele vluchten

Vrijwilligers plannen eerst een afspraak om geïnformeerde toestemming, screeningprocedures en een ontmoeting met de onderzoeksarts af te ronden. Nadat de geschiktheid is geverifieerd, zullen de vrijwilligers basisbeoordelingen uitvoeren. Na voltooiing van de nulmetingen worden de vrijwilligers ingepland voor hun nabezoeken en krijgen ze hun actiwatch. Er wordt zo gepland dat er ten minste 16 uur zit tussen de nulmetingen en het eerste behandelbezoek, terwijl de behandelbezoeken zo worden gepland dat er ten minste 48 uur tussen de bezoeken zit. Stimulatie zal worden gecompenseerd met ten minste 48 uur tussen bevallingen om een ​​wash-outperiode mogelijk te maken (Nitsche & Paulus, 2001). De planning zal zo worden gedaan dat individuele deelnemers altijd op hetzelfde tijdstip van de dag worden ingepland om eventuele effecten van circadiaans ritme en individuele verschillen te controleren.

Bezoek 1: Testplanning, geïnformeerde toestemming, screeningprocedures en basisbeoordelingen.

Tijdens dit bezoek wordt de proefpersonen geïnformeerd dat ze de nacht voor elke testsessie 8 uur slaap moeten hebben, met een minimum van 6 uur voor deelname (bevestigd door een actiwatch en zelfrapportage). Een minimum van 6 uur wordt geaccepteerd om mogelijk verlies te voorkomen van proefpersonen die geen 8 uur kunnen halen. Er zal echter 8 uur worden benadrukt om proefpersonen aan te moedigen goed uitgerust te zijn voorafgaand aan de testdagen. Ze zullen ook worden geïnstrueerd om gedurende de duur van het onderzoek geen vrij verkrijgbare medicijnen in te nemen die slaperigheid kunnen veroorzaken, en zich te onthouden van het gebruik van stimulerende middelen, waaronder cafeïne, gedurende minimaal 16 uur voorafgaand aan deelname aan het onderzoek, alcoholgebruik te vermijden gedurende een minimaal 24 uur voorafgaand aan deelname en vermijd het gebruik van nicotine gedurende minimaal 2 uur voorafgaand aan het onderzoek. Deze worden gevraagd om zuivere fysiologische opnames te verkrijgen (bijv. Gilbert, Dibb, Plath, & Hiyane, 2000 [cafeïne, nicotine]; Kähkӧnen, Wilenius, Nikulin, Ollikainen, & Ilmoniem, 2003 [alcohol]). Als de deelnemer het gebruik van een stimulerend middel, medicatie die slaperigheid veroorzaakt, nicotine, alcohol meldt of de actiwatch minder dan 6 uur rust aangeeft, wordt de deelnemer voor die dag vrijgesteld van het onderzoek en gevraagd om een ​​nieuwe afspraak te maken. In het geval dat de actiwatch faalt, zal de bevestiging berusten op zelfrapportage en worden opgenomen in het onderzoekslogboek.

Na geïnformeerde toestemming zullen proefpersonen een vragenlijst over de medische geschiedenis invullen met een onderzoeksarts die cafeïneconsumptiegewoonten omvat om mogelijke bijwerkingen als gevolg van cafeïneontwenning vast te stellen. Een lid van het onderzoeksteam zal de vitale functies van de proefpersoon (temperatuur, ademhalingsfrequentie, bloeddruk, hartslag en zuurstofverzadiging) meten en vastleggen op de vragenlijst over de medische geschiedenis. De onderzoeksarts zal de vragenlijst over de medische geschiedenis en de vitale functies bekijken om een ​​definitieve beslissing te nemen over geschiktheid. Naast het bepalen of u in aanmerking komt, zal de onderzoeksarts of medisch behandelaar met de proefpersoon de regelmatige gewoonte van cafeïneconsumptie bespreken en of de proefpersoon waarschijnlijk enige negatieve bijwerkingen zal ervaren die samenhangen met cafeïneontwenning (bijv. hoofdpijn). Als de onderzoeksarts vaststelt dat ze in aanmerking komen, worden de proefpersonen ingeschreven in het onderzoek, vullen ze het vrijwilligersregistratiedatabaseformulier in, ontvangen ze de actiwatch en krijgen ze mondelinge instructies over het gebruik ervan en krijgen ze een hand-out met richtlijnen voor deelname. Na ontvangst van de actiwatch en richtlijnen krijgt de proefpersoon de gelegenheid tot stimulatie-introductie. Dit houdt in dat de stimulatie wordt toegepast met de voorgeschreven intensiteit (2 mA) gedurende 5 minuten, met de anode op F3 en de kathode op de contralaterale biceps (rechterarm). Het doel hiervan is om de proefpersoon te laten ervaren hoe de stimulatie voelt, zodat ze weten wat ze kunnen verwachten voor de stimulatiedagen. Nadat de stimulatie is toegepast, worden de elektroden verwijderd en vullen de proefpersonen de volgende vragenlijsten in: demografische vragenlijst, Morningness-Avondness 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), Behavioral Inhibition / Avoidance Scales (BIS/BAS), Karolinska Sleepiness Scale ( KSS), en profiel van gemoedstoestanden - korte vorm (POMS-SF). De proefpersoon voltooit vervolgens een basislijnsessie van de Rapid Visual Information Processing Task (RVIP) en Conners' Continuous Performance Task (CPT). Na voltooiing van de vragenlijsten wordt het elektro-encefalogram op de proefpersonen geplaatst en worden basislijnmetingen uitgevoerd, een reeks van drie gecomputeriseerde taken die worden geleverd door geavanceerde hersenmonitoring (ABM-taken) die zullen worden gebruikt voor basislijn en pre-/post- stimulatie EEG metingen. Onderwerpen zullen dan een ontmoeting hebben met de onderzoekspiloot die de vluchttaken zal bespreken die vereist zijn voor deze studie en het onderwerp zal begeleiden naar de simulator voor vertrouwdmaking en het verzamelen van basisgegevens over vluchtprestaties. Tijdens de gewenningsvlucht zal de onderzoekspiloot ervoor zorgen dat de proefpersoon in staat is om te voldoen aan de voorgeschreven vluchtnormen, zoals het aanhouden van gespecificeerde koersen, luchtsnelheden en hoogten met minimale input/aanwijzingen, die worden vastgelegd op het blad met vluchtnormen. De basisvlucht bestaat uit een scenario dat vergelijkbaar is met, maar niet exact is, als de scenario's die op behandeldagen worden uitgevoerd. Basislijnprestaties en EEG worden geregistreerd en gearchiveerd voor analyse/interpretatie. Onderwerpen worden op dit punt voor de dag vrijgegeven.

Bezoeken 2-3: tDCS-stimulatietestsessies.

Proefpersonen komen minimaal 16 uur na hun eerste bezoek terug voor bezoek twee. Bezoeken twee en drie worden zo gepland dat er ten minste 48 uur tussen de bezoeken zit om verslepingseffecten van het aanbrengen van stimulatie te voorkomen. Procedures voor beide bezoeken zullen hetzelfde zijn. Wanneer de proefpersoon arriveert, wordt de naleving van de studie-instructies gecontroleerd en vastgelegd op het nalevingsblad van de proefpersoon. Als de proefpersoon zich niet houdt aan de instructies voor medicatie/opwekkende middelen/alcoholgebruik of als de actiwatch minder dan 6 uur rust aangeeft, wordt de proefpersoon voor die dag vrijgesteld van het onderzoek en gevraagd om een ​​nieuwe afspraak te maken. In het geval dat de actiwatch faalt, zal de bevestiging berusten op zelfrapportage en worden vastgelegd in het studieschrift.

De proefpersonen vullen vervolgens de bijwerkingenvragenlijst, de KSS, de Samn-Perelli-vermoeidheidsschaal, de SSSQ en de POMS-SF in om te bepalen of er voorafgaand aan de stimulatie lichamelijke symptomen aanwezig zijn (bijv. hoofdpijn) en of er sprake is van stemmingsstoornissen. Zodra de vragenlijsten zijn ingevuld, worden de vitale functies van de proefpersoon gemeten en vastgelegd op de bijwerkingenvragenlijst.

Vervolgens wordt de proefpersoon voorbereid op het voltooien van de vluchtscenario's en het ontvangen van stimulatie. Eerst wordt het onderwerp uitgerust met het EEG en worden pre-stimulatie basislijnopnamen verkregen terwijl het onderwerp een aanvullende iteratie van de ABM-taken voltooit. Vervolgens wordt de hoofdhuid gemarkeerd voor plaatsing van de tDCS-elektrode met behulp van een wasbare marker. Dit wordt gedaan wanneer het EEG wordt verwijderd, zodat de plaatsing van de EEG-elektroden kan worden gebruikt om de plaatsing van tDCS-elektroden te identificeren. De hoofdhuid wordt naar behoefte gereinigd. Eenmaal verwijderd, wordt het onderwerp begeleid naar de simulator waar de tDCS-elektroden worden geplaatst. De proefpersoon krijgt de gelegenheid om aanpassingen te maken die nodig zijn voor comfort en om opnieuw vertrouwd te raken met de simulator. Eenmaal comfortabel, zal de onderzoekspiloot een pre-flight missiebrief geven, gevolgd door het invullen van een standaard pre-flight checklist. Deze duren naar schatting in totaal ongeveer 20 minuten. Zodra de opdracht en de checklist zijn voltooid, begint het vluchtscenario. Ze zijn ontworpen om minimale input van piloten te vereisen en zijn eerder gevalideerd als lage werklast. Er zijn twee vluchtscenario's ontworpen die hetzelfde aantal manoeuvres omvatten en dezelfde vluchtparameters vereisen (bijv. Luchtsnelheid, hoogte). Eén vlucht omvat een vlucht van Ft. Rucker naar Montgomery en de andere vlucht wordt omgekeerd (Montgomery naar Ft. Rucker) zodat de proefpersonen niet twee keer exact dezelfde vlucht herhalen. Proefpersonen zullen dus één scenario vliegen tijdens bezoek twee en een ander scenario tijdens bezoek drie, wat zal worden gecompenseerd tussen proefpersonen.

Timing van stimulatie zal verschillen door proefpersonen willekeurig toe te wijzen aan een van de twee groepen. Groep A krijgt de actieve stimulatie tijdens de pre-mission brief en pre-flight checklist voltooiing, gedurende in totaal 20 minuten, om te evalueren of toepassing van stimulatie aan het begin van de vlucht het begin van verslechterde prestaties voorkomt. Groep B krijgt de actieve stimulatie op twee tijdstippen, elk gedurende 10 minuten, in totaal 20 minuten. De eerste toediening van stimulatie zou na 30 minuten na de vlucht plaatsvinden, terwijl de tweede toediening na 60 minuten na de vlucht zal plaatsvinden. Dit wordt gedaan om te evalueren of stimulatie die wordt toegepast tijdens het verwachte tijdsbestek van verlies van waakzaamheid (ongeveer 30 minuten na aanvang van de taak) dit verlies zal compenseren. Ter verduidelijking: stimulustiming is een factor tussen groepen. Er zal ook een neventaak worden geïmplementeerd om te meten of er prestatieveranderingen optreden op de primaire of secundaire taakuitvoering. De secundaire taak zal bestaan ​​uit periodieke radiooproepen waarop de piloot moet reageren en fysieke reacties op visuele doelen die op een tablet in de cockpit worden weergegeven. Elke groep ervaart ook een schijnstimulatietoestand waarbij bij elk van de intervallen stimulatie wordt toegepast gedurende 10% van de stimulatieperiode die overeenkomt met hun groepstoewijzingen (Groep A: 30 s aanlooptijd, 60 s stimulatie, 30 s uitlooptijd, gedurende 2 minuten in totaal; Groep B: 2 bevallingen met 30s aanlooptijd en 30s uitlooptijd, voor 1 minuut in totaal).

Aan het einde van de vlucht wordt de proefpersoon uit de simulator begeleid en worden de tDCS-elektroden verwijderd. De proefpersoon zal de NASA TLX, bijwerkingenvragenlijst, KSS, Samn-Perelli Vermoeidheidsschaal, SSQ, POMS-SF en de BDI invullen om te bepalen of er fysieke symptomen of slaperigheid/stemmingswisselingen zijn opgetreden als gevolg van de stimulatie. De fysieke bijwerkingenvragenlijst en BDI worden onmiddellijk na voltooiing onderzocht om de score te evalueren. Als er een score van meer dan vijf wordt verkregen op de bijwerkingenvragenlijst, wordt de onderzoeksarts op de hoogte gebracht en zal deze met de proefpersoon overleggen om te beoordelen of de gemelde symptomen het gevolg zijn van de stimulatie en of de proefpersoon veilig kan doorgaan, een nieuwe afspraak moet worden gemaakt voor een andere dag, of uit het onderzoek moet worden verwijderd. Nadat de vragenlijsten zijn ingevuld, wordt het EEG opnieuw toegepast om gegevens vast te leggen, terwijl de deelnemer één iteratie van zowel de RVIP als de CPT voltooit. Zodra alle taken zijn voltooid, vult de proefpersoon een post-stimulatievragenlijst in (bijlage U) om te evalueren of de proefpersoon verschillen tussen actieve en schijnstimulatie kon detecteren en of de proefpersoon dacht dat de stimulatie de prestatie veranderde. Vervolgens wordt de proefpersoon begeleid naar de proefpersonenlounge. De proefpersoon blijft in de proeflounge waar hij de komende 8 uur toegang heeft tot activiteiten (lezen, tv, pingpong, enz.). Elke twee uur na de eerste RVIP- en CPT-toediening wordt nog een RVIP- en CPT-toediening gegeven, samen met de vragenlijst over fysieke bijwerkingen, KSS, Samn-Perelli Fatigue Scale, SSSQ en POMS-SF. Hierdoor kunnen we het tijdsverloop van de tDCS-effecten volgen. Na de laatste taken en het afnemen van de vragenlijst wordt de proefpersoon voor de dag vrijgelaten en eraan herinnerd de actiwatch aan te houden om eventuele slaapveranderingen vast te leggen. Aangezien het derde bezoek het laatste behandelingsbezoek is, wordt de deelnemer verzocht de actiwatch terug te brengen op een geschikt tijdstip, maar ten minste 48 uur na het aanbrengen van de stimulatie om er zeker van te zijn dat er ten minste twee nachten slaap is gemeten. Compensatie is afhankelijk van de teruggave van het actiwatch-apparaat, aangezien proefpersonen hun belastingformulier 1099 moeten invullen bij teruggave van het horloge.

De totale duur van een testsessie is ongeveer twaalf uur. Voorafgaand aan de vrijlating zal een lid van het onderzoeksteam de vitale functies controleren en vervolgens zal de proefpersoon een korte ontmoeting hebben met de onderzoeksarts om te bepalen of de proefpersoon veilig kan worden vrijgesteld en vrijgelaten voor de dag. Tabel 5 geeft de benodigde tijd per activiteit weer. Aan het einde van de derde sessie wordt de proefpersoon eraan herinnerd de actiwatch binnen ten minste 48 uur terug te brengen en te blijven dragen totdat hij wordt teruggestuurd. Bij inlevering van de actiwatch wordt de KSS nogmaals afgenomen. Ten slotte zal de vragenlijst na de studie worden afgenomen om de bruikbaarheid/acceptatie van tDCS te evalueren.