различия

  • елементи
  • абстрактно
  • Въведение
  • резултатът
  • дискусия
  • методи
  • Проучване на популацията и fMRI протокол
  • Предварителна обработка и анализ на общия линеен модел (GLM) на fMRI данни
  • Повече информация
  • Коментари

елементи

  • Отстраняване на неизправности
  • Сензорна обработка

абстрактно

Липсата на SPASA и погрешното тълкуване на триизмерното представяне на информация очевидно са причините за произшествия и следователно тези важни умения се тестват при пилотни оценки. В зависимост от закона за авиокомпаниите пилотните оценки включват различни тестове и се извършват от различни сертифицирани органи. Тези оценки обикновено се извършват в процес на мултимодално оценяване, който обикновено тества различни когнитивни способности, като механично разбиране и технически знания, цифрови разсъждения, краткосрочна памет за слухова и зрителна информация, скорост на възприятие, контрол на вниманието, време за реакция, психомоторни координация, множество задачи и пространствена ориентация 6. За тестване на многозадачна координация често се използва многозадачен координационен тест, който изисква едновременно изпълнение на три различни задачи: компенсаторна задача за мониторинг, акустична задача и задача за мониторинг на инструмента.

В допълнение към тези концептуални съображения са открити редица емпирични различия между реалното пространствено познание и абстрактното мисловно въртене. На нивото на поведение са наблюдавани различия в умствената ротация (т.е. въртене на външния обект) и в търсенето на егоцентричен поглед (т.е. адаптация) 7, което предполага разлика в съответните когнитивни механизми. В допълнение, проучвания, изследващи връзката между умствената ротация и действителните характеристики на космическия двигател, са установили такава връзка само при неопитни или нетренирани пилоти 8, шофьори 9 и хирурзи 10. Wolf и сътр. 9, например, показва, че начинаещите шофьори са отбелязали своите умения за паркиране и парадигма на умствена ротация в сравнение с група мъже със съответно шофьорско изживяване. Когато обаче експериментът се повтори по-късно, тази полова разлика се наблюдава само в случай на абстрактна парадигма на психичното въртене, но не и в случай на шофьорска задача, където изпълнението на задачата вместо това се определя от нивото на шофиране придобити.

В комбинация тези констатации повдигат не само въпроса дали извършването на умствената ротация на Шепард-Мецлер всъщност представлява настоящото ниво на реални умения в космическото представяне в определена професия, но и неговата функция като предсказател за бъдещия индивид. развитие, основано на обучение и опит. В това проучване ние проектирахме и внедрихме задача за инструментална интерпретация (IIT), която много прилича на индикатора за положение, основния инструмент, използван от пилотите за определяне на позицията на самолет, и по този начин приближава действителните изисквания и условия на пилота в реалния живот . въпреки че все още е много сравним с ролята на Шепърд-Мецлер (SMT) в областта на умствената ротация по отношение на представянето на визуални стимули и реакции на субекта чрез натискане на един от двата бутона (фиг. 1).

Условията на задачата бяха представени в редуващи се блокове (продължителност 20 s). Субектите трябваше да използват бутона, за да решат дали лявото и дясното изображение са еднакви (т.е. дали са един и същ обект и дали индикаторът за положение съвпада с триизмерната ориентация на самолета по отношение на височината и превъртането). След натискане на бутона се появи нов стимул; максималната продължителност на теста не е била. Решенията за този пример са: SMT: правилно, неправилно, правилно; IIT: грешно, правилно, правилно.

Изображение в пълен размер

Изследвахме получените биологични субстрати за новия IIT в сравнение с абстрактната роля на умствената ротация на Шепард-Мецлер. Освен това сравнихме изпълнението на задачите и специфичните за дадена задача активиране на мозъка между двете задачи, за да оценим дали SMT може да се счита за надежден инструмент за изследване на авиационните възможности за пространствено разпознаване.

резултатът

Няма значителни разлики в индивидуалното поведение или активирането на мозъка, свързани с индивидуалните полетни преживявания (т.е. летателни часове, типове самолети и възраст). Средно участниците са се представили значително (сдвоен t-тест, T = 4.62, p

Припокриващите се условия се показват в лилаво. Статистическият праг за t-статистика е определен на p

Статистическият праг за t-статистика беше зададен на p SMT.

дискусия

Това проучване изследва невробиологичните корелати на пространственото познание на професионалните пилоти на авиокомпании при интерпретиране на информация, показана на индикатор за реалистична позиция (интерпретация на инструмента, IIT) или при изпълнение на обща задача за умствена ротация (задача на Shepard-Metzler, SMT).

Въпреки че в авиацията е постигнато високо ниво на безопасност поради непрекъснатото развитие на летателни системи и автоматизация, все още съществуват процедури, както и обучение на пилоти, произшествия и инциденти и човешки фактори като загуба на SA и по-специално пространствен SA. докладвани като ключови в докладите за произшествия/инциденти 5 Въпреки че произходът на пространствената дезориентация често е свързан с физиологични процеси извън централната нервна система (например във вестибуларната система) 11, преодоляването на пространствената дезориентация може да бъде повлияно от дизайна на системата и дисплея. Следователно повечето програми за обучение за предотвратяване на пространствена дезориентация се фокусират върху тези физиологични процеси. Повече знания за неврологичните процеси могат да доведат до програми за превенция, фокусирани върху когнитивното обучение.

Най-важното е, че не открихме значителна връзка между точността на двата типа задачи при пилотите, което предполага, че само абстрактните умения за умствена ротация не са достатъчни за прогнозиране на точността на задачите по време на интерпретация на инструмента. Предишни проучвания показват, че абстрактните умствени компетенции могат да доведат до по-добри резултати в началните етапи на обучение на конкретни задачи на космическия двигател. За опитните изпълнители обаче е установено, че тези първоначални разлики са облекчени и зависят главно от съответното ниво на опит 9, 10. Техните открития ясно показват, че опитът в космическия двигател в реален сценарий, като хирургия или шофиране, разчита само отчасти на мозъчната мрежа, необходима за абстрактни умения за умствена ротация. Разделителната способност на перспективната задача в сравнение с умственото въртене също е от голямо значение за проектирането на дисплеи и инструменти. Поддържането и (пре) създаването на пространствено съзнание, т.е. осъзнаване на настоящото и бъдещото отношение на самолетите, е основно изискване за пилотите.

От друга страна, наблюдавахме значителна корелация на времето за реакция между две различни задачи. Времето за реакция зависи критично от индивидуалните показатели за ефективност като бдителност и увереност. Бързата обработка обаче не е основна цел в задачите, използвани в нашето проучване, и участниците бяха адекватно инструктирани. В случай на въздушни пилоти, правилното тълкуване на текущото състояние на въздухоплавателното средство е основата за съответното вземане на решение. Като цяло не наблюдавахме значителна връзка между точността на задачите и времето за реакция. За SMT обаче има значителна отрицателна корелация между времето за реакция и точността на задачата, което не се наблюдава при IIT. Това осигурява допълнителна подкрепа, че изпълнението на SMT не е надежден предиктор за други задачи за пространствено разпознаване, като IIT, и по този начин не е надежден инструмент за стратификация при пилотната оценка.

В обобщение, докато показваме, че в невронните мрежи има значително припокриване на активирането и в двете условия на задачата, ние открихме, че има и значителни разлики в моделите на активиране между интерпретацията на инструмента и неестетичната умствена ротация. В комбинация с липсата на корелация между точността на задачите за тези две условия, нашите резултати показват, че абстрактните умения за умствена ротация може да не са надежден предиктор за истинските пространствено-двигателни способности на пилотите и евентуално други обучени професионалисти от реалния живот. За нашия експериментален дизайн ще покажем приложимостта на свързаните с авиацията дисплеи като fMRI стимули. В допълнение към предизвикването на важни разлики в активирането на мозъка, новият IIT може да бъде полезен в бъдещи въздухоплавателни изследвания поради по-високата валидност на лицето в сравнение с абстрактните тестове като SMT.

методи

Проучване на популацията и fMRI протокол

Изследвахме 18 мъжки професионални въздушни пилоти (възраст: 37 ± 7 години, летателни часове: 5500 ± 3000 h). Субектите, извършили умствена ротация на Шепърд-Мецлер (SMT) и задача за интерпретация на инструмента (IIT), представени в блокиран дизайн (дължина на блока = 20 s, 5 повторения, редуващи се SMT и IIT) (фиг. 1), подложени на функционално ядрено-магнитен резонанс (fMRI ) в MR Center of Excellence в Медицинския университет във Виена. Всички субекти бяха възстановени финансово за участието си и получиха информирано писмено съгласие. Протоколът за изследването е одобрен от Институционалния съвет за преглед на Медицинския университет във Виена. Всички методи са извършени в съответствие с одобрен протокол за изследване, насоки за добра научна практика и Декларация от Хелзинки (1964 г.), включително текущи ревизии.

Обектите бяха сканирани в 3 скенера Tesla TIM Trio MR (Siemens Medical, Erlangen, Германия) с помощта на 32-каналната бобина на производителя. В многократни моменти са получени 270 обема от целия мозък, като се използва равнинна образна последователност (EPI) с множество звуци (TR/TE = 1800/33 ms, резолюция = 1,2 x 1,25,5 mm3, размер на матрицата: 128 x 128 × 54 филийки). ).

Предварителна обработка и анализ на общия линеен модел (GLM) на fMRI данни

Предварителната обработка и анализът на данните бяха извършени в SPM12b и включваха 23 корекция на времето на секцията, подравняване, отклоняване, нормализиране със стандартен шаблон MNI и изглаждане на ядрото на Гаус (6 mm FWHM).

Едностранният GLM анализ се състоеше от два регресора (т.е. умствена ротация и интерпретация на инструмента), при които функцията boxbox, кодираща началото и продължителността на състоянието, беше потвърдена от каноничния HRF SPM. Получените карти на контраста са използвани за последващ групов анализ за локализиране на активирането на мозъка, свързано със съответните условия на задачата (стр