脑电图揭示亚轨道航天飞行员的压力

随着载人亚轨道飞行数量的预计增长，理解其对人脑影响的必要性也随之增加。事实证明，成为一名亚轨道空间飞行员并非易事，尤其是当事情出现差错时。这项来自艾姆布里-里德尔航空大学的新研究探讨了使用无线脑电图(EGG)耳机监测亚轨道飞行员在飞行中的认知表现的潜力。亚轨道飞行模拟中的脑波活动揭示了在紧急情况下的认知功能，为未来研究提供了改进飞行员安全的依据。

研究结果发表在艾姆布里-里德尔航空大学的 航空/航天教育与研究杂志。 作者埃里克·西德豪斯(Erik Seedhouse)博士强调了人类因素在飞行员驾驶亚轨道宇宙飞船时安全的重要性（2024年）。

四名参与者（3名男性和1名女性）从艾姆布里-里德尔航空大学（ERAU）航空学院招募而来。参与者的平均年龄为20.4岁。相较之下，作者指出，2023年SpaceShipTwo的飞行员无一人低于40岁。每位大学生都配备了一款 EMOTIV EPOC系列14通道EEG耳机，并在正常的白天和夜间条件下进行了一系列飞行模拟。该模拟再次运行，增加了如HUD丢失或引擎故障等偶发情况。作者特别关注指示精神疲劳和心理负荷的θ波段。

“飞行员的认知状态是影响其安全飞行亚轨道宇宙飞船的一个重要因素，尤其是在应对偶发情况时，”西德豪斯（2024年）写道。“在这种情况下，飞行员的反应、决策和对宇宙飞船的控制可能会受到其认知状态的影响。”

研究结果使西德豪斯能够确定每次亚轨道飞行模拟中心理负担最重的部分。他们展示了在研究人类因素时背景脑电图的重要性，特别是在偶发事件训练方面。

西德豪斯（2024年）希望这项研究能够为开发“认知监测程序和神经计量学迈出一步，这将有助于跟踪亚轨道飞行员的神经生理负荷，甚至可能对正在训练的飞行员有所帮助。”

图2。注意。亚轨道航天器模拟器 由E. Seedhouse，未注明日期。版权未注明日期。由埃里克·西德豪斯提供。

“关于神经生理学和航天飞行应用的研究尚不完整，且很少有研究识别出飞行员认知表现的候选神经计量学，”西德豪斯（2024年）说，建议在动态模拟器和虚拟现实环境中进行更多研究。

研究得出的结论是 EPOC系列EEG系统“不干扰，佩戴舒适，并能够提供准确的认知负荷数据，分辨率良好。” 此外，参与者报告称该耳机佩戴舒适。

EMOTIV高级研究科学家尼克·威廉姆斯（Dr. Nik Williams）对这项试点研究及其未来的意义进行了评论。

“这项试点研究支持脑电图神经技术整合到航空工业中的可行性，作为开发更安全、更适应航空实践的工具，”威廉姆斯说。“通过为学生提供个性化培训，为退役军人提供增强的情况意识，这种非侵入性脑电图技术将在塑造行业未来中发挥关键作用。

“我期待后续研究，进一步阐明这些发现，涉及更大数量的参与者样本、更多微妙的心理负荷神经测量和改进的实验设计。”

西德豪斯，E.（2024年）。评估使用EEG监测模拟亚轨道飞行中的认知负荷的潜力。 航空/航天教育与研究杂志，33(1)。 DOI: https://doi.org/10.58940/2329-258X.1989