W miarę jak przewiduje się wzrost liczby załogowych suborbitalnych lotów kosmicznych, rośnie również konieczność zrozumienia ich wpływu na ludzki mózg. Jak się okazuje, bycie pilotem suborbitalnego statku kosmicznego nie jest łatwe, szczególnie gdy sprawy przybierają zły obrót. Nowe badanie przeprowadzone na Embry-Riddle Aeronautical University bada potencjał wykorzystania bezprzewodowych zestawów EEG do monitorowania wydajności poznawczej pilotów suborbitalnych podczas lotu. Aktywność fal mózgowych podczas symulacji lotów suborbitalnych ujawniła funkcje poznawcze w sytuacjach awaryjnych, co dostarczy informacji dla przyszłych badań mających na celu poprawę bezpieczeństwa pilotów.

Wyniki zostały opublikowane w wydawanym przez Embry-Riddle Aeronautical University Journal of Aviation/Aerospace Education & Research. Autor, dr Erik Seedhouse, podkreśla znaczenie czynników ludzkich dla bezpieczeństwa pilota podczas lotu suborbitalnym statkiem kosmicznym (2024).

Do badania zaangażowano czterech uczestników, trzech mężczyzn i jedną kobietę, z College of Aviation na Embry-Riddle Aeronautical University (ERAU). Średnia wieku uczestników wynosiła 20,4 lat. Dla porównania, jak zauważa autor, żaden z pilotów SpaceShipTwo w 2023 roku nie miał mniej niż 40 lat. Każdy student został wyposażony w 14-kanałowy zestaw EEG Emotiv EPOC Series i był monitorowany podczas przeprowadzania serii symulacji lotu w normalnych warunkach dziennych i nocnych. Symulację uruchomiono ponownie z dodaniem sytuacji awaryjnych, takich jak utrata wyświetlacza HUD lub awaria silnika. Autor zwrócił szczególną uwagę na pasma theta, które wskazują na zmęczenie psychiczne i obciążenie poznawcze podczas każdej sesji.

„Stan poznawczy pilota jest istotnym czynnikiem, który może wpływać na jego wydajność podczas lotu suborbitalnym statkiem kosmicznym, szczególnie w reakcji na nieprzewidziane zdarzenia” – pisze Seedhouse (2024). „W takim przypadku na refleks, podejmowanie decyzji i kontrolę nad statkiem kosmicznym może wpływać stan poznawczy pilota”.

Wyniki pozwoliły Seedhouse'owi zidentyfikować najbardziej wymagające psychicznie elementy każdej symulacji lotu suborbitalnego. Wykazały one znaczenie kontekstowego EEG w badaniach nad czynnikiem ludzkim, szczególnie w szkoleniu na wypadek sytuacji awaryjnych.

Seedhouse (2024) ma nadzieję, że te badania będą krokiem w kierunku opracowania „procedury monitorowania poznawczego i neurometrii, która pomoże śledzić neurofizjologiczne obciążenie pracą pilotów suborbitalnych i ewentualnie pilotów w trakcie szkolenia”.

Rysunek 2. Uwaga. Symulator lotu suborbitalnego autorstwa E. Seedhouse, b.d. Copyright b.d. autorstwa Erika Seedhouse.

„Badania nad zastosowaniem neurofizjologii i lotów kosmicznych są niepełne i niewiele prac zidentyfikowało potencjalne wskaźniki neurometryczne sprawności poznawczej pilotów” – powiedział Seedhouse (2024), sugerując potrzebę przeprowadzenia większej liczby badań w dynamicznych symulatorach i środowiskach VR.

W badaniu wyciągnięto wniosek, że system EEG EPOC Series jest „niezakłócający pracy, wygodny w noszeniu i zapewnia dokładność pomiaru obciążenia poznawczego o dobrej rozdzielczości”. Ponadto uczestnicy zgłaszali, że zestaw nagłowny był wygodny w użyciu.

Starszy naukowiec badawczy w Emotiv, dr Nik Williams, skomentował znaczenie tego badania pilotażowego i jego implikacje na przyszłość.

„To badanie pilotażowe potwierdza wykonalność integracji neurotechnologii EEG z przemysłem lotniczym jako narzędzia do opracowywania bezpieczniejszych i bardziej elastycznych praktyk lotniczych” – powiedział Williams. „Oferując spersonalizowane szkolenia dla studentów i zwiększoną świadomość sytuacyjną dla weteranów, nieinwazyjna technologia EEG odegra kluczową rolę w kształtowaniu przyszłości tej branży.

„Z niecierpliwością czekam na kolejne badania, które dokładniej wyjaśnią te ustalenia przy większej próbie uczestników, bardziej precyzyjnych neuronowych miarach obciążenia psychicznego i ulepszonym projekcie eksperymentalnym”.

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