Sustaining Aviator Performance under Extended Operational Flight

Frivillige vil først planlegge en avtale for å fullføre informert samtykke, screeningsprosedyrer og møte med studielegen. Etter at kvalifikasjonen er bekreftet, vil frivillige fullføre grunnvurderinger. Ved fullføring av baseline-vurderinger vil frivillige bli planlagt for tilbakebesøk og vil få utdelt sin actiwatch. Planlegging vil skje slik at det er minst 16 timers tid mellom baseline-vurderinger og deres første behandlingsbesøk, mens behandlingsbesøk vil bli planlagt slik at det er minst 48 timer mellom besøkene. Stimulering vil motvirkes med minst 48 timer mellom leveringene for å tillate en utvaskingsperiode (Nitsche & Paulus, 2001). Planlegging vil bli gjort slik at individuelle deltakere alltid planlegges til samme tid på dagen for å kontrollere eventuelle effekter av døgnrytme og individuelle forskjeller.

Besøk 1: Testplanlegging, informert samtykke, screeningprosedyrer og baselinevurderinger.

Under dette besøket vil forsøkspersonene bli informert om at de bør ha 8 timers søvn natten før hver testøkt, med minimum 6 akseptert for deltakelse (bekreftet av en actiwatch og egenrapport). Minimum 6 timer vil bli akseptert for å unngå potensielt tap av forsøkspersoner som ikke er i stand til å oppnå 8 timer. Imidlertid vil 8 timer bli stresset for å oppmuntre forsøkspersoner til å være godt uthvilt før testdagene. De vil også bli bedt om å avstå fra å overta reseptbelagte medisiner som kan indusere døsighet gjennom hele studiens varighet, og avstå fra bruk av sentralstimulerende midler inkludert koffein i minimum 16 timer før studiedeltakelse, unngå alkoholbruk i en minimum 24 timer før deltakelse, og unngå bruk av nikotin i minimum 2 timer før studien. Disse blir bedt om å få rene fysiologiske registreringer (f.eks. Gilbert, Dibb, Plath, & Hiyane, 2000 [koffein, nikotin]; Kähkӧnen, Wilenius, Nikulin, Ollikainen, & Ilmoniemi, 2003 [alkohol]). Hvis deltakeren rapporterer bruk av et sentralstimulerende middel, medisiner som induserer døsighet, nikotin, alkohol, eller actiwatch indikerer mindre enn 6 timers hvile, vil deltakeren bli løslatt fra studien for den dagen og bedt om å endre tidsplanen. I tilfelle at actiwatch mislykkes, vil bekreftelsen stole på egenrapportering og registreres i studieloggen.

Etter informert samtykke, vil forsøkspersonene fylle ut et sykehistorie spørreskjema med en studielege som inkluderer koffeinforbruksvaner for å fastslå eventuelle bivirkninger på grunn av koffeinabstinens. Et medlem av forskerteamet vil måle og registrere individets vitale tegn (temperatur, respirasjonsfrekvens, blodtrykk, puls og oksygenmetning) på sykehistorien. Studielegen vil gjennomgå spørreskjemaet for sykehistorien og vitale tegn for å ta en endelig avgjørelse angående kvalifisering. I tillegg til å avgjøre kvalifisering, vil studielegen eller legen diskutere regelmessig koffeinforbruk med fagpersonen og om forsøkspersonen sannsynligvis vil oppleve negative bivirkninger forbundet med koffeinabstinens (f.eks. hodepine). Hvis studielegen bestemmer seg for å være kvalifisert, vil forsøkspersonene bli registrert i studien, fylle ut databaseskjemaet for frivillige register, motta actiwatch og få muntlige instruksjoner om bruken og bli gitt en utdeling av retningslinjer for deltakelse. Etter å ha mottatt actiwatch og retningslinjer, vil forsøkspersonen få tilbud om stimuleringsfamiliarisering. Dette vil innebære at stimuleringen påføres med den foreskrevne intensiteten (2 mA) i en varighet på 5 minutter, med anoden på F3 og katoden på den kontralaterale biceps (høyre arm). Hensikten med dette vil være å la forsøkspersonen oppleve hvordan stimuleringen føles slik at de vet hva de kan forvente seg til stimuleringsdagene. Etter at stimulering er påført, vil elektrodene fjernes og forsøkspersonene fylle ut følgende spørreskjemaer: demografisk spørreskjema, 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), Behavioral Inhibition / Avoidance Scales (BIS/BAS), Karolinska Sleepiness Scale ( KSS), og Profile of Mood States - Short Form (POMS-SF). Emnet vil deretter fullføre en grunnsesjon med Rapid Visual Information Processing Task (RVIP) og Conners' Continuous Performance Task (CPT). Etter utfylling av spørreskjemaer vil elektroencefalogrammet bli plassert på forsøkspersonene og baseline-målinger vil bli tatt, som er en serie på tre datastyrte oppgaver levert av Advanced Brain Monitoring (ABM Tasks) som vil bli brukt for baseline, og pre-/post- stimulering EEG-målinger. Forsøkspersonene vil deretter møte forskningspiloten som vil gå gjennom flyoppgavene som kreves av denne studien og eskortere forsøkspersonen inn i simulatoren for kjennskap og innsamling av baseline flyytelsesdata. Under familiariseringsflygingen vil forskningspiloten sørge for at forsøkspersonen er i stand til å oppfylle foreskrevne flystandarder som å opprettholde spesifiserte kurser, lufthastigheter og høyder med minimale input/oppfordringer, som vil bli registrert på flystandardarket. Grunnflyvningen vil bestå av et scenario som ligner, men ikke eksakt, som scenariene som skal utføres på behandlingsdager. Baseline ytelse og EEG vil bli registrert og arkivert for analyser/tolking. Emner vil bli frigitt på dette tidspunktet for dagen.

Besøk 2-3: tDCS-stimuleringstestøkter.

Forsøkspersonene kommer tilbake for besøk to minst 16 timer etter deres første besøk. Besøk to og tre vil planlegges slik at det er minst 48 timer mellom besøkene for å unngå overføringseffekter fra stimuleringspåføring. Prosedyrene for begge besøkene vil være de samme. Når forsøkspersonen ankommer, vil overholdelse av studieinstruksjoner bli verifisert og registrert på emneoverholdelsesarket. Hvis forsøkspersonen ikke følger instruksjonene om bruk av medisiner/stimulerende midler/alkohol, eller actiwatch indikerer mindre enn 6 timers hvile, vil forsøkspersonen bli løslatt fra studien for den dagen og bedt om å ombestemme tidsplanen. I tilfelle at actiwatch svikter, vil bekreftelsen stole på egenrapportering og bli registrert i studienotatboken.

Forsøkspersonene vil deretter fylle ut bivirkningsspørreskjemaet, KSS, Samn-Perelli Fatigue Scale, SSSQ og POMS-SF for å finne ut om noen fysiske symptomer er tilstede før stimulering (f.eks. hodepine) og eventuelle humørforstyrrelser. Når spørreskjemaene er fylt ut, vil personens vitale funksjoner bli målt og registrert på bivirkningsspørreskjemaet.

Deretter vil emnet forberedes for å fullføre flyscenarioene og motta stimulering. Først vil emnet bli utstyrt med EEG og pre-stimulering baseline opptak vil bli innhentet mens emnet fullfører en ekstra iterasjon av ABM-oppgavene. Deretter vil hodebunnen merkes for plassering av tDCS-elektroder ved hjelp av en vaskbar markør. Dette vil bli gjort etter hvert som EEG fjernes slik at EEG-elektrodeplasseringene kan brukes til å identifisere plassering for tDCS-elektroder. Rengjøring av hodebunnen vil skje etter behov. Når den er fjernet, vil motivet bli eskortert til simulatoren hvor tDCS-elektrodene settes på plass. Faget vil bli tilbudt muligheten til å gjøre justeringer etter behov for komfort og å bli kjent med simulatoren på nytt. Når du er komfortabel, vil forskningspiloten gi et oppdrag før fly, etterfulgt av fullføringen av en standard sjekkliste før fly. Disse er beregnet til å vare i cirka 20 minutter totalt. Når briefen og sjekklisten er fullført, vil flyscenarioet begynne. De er designet for å kreve minimalt med input fra piloter og har tidligere blitt validert som lav arbeidsbelastning. Det ble designet to flyscenarier som inkluderer samme antall manøvrer, og krever samme flyparametere (f.eks. lufthastighet, høyde). Én flytur vil innebære en flytur fra Ft. Rucker til Montgomery og den andre flyvningen vil bli reversert (Montgomery til Ft. Rucker) slik at forsøkspersonene ikke gjentar nøyaktig samme flyvning to ganger. Dermed vil forsøkspersonene fly ett scenario på besøk to og et annet på besøk tre, noe som vil bli oppveid blant fagene.

Tidspunktet for stimulering vil variere ved å tilfeldig tildele forsøkspersoner til en av to grupper. Gruppe A vil motta den aktive stimuleringen under oppdraget før oppdraget og fullføringen av sjekklisten før flyreisen, i totalt 20 minutter, for å evaluere om påføring av stimulering ved starten av flygningen forhindrer utbruddet av svekket ytelse. Gruppe B vil motta den aktive stimuleringen på to tidspunkter, hver i en varighet på 10 minutter, i totalt 20 minutter. Den første leveringen av stimulering vil skje 30 minutter inn i flyturen, mens den andre administreringen vil skje 60 minutter inn i flyturen. Dette vil bli gjort for å evaluere om stimulering brukt i løpet av den forventede tidsrammen for tap av årvåkenhet (omtrent 30 minutter inn i oppgaven) vil oppveie dette tapet. For å presisere er stimulustiming en faktor mellom grupper. En sekundær oppgave vil også bli implementert for å måle om ytelsesendringer skjer på primær eller sekundær oppgaveytelse. Den sekundære oppgaven vil bestå av periodiske radioanrop piloten må svare på og fysiske svar på visuelle mål presentert på et nettbrett plassert i cockpiten. Hver gruppe vil også oppleve en sham-stimuleringstilstand der det ved hvert av intervallene vil bli brukt stimulering i 10 % av stimuleringsperioden som korresponderer med gruppeoppgavene deres (Gruppe A: 30 s rampe opp tid, 60 s stimulering, 30 s rampe ned tid, for totalt 2 minutter; Gruppe B: 2 leveranser med 30 sekunders opprampingstid og 30 sekunders nedtrappingstid, for totalt 1 minutt).

Ved fullføring av flyturen vil motivet bli eskortert ut av simulatoren, tDCS-elektroder vil bli fjernet. Forsøkspersonen vil fylle ut NASA TLX, bivirkningsspørreskjema, KSS, Samn-Perelli Fatigue Scale, SSQ, POMS-SF og BDI for å finne ut om noen fysiske symptomer eller søvnighet/stemningsendringer kan ha oppstått på grunn av stimuleringen. Det fysiske bivirkningsspørreskjemaet og BDI vil bli undersøkt umiddelbart etter fullføring for å evaluere poengsummen. Hvis en score høyere enn fem oppnås på bivirkningsspørreskjemaet, vil studielegen bli varslet og vil rådføre seg med forsøkspersonen for å evaluere om de rapporterte symptomene skyldes stimuleringen, og om forsøkspersonen er trygg å fortsette, må planlegges om. for en annen dag, eller må fjernes fra studien. Etter at spørreskjemaene er fylt ut, vil EEG bli brukt på nytt for å registrere data mens deltakeren fullfører én iterasjon av hver RVIP og CPT. Når alle oppgavene er fullført, vil forsøkspersonen fylle ut et spørreskjema etter stimulering (vedlegg U) for å evaluere om forsøkspersonen kunne oppdage forskjeller mellom aktiv og falsk stimulering, og om forsøkspersonen trodde stimuleringen endret ytelsen. Deretter vil emnet bli eskortert til emnesalongen. Observanden vil forbli i fagsalongen hvor han vil ha tilgang til aktiviteter (lesing, TV, ping pong osv.) de neste 8 timene. Annenhver time etter den første RVIP- og CPT-administrasjonen vil en ny RVIP- og CPT-administrasjon bli gitt, sammen med spørreskjemaet om fysiske bivirkninger, KSS, Samn-Perelli Fatigue Scale, SSSQ og POMS-SF. Dette vil tillate oss å spore tidsforløpet til tDCS-effektene. Etter de siste oppgavene og administrasjonen av spørreskjemaet, vil emnet bli frigitt for dagen og påminnet om å holde actiwatch på for å registrere eventuelle endringer i søvn. Siden det tredje besøket vil være det siste behandlingsbesøket, vil deltakeren bli bedt om å returnere actiwatch på et tidspunkt som er praktisk, men minst 48 timer etter stimuleringspåføringen for å sikre måling av minst to netters søvn. Kompensasjon vil være betinget av returnering av actiwatch-enheten, da forsøkspersonene må fylle ut 1099-skatteskjemaet når de returnerer klokken.

Den totale tiden for en testøkt er omtrent tolv timer. Før utgivelsen vil et medlem av forskerteamet sjekke vitale tegn, og deretter vil forsøkspersonen møte kort med studielegen for å avgjøre om forsøkspersonen trygt kan ryddes og frigjøres for dagen. Tabell 5 viser tiden som kreves for hver aktivitet. På slutten av den tredje økten vil forsøkspersonen bli påminnet om å returnere actiwatch om minst 48 timer og fortsette å bruke den til han kommer tilbake. Ved retur av actiwatch, vil KSS bli administrert igjen. Til slutt vil spørreskjemaet etter studien bli administrert for å evaluere brukervennligheten/aksepten av tDCS.