Усталость работников можно побороть с помощью носимых нейротехнологий

Усталость — это личный опыт, на который влияет как снижение когнитивных и нервных ресурсов, так и мотивация.

Усталость из-за длительных периодов работы и недостаточного отдыха может ухудшить производительность труда, понимание ситуации и способность принимать решения, даже когда это необходимо больше всего. В частности, в критически важных для безопасности средах, таких как реагирование на лесные пожары, утомление было связано с двукратным увеличением риска травм и ошибок и четырехкратным увеличением поведения, угрожающего безопасности, во время чрезвычайных ситуаций, пишет medicalxpress.com.

Чтобы смягчить эти последствия, исследователи из Техасского университета A&M оценивают, как влияние усталости, вызывающее снижение производительности у критически важных для безопасности работников, таких как пожарные, медсестры и врачи скорой помощи (ER), может быть отложено с помощью транскраниального прямого токовая стимуляция (tDCS) — носимая и неинвазивная технология стимуляции мозга, которая использует слабые электрические токи для стимуляции определенных частей мозга.

«Административные и личные контрмеры, такие как график сна/смены, обучение и стимуляторы, такие как кофеин, основаны на реактивном подходе и в значительной степени непрактичны во время чрезвычайных ситуаций. В некоторых случаях они сопровождаются значительными побочными эффектами для здоровья», — сказал доктор Ранджана Мехта. доцент Wm. Майкл Барнс Департамент промышленной и системной инженерии. «Преобразующие парадигмы аугментации человека для активной борьбы с дефицитом усталости с помощью неинвазивной нейростимуляции оказались более эффективными, чем стимуляторы, и могут устранить преобладающие барьеры принятия».

В исследовательскую группу также входят Рид Смут, студент бакалавриата факультета электротехники и вычислительной техники, и Рохит Картикеян, докторант факультета машиностроения Дж. Майка Уокера, а также первый автор и ведущий докторант исследования.

Команда провела экспериментальное исследование из трех сессий с 32 участниками. На каждом сеансе участники выполняли часовую утомительную когнитивную задачу, которая, как было показано, нарушает и ухудшает когнитивные процессы и исполнительные функции человека, то есть рабочую память. Участники либо получали анодную стимуляцию, связанную с усилением стимулируемой области мозга, либо получали фиктивную (плацебо) стимуляцию, либо не получали стимуляцию на каждом из трех сеансов.

Стимуляция проводилась на 20-минутной отметке во время утомительной задачи в течение 10 минут при 1 мА (миллиампер). Также оценивались выполнение задания, реакция на усталость, усилие, дискомфорт и вариабельность сердечного ритма.

Из-за противовеса анодной стимуляции, ложной стимуляции и отсутствия стимуляции команда обнаружила, что при возбуждении активности нейронов посредством анодной стимуляции выполнение задачи в условиях утомления улучшилось примерно на 15% (в диапазоне от 10 до 50%). уменьшилось в течение двух других сессий.

Исследователи также смогли зафиксировать селективные преимущества анодной стимуляции при выборе реакции, например, при выборе подходящего действия, которое усиливалось при стимуляции. В то время как тормозной контроль или способность подавлять импульсивные, естественные и привычные реакции не увеличивались, люди могли сохранять эту когнитивную функцию при анодной стимуляции, которая в противном случае значительно снижалась при имитации или отсутствии стимуляции. Кроме того, эти улучшения были сопоставимы как для мужчин, так и для женщин.

Усталость — это личный опыт, на который влияет как снижение когнитивных и нервных ресурсов, так и мотивация. Уникальный аспект этой работы заключался в том, чтобы понять и зафиксировать различные преимущества, которые могут обеспечить нейротехнологии.

«Улучшения, связанные со стимуляцией, не были доступны на уровне восприятия, т. е. люди не сообщали о более низких показателях утомляемости при анодной стимуляции. В настоящее время мы изучаем, как такие решения будут доверенными и будут применяться в полевых условиях, особенно в системах, ориентированных на человека. ", - сказал Картикеян.

Результаты исследования подчеркивают потенциал нейростимуляции как справедливой меры по борьбе с усталостью для поддержки рабочих во время операций с высоким риском утомления, таких как реагирование на чрезвычайные ситуации, которые могут длиться несколько дней или недель, особенно с учетом нехватки персонала скорой помощи.

«Нам еще предстоит пройти определенный путь, прежде чем эту технологию можно будет развернуть в полевых условиях. В нашем исследовании использовались параметры стимуляции на уровнях, которые ранее не тестировались, в основном для того, чтобы пролить свет на взаимосвязь доза-реакция, но также с учетом того, что практически осуществимо и этично, если такая технология будет использоваться в операциях скорой помощи», — сказал Мехта.

С тех пор команда приступила к следующему этапу эмпирических испытаний, а также к поиску клиентов с помощью аварийно-спасательных служб с использованием программы Innovation Corps Sites, предлагаемой Техасской инженерной экспериментальной станцией A&M.

«Мы стремимся разрабатывать надежные инженерные решения, которые работают для аварийно-спасательных служб, когда они в них нуждаются; поэтому принятие подхода, ориентированного на человека, имеет решающее значение», — сказал Мехта.