مع توقع نمو عدد الرحلات الفضائية المأهولة دون المدارية، تزداد كذلك ضرورة فهم تأثير هذه الرحلات على الدماغ البشري. وكما تبين، فإن كون المرء طيارًا في فضاء دون مداري ليس بالأمر السهل، خاصة عند حدوث خطأ ما. تستكشف هذه الدراسة الجديدة الصادرة عن جامعة إمبري ريدل للطيران إمكانية استخدام سماعات تخطيط أمواج الدماغ اللاسلكية لمراقبة الأداء المعرفي للطيارين دون المداريين في أثناء الطيران. وكشف نشاط الموجات الدماغية خلال محاكاة الطيران دون المداري عن الوظيفة المعرفية في أثناء حالات الطوارئ، مما يفيد الدراسات المستقبلية لتحسين سلامة الطيارين.

نُشرت النتائج في جامعة إمبري ريدل للطيران بـ Journal of Aviation/Aerospace Education & Research. ويؤكد المؤلف، إريك سيدهاوس، حاصل على الدكتوراه، على أهمية العوامل البشرية في سلامة الطيار في أثناء قيادته لمركبة فضائية دون مدارية (2024).

تم استقطاب أربعة مشاركين، ثلاثة ذكور وأنثى واحدة، من كلية الطيران بجامعة إمبري ريدل للطيران (ERAU). وبلغ متوسط أعمار المشاركين 20.4 عامًا. وبالمقارنة، يلاحظ المؤلف أنه لم يكن أي من طياري SpaceShipTwo في عام 2023 تحت سن الـ 40. تم تزويد كل طالب جامعي بـ سماعة تخطيط أمواج الدماغ Emotiv EPOC من سلسلة 14 قناة وتمت مراقبتهم في أثناء إجرائهم سلسلة من عمليات محاكاة الطيران في ظل ظروف النهار والليل العادية. أُجريت المحاكاة مرة أخرى مع إضافة عقبات طارئة مثل فقدان شاشة العرض الرأسية (HUD) أو عطل في المحرك. ووجّه المؤلف اهتمامًا خاصًا لنطاقات ثيتا التي تشير إلى الإجهاد الذهني والعبء الذهني خلال كل جلسة.

يقول سيدهاوس (2024): «الحالة المعرفية للطيار عامل رئيسي قد يؤثر على أدائه في أثناء قيادته مركبة فضائية دون مدارية، لا سيما عند الاستجابة لأي حالة طارئة». مضيفًا: «في حدث كهذا، قد تتأثر ردود أفعال الطيار وقدرته على اتخاذ القرار وتحكمه بالمركبة الفضائية بحالته المعرفية».

أتاحت النتائج لسيدهاوس تحديد الأجزاء الأكثر تطلبًا من الناحية الذهنية في كل محاكاة طيران دون مداري. وأثبتت النتائج أهمية تخطيط أمواج الدماغ (EEG) السياقي في أبحاث العوامل البشرية، ولا سيما في التدريب على حالات الطوارئ.

يأمل سيدهاوس (2024) أن تكون هذه الدراسة خطوة نحو تطوير «إجراء مراقبة معرفية ومقياس عصبي يساعد في تتبع العبء العصبي الفسيولوجي للطيارين دون المداريين وربما للطيارين تحت التدريب».

الشكل 2. ملاحظة. جهاز محاكاة الطيران الفضائي دون المداري من إريك سيدهاوس، بلا تاريخ. حقوق الطبع والنشر بلا تاريخ لإريك سيدهاوس.

وقال سيدهاوس (2024): «إن الأبحاث المتعلقة بتطبيق علم وظائف الأعضاء العصبية ورحلات الفضاء غير مكتملة، ولم تحدد سوى دراسات قليلة المقاييس العصبية المرشحة للأداء المعرفي للطيار»، مقترحًا إجراء المزيد من الأبحاث في أجهزة المحاكاة الديناميكية وبيئات الواقع الافتراضي.

وخلصت الدراسة إلى أن نظام تخطيط أمواج الدماغ EPOC Series هو «غير معطل، ومريح في الارتداء، ويوفر دقة في قياس العبء المعرفي بدقة جيدة». بالإضافة إلى ذلك، أفاد المشاركون بأن سماعة الرأس كانت مريحة في ارتدائها.

وعلّق الدكتور نيك ويليامز، كبير علماء الأبحاث في Emotiv، على أهمية هذه الدراسة التجريبية وتأثيراتها على المستقبل.

وقال ويليامز: «تدعم هذه الدراسة الاستكشافية جدوى دمج التكنولوجيا العصبية لتخطيط أمواج الدماغ في صناعة الطيران كأداة لتطوير ممارسات طيران أكثر أمانًا وتكيفًا». وأضاف: «من خلال تقديم تدريب مخصص للطلاب ووعي معزز بالمواقف للمخضرمين، ستلعب تقنية تخطيط أمواج الدماغ غير الجراحية دورًا رئيسيًا في تشكيل مستقبل هذه الصناعة.

«إنني أتطلع إلى دراسات المتابعة التي تزيد من توضيح هذه النتائج مع عينة أكبر من المشاركين، ومقاييس عصبية أكثر دقة للعبء الذهني، وتصميم تجريبي مُحسَّن».

سيدهاوس، إريك (2024). تقييم إمكانية استخدام تخطيط أمواج الدماغ (EEG) لمراقبة العبء المعرفي في محاكاة طيران دون مداري. Journal of Aviation/Aerospace Education & Research،‏ 33(1). معرف الكائن المفتوح (DOI): https://doi.org/10.58940/2329-258X.1989