随着载人亚轨道航天飞行次数的预期增长，了解其对人类大脑影响的必要性也在增加。事实证明，成为一名亚轨道航天飞行员并不容易，尤其是在事情出错的时候。这项来自安柏瑞德航空大学的新研究探索了使用无线脑电图（EEG）耳机监测亚轨道飞行员在飞行中的认知表现的潜力。亚轨道飞行模拟期间的脑电波活动揭示了紧急情况下的认知功能，为未来提高飞行员安全的研究提供了信息。

这些发现发表在安柏瑞德航空大学的 《航空/航天教育与研究杂志》（Journal of Aviation/Aerospace Education & Research） 上。作者、哲学博士埃里克·塞德豪斯（Erik Seedhouse）强调了在驾驶亚轨道航天器时，人机工程因素对飞行员安全的重要性（2024）。

研究从安柏瑞德航空大学（ERAU）航空学院招募了四名参与者，均为三男一女。参与者的平均年龄为20.4岁。相比之下，作者指出，2023年所有的太空船二号（SpaceShipTwo）飞行员年龄都在40岁以上。每位大学生都佩戴了 Emotiv EPOC 系列 14 通道 EEG 耳机，并在正常白昼和夜间条件下进行了一系列飞行模拟时接受监测。在增加了诸如平视显示器（HUD）丢失或发动机故障等特发情况后，又重新进行了模拟。作者特别关注了在每次模拟中指示精神疲劳和精神工作负荷的 theta 脑电波频段。

“飞行员的认知状态是可能影响其驾驶亚轨道航天器时表现的重要因素，尤其是在对特发事件做出反应时，”塞德豪斯写道（2024）。“在这种情况下，飞行员的反射动作、决策和对航天器的控制可能会受到其认知状态的影响。”

这些结果使塞德豪斯能够确定每次亚轨道飞行模拟中精神要求最高的部分。他们展示了情境 EEG 在人因子研究中的重要性，尤其是在特发情况训练中。

塞德豪斯（2024）希望这项研究能为开发“认知监测程序和神经测量指标迈出一步，帮助跟踪亚轨道飞行员以及可能处于训练中的飞行员的神经生理工作负荷。”

图 2。注。亚轨道航天模拟器，由 E. Seedhouse 设计，未注明日期。版权所有，未注明日期，由 Erik Seedhouse 所有。

“关于神经生理学和航天飞行应用的研究尚不完整，很少有研究确定了飞行员认知表现的候选神经测量指标，”塞德豪斯说（2024），他建议在动态模拟器和虚拟现实（VR）环境中进行更多研究。

研究得出结论，EPOC 系列 EEG 系统“具有非侵入性、佩戴舒适，并能提供具有良好分辨率的认知工作负荷准确性。”此外，参与者报告说这款耳机佩戴起来很舒适。

Emotiv 首席研究科学家尼克·威廉姆斯（Nik Williams）博士对这项试点研究的意义及其对未来的启示发表了看法。

“这项试点研究支持将 EEG 神经技术整合到航空航天工业中的可行性，将其作为开发更安全、更具适应性的航空实践的工具，”威廉姆斯说。“通过为学生提供个性化培训并为资深人员提高情境感知，非侵入性 EEG 技术将在塑造该行业的未来中发挥关键作用。

“我期待后续的研究能通过更大的参与者样本、更细致的精神工作负荷神经测量以及改进的实验设计来进一步阐明这些发现。”

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