Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Шифр эксперимента: Типология
Направление НПИ: 3. Человек в космосе
Секция КНТС: 1. Космическая биология и физиология
Наименование эксперимента: Изучение типологических особенностей операторской деятельности экипажей МКС на этапах долговременного космического полета
Цель эксперимента:

Установление объективных признаков типологических проявлений операторской деятельности, которые могут быть использованы для оценки актуального психического состояния, прогноза и коррекции качества выполнения профессиональных задач в условиях космического полета.

Описание эксперимента:

Среди задач диагностики в процессе трудовой деятельности космонавтов самостоятельное место занимают вопросы оценки актуального психического состояния и прогнозирования его возможных изменений в условиях длительного действия неблагоприятных факторов космического полета.

Важными стрессогенными факторами следует считать невесомость, изоляцию в ограниченном объеме, перегрузки на заключительном этапе. Не менее значимыми являются совмещение места труда и досуга, монотонность окружения и деятельности, принудительный характер общения как внутри орбитальной станции, так и с обслуживающими службами ЦУП. Также к ним можно отнести различные нештатные ситуации, представляющие угрозу здоровью и жизни экипажа, высокие рабочие и психические нагрузки, особенно при работе в открытом космосе, требующие мобилизации скрытых функциональных резервов.

Анализ состояния космонавтов в полетах на орбитальных станциях позволил выделить две подгруппы.

Это психические состояния острого периода адаптации к невесомости - эмоциональная напряженность, диссомнии, психосенсорный дискомфорт, и психические состояния дезадаптации, характерные для длительных космических полетов переутомление и психастения, аффективные состояния повышенного и сниженного настроения, невротические состояния, акцентуации черт личности.

Имеющиеся данные по оценке состояния и работоспособности получены, в основном, с использованием экспертных методов диагностики психического состояния на основе анализа переговоров и телевизионных наблюдений за поведением космонавтов в полете. Поэтому получение прогностически значимых показателей состояния космонавта, определяющих эффективность его профессиональной деятельности, является следующим закономерным шагом при разработке методов поддержания работоспособности и изучении процессов адаптации человека-оператора к условиям воздействия стрессогенных факторов.

В работе космонавта могут быть выделены две категории задач: логические и пространственные.

Решение пространственных задач предполагает главным образом нагрузку на теменно-затылочные области коры правого полушария головного мозга , ответственные за хранение и переработку информации.

Решение логических задач предполагает не только хранение и переработку информации, но и сложную программируемую деятельность, реализующую намерения и планы. При этом на уровне третичных зон происходит взаимодействие лобно-теменных и теменно-затылочных областей коры левого полушария головного мозга.

Очевидно, что в зависимости от состояния этих областей коры, в силу относительной незрелости, атипического или аномального развития, человек-оператор более способен к тому или иному виду деятельности. Причем, при изменении их функционального состояния, эта способность может несколько меняться.

Иначе говоря, способности к решению логических и пространственных задач не только индивидуально специфичны, но и подвержены колебаниям в зависимости от состояния момента.

Для достижения цели в ходе КЭ решаются следующие задачи:

На этапе наземной подготовки.

Выявление индивидуальных типологических признаков операторской деятельности и оценка их прогностической значимости с использованием модели профессиональной деятельности – компьютерных игр «Сапер» и «Тетрис».

Отработка навыка коррекции состояния с использованием метода адаптивного биологического управления (АБУ) и оценка эффекта коррекции на модели.

На этапах полета, начиная с острого периода адаптации к невесомости.

Оценка сохранности индивидуальных типологических признаков операторской деятельности и их прогностической значимости.

Оценка сохранности навыка АБУ и эффекта коррекции.

Послеполетный период, начиная с раннего периода реадаптации.

Оценка сохранности индивидуальных типологических признаков операторской деятельности и их прогностической значимости.

Оценка сохранности навыка АБУ и эффекта коррекции.

КЭ «Типология» состоит из нескольких однотипных серий обследований космонавтов, проводимых на этапах подготовки к полету, в полёте и после его завершения.

Каждая серия включает следующие исследования.

1. Оценка исходного эмоционально-психического состояния, определяющего склонность к решению логических и пространственных задач – тест Люшера и исследование динамики УПС - уровня пространственной синхронизации ЭЭГ лобно-теменных и теменно-затылочных отведений.

2. Оценка качества решения логических и пространственных задач на моделях операторской деятельности, в качестве которых были выбраны компьютерные игры «Сапер» и «Тетрис».

3. Изменения УПС методом адаптивного биологического управления - генерирование динамики УПС, свойственной готовности данного индивидуума к решению логических и пространственных задач. При этом предполагается исследовать возможности как повышения исходно выраженной готовности, так и повышения изначально не выраженной готовности.

4. Оценка влияния измененного состояния готовности на результат решения логических и пространственных задач при их моделировании с помощью указанных компьютерных игр.

Рекомендован РАН для реализации в составе РС МКС на 2011-2020 годы.

Новизна эксперимента:

В предлагаемом КЭ используется новое для космической медицины деление стратегии операторской деятельности на стохастическую и детерминированную, основанное на нейропсихологическом подходе к функциональной роли областей коры головного мозга . Следует отметить, что подобный подход подкреплен многочисленными клиническими и экспериментальными наблюдениями, а также гистологическими исследованиями.

Впервые предполагается получить объективные энцефалографические критерии готовности к принципиально различным видам деятельности и оценить их прогностическую значимость на модели, точно воспроизводящей особенности профессиональной деятельности, и изучить их изменение в космическом полете.

Также впервые появляется возможность оценить сохранность навыка адаптивного биологического управления, использующего в качестве сигнала обратной связи УПС, на фоне действия факторов космического полета.

Научная аппаратура:

При проведении эксперимента «Типология» используется:

1 Комплект ТИПОЛОГИЯ, в составе:

1.1 Укладка ТИПОЛОГИЯ, в составе:

1.1.1 Пакет "ШКО 57-58", в составе:

1.1.1.1 ШКО-2 ЭЭГ – НЕЙРОЛАБ

1.1.1.2 Пакет Zip Lock

1.1.2 Пакет "ШКО 59-60", в составе:

1.1.2.1 ШКО-2 ЭЭГ – НЕЙРОЛАБ

1.1.2.2 Пакет Zip Lock

1.1.3 Комплект элементов питания, в составе:

1.1.3.1 Элементы питания

1.1.3.2 Пакет Zip Lock

1.1.4 Пакет "Салфетки", в составе:

1.1.4.1 Салфетки бактерицидные

1.1.4.2 Пакет Zip Lock

1.1.5 Чехол.

1.2 Укладка ТИПОЛОГИЯ-ДАННЫЕ, в составе:

1.2.1 Карта памяти ТИПОЛОГИЯ-ДАННЫЕ (Compact Flash, не менее 512 Мб с адаптером CF/PCMCIA).

Дополнительно используется оборудование:

1. Комплекс "НЕЙРОЛАБ-2000М" (имеется на СМ РС) используется при проведении эксперимента только:

1.1 Блок "Нейролаб-М2".

1.2 Блок "Нейролаб-М3".

1.3 Туба с электродным гелем.

2. Бортовой Laptop А31Р с блоком питания А31Р Power Supply и кабелями (имеется на СМ РС).

3. Многофункциональное рабочее место (имеется на СМ РС).

Комплекс "НЕЙРОЛАБ-2000М" обеспечивает при проведении эксперимента «Типология» съём, усиление и обработку следующих физиологических функций и показателей:

- электроэнцефалограммы (с использованием шапочки ШКО-2 ЭЭГ – НЕЙРОЛАБ) в следующих отведениях биполярно: F3, C3 – первый канал, F4, C4 – второй канал, C3, P3 – третий канал, C4, P4 – четвертый канал (обозначения по международной системе "10-20");

- порядок выбора цветов и вербальные характеристики теста Люшера;

- продуктивные показатели выполнения компьютерных игр (измеряются количество правильных ответов, количество ошибок, время выполнения задачи и т.п.).

На этапах наземной подготовки, в полете и последействии – на Земле, поочередно воспроизводятся с помощью компьютерных игр две модели деятельности, а с помощью вариантов АБУ вырабатывается навык создания состояния готовности к последующему за АБУ виду деятельности – решению логических или пространственных задач (соответственно "Сапер" или "Тетрис"). При этом визуальный сигнал – зеленая полоса, колеблющаяся по ширине, смещена на экране Laptop А31Р соответственно влево или вправо.

Ожидаемые результаты:

Ожидаемые результаты предлагаемого КЭ позволят получить сведения, необходимые для понимания таких фундаментальных проблем, как связь электрического феномена с поведенческим актом, формирование готовности к профессиональной деятельности, понимание механизмов изменения качества деятельности под влиянием комплекса факторов космического полета и, в том числе, гипогравитации. Кроме того, можно ожидать, что полученные результаты послужат основой для выработки новых методов оперативной оценки, прогноза и коррекции состояния космонавта в полете применительно к особенностям его профессиональной деятельности. Это будет способствовать увеличению набора методов поддержания работоспособности в дополнение к имеющимся.

Эффект от выполнения предлагаемого КЭ связан с разработкой новых методов и средств, повышающих надежность человека-оператора и способствующих снижению риска ошибочных действий при решении профессиональных задач в условиях стохастической и детерминированной деятельности.

Оценка эффективности предлагаемых методов производится в процессе эксперимента по результатам выполнения моделируемых режимов ручного управления.

Полученные результаты:

Все космонавты успешно справились с задачей выработать навык АБУ, научились управлять состоянием готовности к решению логических и пространственных задач.

В первых сеансах тренировок АБУ не приводит к повышению продуктивных показателей, они начинают превышать контрольные значения в период с 2 по 7 сеанс.

В полете эффект АБУ более устойчиво проявляется при решении того вида задач, к которому космонавт более склонен в силу своих типологических особенностей.

К настоящему моменту проведено в полете 24 сеанса КЭ «Типология», из них в 13 применение АБУ приводило к повышению продуктивных показателей при решении в компьютерных играх логических и пространственных задач от 1% до 51% по сравнению с контрольными значениями.

Сроки проведения: Проводится с МКС-19.
Состояние эксперимента: Завершен
Организация постановщик: ГНЦ РФ-ИМБП РАН
Организации участники: ФГУП ЦНИИмаш; РКК "Энергия" им. СП. Королёва; РГНИИ ЦПК им. Ю.А.Гагарина.
Научный руководитель: Антонов А.А., ИМБП РАН, в.н.с., к.м.н.
Публикации по эксперименту:

1. Антонов А.А. Метод адаптивного управления на основе биологической обратной связи по показателям пространственной синхронизации деятельности областей коры головного мозга, как средство поддержания работоспособности операторов. Ж. Авиакосмическая и экологическая медицина, 2007 год, Т.41, №2, С.21-28.

2. Антонов А.А., Ершова Т.А. Сохранность навыка адаптивного биоуправления процессом синхронизации биоэлектрпической активности коры головного мозга человека в аргоно-азотно-кислородной среде с различным содержанием кислорода. Ж. Авиакосмическая и экологическая медицина, 2009 год, Т.43, №5, С.27-31.

3. Антонов А.А., Ершова Т.А. Эффект адаптивного биоуправления (АБУ) на продуктивные показатели моделируемой деятельности. Предварительные результаты космического эксперимента (КЭ). 21 съезд физиологического общества им. И.П.Павлова. Тезисы докладов. Москва-Калуга, 2010, С.32.

4. Антонов А.А., Ершова Т.А. Эффект сеансов адаптивного биоуправления на показатели моделируемой деятельности в эксперименте «Марс - 105». Ж. Авиакосмическая и экологическая медицина, 2010 год, Т.44, №4, С.17-23.

5. Иванова Е.И., Орлова Е.Г., Пермяков О.В. Метод БОС в средней школе. Эффективность психофизиологической коррекции с использованием БОС. Ж.Биологическая обратная связь, 1999 год, С.24.

6. Савченко В.В. Обратные связи в задаче поддержания работоспособности операторов в системе «человек-машина» в состоянии готовности к экстремальному действию. Ж. Системный анализ и управление в биомедицинских системах, 2005 год, Т.4, №4, С.477-481.

7. Собчик Л.Н. Модифицированный восьмицветовой тест Люшера. Санкт- Петербург, Речь, 2001, 112 с.

8. Лурия А.Р. Основы нейропсихологии, Москва, МГУ, 1973, 374 с.

9. Семенович А.В. Нейропсихологический анализ школьной неуспеваемости среди учащихся массовых школ. Ж.высшей нервной деятельности, 1992, №4.

Последнее обновление: 16.11.2017

Информационная справка

Программы

Изображения