ротації

  • предметів
  • реферат
  • вступ
  • результат
  • обговорення
  • методи
  • Вивчіть популяцію та протокол fMRI
  • Попередня обробка та аналіз загальної лінійної моделі (GLM) даних фМРТ
  • Детальніше
  • Коментарі

предметів

  • Вирішення проблем
  • Сенсорна обробка

реферат

Відсутність SPASA та неправильне тлумачення тривимірного подання інформації, безумовно, є причинами аварій, і тому ці важливі навички перевіряються під час пілотних оцінок. Залежно від законодавства про авіакомпанії, пілотні оцінки включають різні випробування та проводяться різними сертифікованими органами. Ці оцінки зазвичай проводяться в процесі мультимодального оцінювання, який зазвичай перевіряє різні когнітивні здібності, такі як механічне розуміння та технічні знання, чисельні міркування, короткочасна пам'ять для слухової та зорової інформації, швидкість сприйняття, контроль уваги, час реакції, психомоторика координація. кілька завдань та просторова орієнтація 6. Для тестування багатозадачної координації часто використовується багатозадачний координаційний тест, який вимагає одночасного виконання трьох різних завдань: компенсаційного завдання моніторингу, акустичного завдання та завдання моніторингу приладів.

На додаток до цих концептуальних міркувань було виявлено ряд емпіричних відмінностей між реальним просторовим пізнанням та абстрактною ментальною ротацією. На рівні поведінки спостерігаються відмінності в психічному обертанні (тобто обертанні зовнішнього об'єкта) та у пошуку егоцентричного погляду (тобто адаптації) 7, що свідчить про різницю у відповідних когнітивних механізмах. Крім того, дослідження, що вивчають взаємозв'язок між розумовим обертанням та фактичними характеристиками космічного двигуна, виявили такі взаємозв'язки лише у недосвідчених або не навчених пілотів 8, водіїв 9 та хірургів 10. Вольф та ін. 9, наприклад, показав, що водії-початківці оцінили свої навички паркування та парадигму розумової ротації порівняно з групою чоловіків з відповідним досвідом водіння. Однак, коли експеримент був повторений пізніше, ця гендерна різниця спостерігалася лише у випадку абстрактної парадигми розумового обертання, але не у випадку водійського завдання, коли виконання завдання натомість визначалося рівнем досвіду водіння здобуто.

У сукупності ці висновки порушують не лише питання про те, чи насправді виконання розумової ротації Шепарда-Мецлера представляє поточний рівень реальних навичок у космічній діяльності в певній професії, а й його функцію як предиктора для майбутньої людини. розробка на основі навчання та досвіду. У цьому дослідженні ми розробили та реалізували завдання Інтерпретація приладів (IIT), яке дуже нагадує індикатор положення, основний інструмент, який використовують пілоти для визначення положення літака, і таким чином наближає фактичні вимоги та умови пілота в реальному життя. в той час як все ще дуже порівнянна з роллю Шепарда-Мецлера (SMT) у галузі розумової ротації щодо подання зорових подразників та реакцій суб'єкта, натискаючи одну з двох кнопок (рис. 1).

Умови завдання були представлені у чергуванні блоків (тривалість 20 с). Випробовувані повинні були за допомогою кнопки вирішити, чи однакові ліве та праве зображення (тобто, чи є вони однаковим об’єктом і чи збігається індикатор положення з тривимірною орієнтацією літака щодо висоти та прокрутки). Після натискання кнопки з’явився новий стимул; максимальна тривалість тесту не була. Рішення для цього прикладу: SMT: правильний, неправильний, правильний; ІІТ: неправильно, правильно, правильно.

Повнорозмірне зображення

Ми досліджували біологічні субстрати, отримані для нового ІІТ, у порівнянні з абстрактною роллю розумової ротації Шепарда-Мецлера. Далі ми порівняли виконання завдань та активацію мозку для конкретних завдань між цими двома завданнями, щоб оцінити, чи можна вважати ЗПТ надійним інструментом для вивчення можливостей авіаційного просторового розпізнавання.

результат

Не було суттєвих відмінностей в індивідуальному досвіді мозку чи активації мозку (тобто години польоту, типи літаків та вік), пов’язаних з індивідуальним досвідом польоту. У середньому учасники досягли значних результатів (парний t-тест, T = 4,62, с

Умови перекриття відображаються фіолетовим кольором. Статистичний поріг для t-статистики встановлено на рівні p

Статистичним порогом для t-статистики було встановлено p SMT.

обговорення

У цьому дослідженні вивчались нейробіологічні кореляти просторового пізнання льотчиків-професіоналів авіації при інтерпретації інформації, що відображається на індикаторі реалістичного положення (інтерпретація приладів, IIT), або при виконанні загального завдання розумової ротації (завдання Шепарда-Мецлера, SMT).

Незважаючи на те, що високий рівень безпеки був досягнутий в авіації завдяки постійному розвитку польотних систем та автоматики, все ще існують процедури, а також навчання пілотів, аварії та інциденти, і існують людські фактори, такі як втрата СА та, зокрема, просторовий СА. . повідомляється як ключове у звітах про аварії/події 5 Хоча походження просторової дезорієнтації часто пов'язане з фізіологічними процесами поза центральною нервовою системою (наприклад, у вестибулярній системі) 11, на подолання просторової дезорієнтації може впливати дизайн системи та дисплея. Тому більшість навчальних програм із запобігання просторовій дезорієнтації зосереджені на цих фізіологічних процесах. Більше знань про неврологічні процеси може призвести до профілактичних програм, орієнтованих також на когнітивні тренінги.

Найголовніше, що ми не знайшли жодної суттєвої кореляції між точністю обох типів завдань у пілотів, припускаючи, що лише абстрактних навичок розумової ротації недостатньо для прогнозування точності завдань під час інтерпретації приладів. Попередні дослідження показали, що абстрактні розумові компетенції можуть призвести до кращих результатів на початкових етапах навчання конкретним завданням космічного двигуна. Однак для досвідчених виконавців було встановлено, що ці початкові відмінності пом’якшені і залежать головним чином від відповідного рівня досвіду 9, 10. Їхні відкриття однозначно свідчать про те, що досвід роботи в космічному двигуні в реальному сценарії, наприклад, хірургічному втручанні чи водінні, лише частково покладається на мозкову мережу, необхідну для абстрактних навичок розумової ротації. Розрізнення ролі перспективи в порівнянні з руховим розумовим обертанням також має велике значення для дизайну дисплеїв та інструментів. Підтримка та (пере) створення просторової обізнаності, тобто усвідомлення поточного та майбутнього відношення літаків, є основною вимогою до пілотів.

З іншого боку, ми спостерігали значну кореляцію часу реакції між двома різними завданнями. Час відповіді критично залежить від індивідуальних показників ефективності, таких як пильність і впевненість. Однак швидка обробка не є основною метою завдань, що використовуються в нашому дослідженні, і учасники отримали відповідні інструктажі. Що стосується повітряних пілотів, то правильне тлумачення поточного стану літака є основою для прийняття відповідних рішень. Загалом, ми не спостерігали значної кореляції між точністю завдання та часом відгуку. Однак для ЗПТ існує суттєва негативна кореляція між часом відгуку та точністю завдання, чого не спостерігалося при ІІТ. Це забезпечує додаткову підтримку того, що продуктивність ЗПТ не є надійним предиктором для інших завдань просторового розпізнавання, таких як IIT, і, отже, не є надійним інструментом розшарування в пілотній оцінці.

Підводячи підсумок, показуючи, що в нейронних мережах відбувається значне перекриття активації в обох умовах завдання, ми виявили, що також існують суттєві відмінності в моделях активації між інтерпретацією інструменту та неестетичною ментальною ротацією. У поєднанні з відсутністю взаємозв'язку між точністю завдання для цих двох умов, наші результати дозволяють припустити, що абстрактні навички розумової ротації можуть не бути надійним предиктором справжніх просторово-рухових здібностей пілотів та, можливо, інших навчених професіоналів у реальному житті. Для нашого експериментального проекту ми покажемо застосовність дисплеїв, пов’язаних з авіацією, як подразники fMRI. Окрім суттєвих відмінностей в активації мозку, новий ІІТ може бути корисним у майбутніх аеронавігаційних дослідженнях завдяки більшій валідності обличчя порівняно з абстрактними тестами, такими як ЗПТ.

методи

Вивчіть популяцію та протокол fMRI

Ми обстежили 18 професійних пілотів-чоловіків (вік: 37 ± 7 років, тривалість польоту: 5500 ± 3000 годин). Випробовувані виконували розумову ротацію Шепарда-Мецлера (SMT) та завдання інтерпретації приладів (IIT), заблоковану конструкцію (довжина блоку = 20 с, 5 повторень, чергування SMT та IIT) (рис. 1), проходячи функціональну магнітно-резонансну томографію (fMRI ) в Центрі передового досвіду MR у Віденському медичному університеті. Всім суб'єктам господарювання було відшкодовано гроші за їх участь та надано письмову письмову згоду. Протокол дослідження був затверджений Інституційною комісією з огляду в Віденському медичному університеті. Усі методи виконувались відповідно до затвердженого протоколу дослідження, керівних принципів належної наукової практики та Гельсінкської декларації (1964 р.), Включаючи поточні зміни.

Об'єкти сканувались у 3 сканерах Tesla TIM Trio MR (Siemens Medical, Ерланген, Німеччина) за допомогою 32-канальної головної котушки виробника. Повторно отримували 270 обсягів цілого мозку, використовуючи площинну послідовність зображень (EPI) із множинним звуком (TR/TE = 1800/33 мс, роздільна здатність = 1,2 x 1,25,5 мм3, розмір матриці: 128 x 128 × 54 скибочки). ).

Попередня обробка та аналіз загальної лінійної моделі (GLM) даних фМРТ

Попередня обробка та аналіз даних проводилися в SPM12b і включали 23 корекції синхронізації ділянок, вирівнювання, деформацію, нормалізацію за стандартним шаблоном MNI та згладжування серцевини Гауса (6 мм ШИХМ).

Односторонній аналіз GLM складався з двох регресорів (тобто, розумової ротації та інтерпретації приладу), в яких функція boxbox, яка кодувала початок та тривалість відповідного стану, була підтверджена канонічним HRM SPM. Отримані карти контрасту використовувались для подальшого групового аналізу для визначення активації мозку, пов'язаної з відповідними умовами завдання (с