Después de que un motor de avión explotó a 32,000 pies en el aire el mes pasado, el piloto que volaba en el Vuelo 1380 de Southwest llevó con seguridad el Boeing 737 a un aterrizaje de emergencia en Filadelfia. El Capitán Tammie Jo Shults fue anunciado como un héroe, pero un piloto diferente no puedehan podido responder tan hábilmente
Considere lo que estaba corriendo por su mente: dónde aterrizar, la velocidad y altitud para mantener, cómo ayudar a un pasajero herido y consolar a una tripulación desconcertada. Es probable que Shults experimente "sobrecarga cognitiva", dijo Frédéric Dehais, PhD, aprofesor en ISAE-SUPAERO en Toulouse, Francia, y experto en seguridad de vuelo.
La eficiencia y la seguridad de los sistemas hombre-máquina dependen de la carga de trabajo cognitiva y la conciencia situacional de los operadores humanos, según Hasan Ayaz, PhD, profesor asociado de investigación en la Escuela de Ingeniería Biomédica, Ciencia y Sistemas de Salud de la Universidad de Drexel.
"Desafortunadamente, muchas interfaces hombre-máquina exponen a los usuarios a cargas de trabajo extremas, disminuyendo la atención del operador y potencialmente llevando a consecuencias catastróficas", dijo Ayaz.
Un sistema humano-máquina ideal sería capaz de leer la mente de su operador en tiempo real, para saber qué tan bien estaba prestando atención o capaz de procesar nueva información. Tal sistema puede sonar como una ciencia-fi película. Pero Ayaz y Dehais, junto con un equipo de investigadores de Drexel e ISAE-SUPAERO, ahora han medido con éxito la actividad cerebral de los pilotos en tiempo real utilizando espectroscopía funcional de infrarrojo cercano, o fNIRS.semana en Fronteras en neurociencia humana .
A diferencia de la imagen de resonancia magnética funcional fMRI tradicional, en la que una persona se resigna a una máquina grande mientras está acostada, el sistema fNIRS portátil de Drexel se usa como una diadema, lo que lo hace ideal para medir la actividad cerebral mientras los sujetos del estudio se mueven libremente ensus ambientes naturales.
El sistema fNIRS mide "el cerebro en funcionamiento" al monitorear los cambios de oxigenación de la sangre en la corteza prefrontal, el área debajo de la frente que está involucrada en funciones cognitivas como la resolución de problemas, la memoria, el juicio y el control de los impulsos.nueva tarea, por ejemplo, esta área del cerebro está altamente activada. Sin embargo, a medida que se vuelve más competente, estas tareas se trasladan a otras áreas del cerebro, despejando recursos importantes en la corteza prefrontal para habilidades como la toma de decisiones en una fracción de segundo.
"Lo emocionante es que ahora podemos cuantificar esto", dijo Ayaz. En un escenario de vuelo, Ayaz imagina que el avión mismo algún día podría evaluar el estado cognitivo y emocional del piloto, y luego hacer los ajustes correspondientes.
Para averiguar si esto podría ser posible, los investigadores dividieron a 28 pilotos en dos categorías: el primer grupo voló un avión real, mientras que el segundo grupo operó un simulador de vuelo. En ambos casos, los investigadores monitorearon la actividad cerebral de los pilotos comocompletaron una serie de tareas de memorización a partir de instrucciones de control de tráfico aéreo pregrabadas, que variaron en niveles de dificultad.
Los resultados mostraron que los pilotos en la condición de vuelo real cometieron más errores y tuvieron una mayor activación de la corteza prefrontal anterior que los pilotos en el simulador al completar tareas cognitivamente exigentes.
Las implicaciones son dobles, dice Ayaz. Primero, los investigadores demostraron con éxito la viabilidad de monitorear la carga de trabajo cognitiva en una situación de vuelo realista. En segundo lugar, las diferencias entre los dos grupos subrayan la necesidad de estudios de investigación "ecológicamente válidos". En otras palabras, solo medir la actividad cerebral en un laboratorio probablemente no conduzca a los resultados más precisos.
En el futuro, comprender el proceso neurocognitivo subyacente de las interacciones piloto-avión podría ayudar a hacer que los simuladores sean más realistas, así como a mejorar la seguridad y la eficiencia de las interacciones avión-piloto.
"Creemos que este tipo de enfoque abrirá una nueva dirección de investigación para estudiar los parámetros en un entorno de aviación y, finalmente, diseñar mejores máquinas", dijo Dehais.
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Materiales proporcionado por Universidad de Drexel . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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