Naarmate het aantal bemande suborbitale ruimtevluchten naar verwachting zal groeien, groeit ook de noodzaak om de impact ervan op het menselijk brein te begrijpen. Het blijkt dat het niet eenvoudig is om een suborbitale ruimtepiloot te zijn, vooral wanneer de dingen misgaan. Dit nieuwe onderzoek van de Embry-Riddle Aeronautical University verkent de mogelijkheden van het gebruik van draadloze EEG-headsets om de cognitieve prestaties van suborbitale piloten tijdens de vlucht te monitoren. De hersengolfactiviteit tijdens suborbitale vluchtsimulaties onthulde het cognitief functioneren tijdens noodsituaties, wat input biedt voor toekomstige studies om de veiligheid van piloten te verbeteren.

De bevindingen werden gepubliceerd in de Journal of Aviation/Aerospace Education & Research van de Embry-Riddle Aeronautical University. De auteur, Erik Seedhouse, PhD, benadrukt het belang van menselijke factoren voor de veiligheid van een piloot tijdens het besturen van een suborbital ruimtevaartuig (2024).

Vier deelnemers, drie mannen en één vrouw, werden gerekruteerd van de Embry-Riddle Aeronautical University’s (ERAU) College of Aviation. De deelnemers hadden een gemiddelde leeftijd van 20,4 jaar. Ter vergelijking merkt de auteur op dat in 2023 geen van de SpaceShipTwo-piloten jonger was dan 40 jaar. Elke student werd uitgerust met een Emotiv EPOC Series 14-Channel EEG-headset en gemonitord terwijl ze een reeks vluchtsimulaties uitvoerden onder normale dag- en nachtomstandigheden. De simulatie werd nogmaals uitgevoerd met extra onvoorziene omstandigheden, zoals het verlies van de HUD of een motorstoring. De auteur besteedde tijdens elke sessie bijzondere aandacht aan thetabanden die duiden op mentale vermoeidheid en mentale belasting.

“De cognitieve status van een piloot is een belangrijke factor die van invloed kan zijn op de prestaties tijdens het besturen van een suborbital ruimtevaartuig, vooral wanneer er moet worden gereageerd op een onvoorziene gebeurtenis,” schrijft Seedhouse (2024). “In een dergelijk geval kunnen de reflexen, de besluitvorming en de controle over het ruimtevaartuig van een piloot worden beïnvloed door hun cognitieve status.”

De resultaten stelden Seedhouse in staat om de mentaal meest veeleisende delen van elke suborbitale vluchtsimulatie te identificeren. Ze toonden het belang aan van contextuele EEG in onderzoek naar menselijke factoren, met name bij training in onvoorziene omstandigheden.

Seedhouse (2024) hoopt dat dit onderzoek een stap zal zijn in de richting van de ontwikkeling van een “cognitieve monitoringprocedure en neurometrie die helpt bij het opvolgen van de neurofysiologische belasting van suborbitale piloten en mogelijk voor piloten in opleiding.”

Figuur 2. Opmerking. Suborbital Spaceflight Simulator door E. Seedhouse, n.d. Copyright n.d. door Erik Seedhouse.

“Onderzoek naar de toepassing van neurofysiologie en ruimtevaart is onvolledig en er zijn maar weinig studies die kandidaat-neurometrieken voor de cognitieve prestaties van piloten hebben geïdentificeerd,” aldus Seedhouse (2024), die suggereert dat er meer onderzoek moet worden gedaan in dynamische simulators en VR-omgevingen.

De auteur concludeert in het onderzoek dat het EPOC Series EEG-systeem “niet-storend is, comfortabel is om te dragen en een nauwkeurige cognitieve belasting met een goede resolutie biedt.” Bovendien gaven de deelnemers aan dat de headset comfortabel zat.

Dr. Nik Williams, Senior Research Scientist bij Emotiv, gaf commentaar op het belang van dit pilotonderzoek en de implicaties ervan voor de toekomst.

“Dit pilotonderzoek ondersteunt de haalbaarheid van de integratie van EEG-neurotechnologie in de lucht- en ruimtevaartindustrie als een hulpmiddel voor het ontwikkelen van veiligere en meer adaptieve praktijken in de luchtvaart,” aldus Williams. “Door gepersonaliseerde training te bieden aan studenten en een verbeterd situationeel bewustzijn voor ervaren piloten, zal niet-invasieve EEG-technologie een sleutelrol spelen bij het vormgeven van de toekomst van de sector.

“Ik kijk uit naar vervolgstudies die deze bevindingen verder verduidelijken met een grotere groep deelnemers, meer genuanceerde neurale metingen van mentale belasting en een verbeterd experimenteel ontwerp.”

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