با توجه به اینکه پیش‌بینی می‌شود تعداد پروازهای فضایی زیرمداری سرنشین‌دار افزایش یابد، ضرورت درک تأثیر آن‌ها بر مغز انسان نیز بیشتر می‌شود. همانطور که مشخص است، خلبان فضای زیرمداری بودن کار آسانی نیست، به ویژه زمانی که اوضاع به هم می‌ریزد. این مطالعه جدید از دانشگاه هوانوردی امبری-ریدل، پتانسیل استفاده از هدست‌های EEG بی‌سیم را برای نظارت بر عملکرد شناختی خلبانان زیرمداری در حین پرواز بررسی می‌کند. فعالیت امواج مغزی در طول شبیه‌سازی‌های پرواز زیرمداری، عملکرد شناختی را در شرایط اضطراری نشان داد و به مطالعات آینده برای بهبود ایمنی خلبانان کمک کرد.

یافته‌ها در مجله آموزش و تحقیقات هوانوردی/هوافضا دانشگاه هوانوردی امبری-ریدل منتشر شد. نویسنده، اریک سیدهاوس، دکتری، بر اهمیت عوامل انسانی در ایمنی خلبان هنگام پرواز با یک فضاپیمای زیرمداری (2024) تأکید می‌کند.

چهار شرکت‌کننده، سه مرد و یک زن، از دانشکده هوانوردی دانشگاه هوانوردی امبری-ریدل (ERAU) استخدام شدند. میانگین سنی شرکت‌کنندگان ۲۰.۴ سال بود. در مقابل، نویسنده اشاره می‌کند که هیچ‌یک از خلبانان SpaceShipTwo در سال ۲۰۲۳ زیر ۴۰ سال سن نداشتند. هر دانشجوی کالج به یک هدست EEG ۱۴ کاناله سری Emotiv EPOC مجهز شد و در حین انجام مجموعه‌ای از شبیه‌سازی‌های پرواز در شرایط عادی روز و شب تحت نظارت قرار گرفت. شبیه‌سازی دوباره با افزودن موارد غیرمنتظره‌ای مانند از دست رفتن HUD یا نقص موتور اجرا شد. نویسنده توجه ویژه‌ای به باندهای تتا داشت که نشان‌دهنده خستگی ذهنی و حجم کار ذهنی در طول هر جلسه بود.

سیدهاوس (2024) می‌نویسد: «وضعیت شناختی خلبان عامل مهمی است که ممکن است بر عملکرد آن‌ها در حین پرواز با یک فضاپیمای زیرمداری، به‌ویژه در هنگام واکنش به شرایط اضطراری، تأثیر بگذارد. در چنین شرایطی، رفلکس‌ها، تصمیم‌گیری و کنترل فضاپیما توسط خلبان ممکن است تحت تأثیر وضعیت شناختی آن‌ها قرار گیرد.»

نتایج به سیدهاوس اجازه داد تا از نظر ذهنی سخت‌ترین بخش‌های هر شبیه‌سازی پرواز زیرمداری را شناسایی کند. آن‌ها اهمیت EEG زمینه‌ای را در تحقیقات عوامل انسانی، به ویژه در آموزش‌های مقابله با شرایط اضطراری نشان دادند.

سیدهاوس (2024) امیدوار است این تحقیق گامی در جهت توسعه یک «رویه نظارت شناختی و نورومتریک باشد که به ردیابی بار کاری عصبی‌فیزیولوژیکی خلبانان زیرمداری و احتمالاً خلبانان در حال آموزش کمک می‌کند.»

شکل ۲. یادداشت. شبیه‌ساز پرواز فضایی زیرمداری توسط E. Seedhouse، بدون تاریخ. حق تکثیر بدون تاریخ توسط اریک سیدهاوس.

سیدهاوس (2024) با پیشنهاد انجام تحقیقات بیشتر در شبیه‌سازهای پویا و محیط‌های واقعیت مجازی گفت: «تحقیقات در زمینه کاربرد نوروفیزیولوژی و پروازهای فضایی ناقص است و مطالعات اندکی معیارهای عصبی کاندید برای عملکرد شناختی خلبان را شناسایی کرده‌اند.»

این مطالعه نتیجه گرفت که سیستم EEG سری EPOC «بدون ایجاد اختلال و برای استفاده راحت است و دقت بار شناختی را با رزولوشن خوب ارائه می‌دهد.» علاوه بر این، شرکت‌کنندگان گزارش دادند که استفاده از هدست راحت بوده است.

دانشمند ارشد تحقیقاتی Emotiv، دکتر نیک ویلیامز، در مورد اهمیت این مطالعه اولیه و پیامدهای آن برای آینده اظهار نظر کرد.

ویلیامز گفت: «این مطالعه اولیه از امکان‌سنجی ادغام فناوری عصبی EEG در صنعت هوافضا به عنوان ابزاری برای توسعه شیوه‌های هوانوردی ایمن‌تر و سازگارتر حمایت می‌کند. با ارائه آموزش‌های شخصی‌سازی شده برای دانشجویان و افزایش آگاهی موقعیتی برای باپیشینه‌ها، فناوری EEG غیرتهاجمی نقش کلیدی در شکل‌دهی به آینده این صنعت ایفا خواهد کرد.

من مشتاقانه منتظر مطالعات بعدی هستم که این یافته‌ها را با نمونه شرکت‌کننده بزرگ‌تر، سنجش‌های عصبی دقیق‌تر از بار کاری ذهنی و طراحی آزمایشی بهبودیافته، بیشتر روشن کند.»

Seedhouse, E. (2024). Evaluating the Potential of Using EEG to Monitor Cognitive Workload in Simulated Suborbital Flight. Journal of Aviation/Aerospace Education & Research, 33(1). DOI: https://doi.org/10.58940/2329-258X.1989