Plataforma de otimização de desempenho personalizada (P-POP)

1. Antecedentes e significado

   As equipes de futuras missões de exploração espacial de longa duração terão que lidar com uma ampla gama de estressores que apresentam desafios significativos para manter o desempenho ideal. As equipes terão que operar sob condições de alta carga de trabalho, desregulação do sono e circadiana reduzida, estimulação sensorial limitada, confinamento e separação prolongada de familiares e amigos [5], e a comunicação atrasa as isolando da interação em tempo real com o apoio do solo, o que pode ser particularmente crítico no caso de emergências. Esses fatores apresentam riscos significativos para o funcionamento e o desempenho cognitivo/comportamental ideais, entre indivíduos e equipes, e esses desafios aumentarão apenas a criticidade à medida que a exploração humana vai além da órbita da Terra a alvos como a lua e Marte.

   Ajudar a mitigar esses riscos, o Hospital Geral de Massachusetts, juntamente com os colaboradores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, investigará uma tecnologia de plataforma de pico fechada e personalizada e escalável e escalável para gerenciamento de saúde comportamental a bordo-que adapta o ambiente de trabalho local de um indivíduo para otimizar o desempenho, com base no feedback de biossensor.

   Contra -medidas (CMS) para manter/melhorar o desempenho A premissa deste trabalho proposto é modificar dinamicamente o ambiente local de um indivíduo para ajudar a otimizar o desempenho. Como as exibições de vídeo requerem eletrônicos complexos que podem não funcionar no espaço profundo, investigaremos as seguintes contramedidas não video (CMS).

   Estimulação auditiva: as pistas acústicas são comuns em sistemas de biofeedback, com bipes e sinos frequentemente usados ​​para ajudar a desencadear o redirecionamento atencional. Outras pistas sonoras-incluindo sons naturais como água fluida, ou mesmo música-poderos também induzem respostas fisiológicas benéficas de performance, incluindo mudanças previsíveis nas medidas relacionadas à excitação, como freqüência cardíaca e EDA. A batida subjacente da música demonstrou alterar a excitação, com diferentes modulações promovendo relaxamento ou maior atenção. Trabalhos anteriores também sugerem que a música pode afetar o desempenho complexo das tarefas (por exemplo, dirigir) e pode alterar o aprendizado dos alunos, através de seus efeitos mediantes na excitação e alerta.

   Estimulação háptica: vibração híptica de feedback-via, toque ou estimulação elétrica-pode-se administrar através de matrizes individuais ou coordenadas de atuadores. Pesquisas anteriores mostram que a localização corporal de um dispositivo vibrotátil pode determinar a eficácia da estimulação, com áreas de costas, pescoço e pulso/antebraço, apresentando locais particularmente sensíveis para alerta à base de pressão e vibração. Ritmo, rugosidade, intensidade e frequência também podem ser alterados otimizar o design da tela vibrotátil. Tais sugestões hápticas já se mostraram eficazes para redirecionar a atenção para promover o envolvimento do usuário durante uma tarefa, além de melhorar o desempenho motor coordenado (por exemplo, deambulação e influência postural).

   Estimulação de luz: iluminação Brilho, intensidade e cor, todas afetam o processamento de informações. A influência cronobiológica da luz azul como marcapassa circadiana, por exemplo, foi bem estabelecida. O aumento do brilho da luz demonstrou promover o alerta, e a cor pode influenciar fortemente o alerta, bem como o processamento do humor / emocional, com certas cores (por exemplo, verde) sendo úteis na modulação da excitação autonômica. A frequência de tremores de luz também pode afetar o desempenho comportamental, com 40Hz ovoando o aumento da atenção aumentada de atenção/excitação e o apoio de 10Hz apoiando a excitação reduzida.

   Lacunas de conhecimento: Os achados anteriores acima demonstram que as modulações de estímulos auditivos, hápticos e leves podem produzir mudanças confiáveis ​​no estado neurocognitivo e psicológico (por exemplo, excitação, atenção) relacionadas ao desempenho. No entanto, trabalhos limitados foram feitos para estabelecer uma conexão direta entre aumentos ambientais e mudanças de desempenho, e não estamos cientes de nenhum estudo especificamente direcionado ao desempenho comportamental relevante (ou seja, tarefa complexa).

   Objetivo: O objetivo do estudo é explorar se pudermos detectar, medir e fornecer e fornecer feedback aos usuários para otimizar seus estados cognitivos usando dispositivos vestíveis que medem sua atividade cerebral e outros sinais fisiológicos, com o objetivo de melhorar o desempenho da tarefa comportamental.

   Terminais do estudo: alteração no nível de desempenho do usuário (aprimoramentos ou decréscimos) durante as tarefas experimentais.

   Estrutura do estudo: Esses estudos serão realizados no MIT-Which é um subcontrato sob o prêmio MGH (= Prime) da NASA (Prime Pi = DR. Gary Strangman)-pelos investigadores do MIT, com suporte de design e análise dos investigadores da MGH. Todos os dados coletados em formulário codificado de desidentificação serão transmitidos apenas ao Dr. Strangman em MGH (via Secure Transfer.partners.org) Para análises adicionais e para implementar o compartilhamento de dados necessário de volta à NASA. O pessoal da MGH não terá acesso à chave de codificação.

2. Objetivos e objetivos específicos

Nosso objetivo geral é explorar se pudermos (1) medir com segurança sinais fisiológicos para detectar estados cognitivos da pessoa, como atenção, fadiga, carga cognitiva e estresse e (2) fornecer o feedback ao usuário para ajudar a melhorar os estados comportamentais, questionários e/ou/ou o desempenho geral dos usuários.

Quantificaremos as alterações de desempenho associadas a manipulações sensoriais simples em tarefas e tarefas cognitivas relevantes para as operações do voo espacial. As tarefas incluirão uma bateria de testes cognitivos, bem como tarefas que são relevantes para a NASA. As manipulações ambientais procurarão manter a atenção ideal, o engajamento, a carga cognitiva e a alerta, avaliada pelas assinaturas psicofisiológicas.

Objetivo 1: Avalie as mudanças comportamentais associadas a manipulações auditivas. Objetivo 2: Avalie as alterações comportamentais associadas a manipulações híticas. Objetivo 3: Avalie as mudanças comportamentais associadas a manipulações à luz.

Hipóteses: para cada objetivo, levantamos a hipótese de que as modulações do ambiente pessoal do nosso sistema P-POP (por exemplo, som, hápticos, luz) gerarão melhorias significativas no desempenho cognitivo e operacional dos indivíduos.