Изучение когнитивной работоспособности и психофизиологического состояния человека-оператора в условиях изоляции

Введение. В условиях пандемии нового коронавируса и предпринимаемых мер по сдерживанию распространения инфекции, включая карантинные меры и перевод на удалённую работу, актуальным является изучение эффектов краткосрочных и долгосрочных изоляций на психологическое благополучие и когнитивную работоспособность человека.

Цель исследования — изучение когнитивной работоспособности и психофизиологического состояния человека в условиях изоляции.

Материалы и методы. В ИМБП РАН был проведён 14-суточный изоляционный эксперимент, моделирующий полёт на Луну: 6 испытуемых (4 мужчины, 2 женщины) две недели работали и проживали в гермообъёме площадью 12 кв². С помощью оценки ситуативной тревожности, акустического анализа речи, когнитивных и сенсомоторных тестов были получены данные о взаимосвязи психофизиологического состояния человека и его продуктивности.

Результаты. Выявлены значимые корреляции между ситуативной тревожностью и акустическими характеристиками речи. В дни, когда испытуемые говорили тише (р<0,0001), делая больше пауз в речи (р<0,01), а в голосе присутствовал больший процент шиммера (вариабельности по амплитуде) (р<0,0001), испытуемые отмечали большую тревожность. Субъективно воспринимаемая тревожность коррелировала с когнитивной работоспособностью. В более тревожном состоянии испытуемые совершали больше ошибок в математических вычислениях (р<0,01) и затрачивали больше времени на решение (р<0,001); возрастали лабильность (р<0,01) и ошибки (р<0,0001) при выполнении сенсомоторных тестов.

Ограничения исследования. Ограничениями данного исследования можно назвать малый объём выборки, продолжительность изоляционного воздействия, а также ограниченное количество используемых методов изучения физиологического состояния человека.

Выводы. Были обнаружены достоверные связи между показателем ситуативной тревожности, акустическими характеристиками речи и когнитивной работоспособностью. Психофизиологическое состояние обследуемых влияло на качество выполнения операторских задач. Изоляция сама по себе не стала значительным психологическим стрессором в данном эксперименте, что могло быть связано с мотивированностью обследуемых. Было обнаружено возрастание тревоги за несколько дней до эксперимента, что могло быть вызвано изменением привычного образа жизни испытуемых, чувством неопределённости и большим количеством обследований.

Этика. Программа эксперимента была одобрена Комиссией по биомедицинской этике ГНЦ РФ ИМБП РАН № 573 от 1 апреля 2021 г. и полностью соответствовали принципам Хельсинкской декларации 1964 г. Каждый участник исследования добровольно подписал информированное согласие после того, как ему были объяснены потенциальные риски и характер предстоящего исследования.

Участие авторов.
Лебедева С.А. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка данных, написание текста;
Швед Д.М. — концепция и дизайн исследования, редактирование.

Финансирование. РНФ №18-75-10086-П.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления: 20.03.2022 / Дата принятия к печати: 15.04.2022 / Дата публикации: 25.05.2022

1. Tomasello М. The ultra-social animal. Eur. J. Soc. Psychol. 2014; 44: 187-94.

2. Sohrabi C., Alsafi Z., O’Neill N., Khan M., Kerwan A., Al-Jabir A. et al. World Health Organization declares global emergency: a review of the 2019 novel coronavirus (COVID-19).Int. J. Surg. 2020; 76: 71-6.

3. Salomon T., Cohen A., Barazany D., Ben-Zvi G., Botvinik-Nezer R., Gera R. et al. Brain volumetric changes in the general population following the COVID-19 outbreak and lockdown. Neuroimage. 2021; 239: Article 118311.

4. Fiorillo A., Gorwood P. The consequences of the COVID-19 pandemic on mental health and implications for clinical practice. Eur. Psychiatry. 2020; 63: https://doi.org/10.1192/j.eurpsy.2020.35.

5. Huang Y., Zhao N. Generalized anxiety disorder, depressive symptoms and sleep quality during COVID-19 outbreak in China: a web-based cross-sectional survey. Psychiatry Res. 2020. https://doi.org/10.1016/j.psychres.2020.112954

6. Wang C., Pan R., Wan X., Tan Y., Xu L., Ho C.S. et al. Immediate Psychological responses and associated factors during the initial stage of the 2019 Coronavirus disease (COVID-19) epidemic among the general population in China.Int. J. Environ. Res. Public. Health. 2020; https://doi.org/1710.3390/ijerph17051729

7. Li Na, Fan Lurong, Wang Yan, Wang Jing, Huang Yu. Risk factors of psychological distress during the COVID-19 pandemic: The roles of coping style and emotional regulation. Journal of Affective Disorders. 2022; 299: 326-334. https://doi.org/10.1016/j.jad.2021.12.026

8. Allé Mélissa, Berntsen Dorthe. Self-isolation, psychotic symptoms and cognitive problems during the COVID-19 worldwide outbreak. Psychiatry Research. 2021; 302. https://doi.org/10.1016/j.psychres.2021.114015

9. Valenzano A., Scarinci A., Monda V., Sessa F., Messina A., Monda M. et al. The social brain and emotional contagion: COVID-19 effects. Medicina (B. Aires). 2021; 56(12): 640.

10. Орлов О.И., Гущин В.И., Виноходова А.Г. и др. Изоляционные эксперименты: прошлое, настоящее, будущее. Авиакосм. и экол. мед. 2018; 52(4): 5-17.

11. Kuznetsova P.G., Gushin V.I., Vinokhodova A.G., Chekalina A.I., Shved D.M.Interpersonal interaction under the conditions of high autonomy in interplanetary mission simulation («Mars-500» experiment). Hum. Physiol. 2017; 43: 751-756. https://doi.org/10.1134/S0362119717070118

12. Supolkina N., Yusupova A., Shved D., Gushin V., Savinkina A., Lebedeva S. et al. External Communication of Autonomous Crews Under Simulation of Interplanetary Missions. Front. Physiol. 2021; 12: 751170. https://doi.org/10.3389/fphys.2021.751170

13. Лебедева С.А., Швед Д.М., Гущин В.И. Возможности компьютерного анализа акустических характеристик речи человека-оператора в условиях космического полета. Пилотируемые полеты в космос. 2020; 3(36): 109-24. https://doi.org/10.34131/MSF.20.3.109-124

14. Романенко В.О. Эмоциональные характеристики речи и их связь с акустическими параметрами. СПб: Общество. Среда. Развитие. 2011; 3(20): 124-7.

15. Spielberger C. Anxiety: Current trends in theory and research. N.Y., 1972; 1: 24-55.

16. Chen L., Zhao H., Razin D., Song T., Wu Y., Ma X. et al. Anxiety levels during a second local COVID-19 pandemic breakout among quarantined people: A cross sectional survey in China. Journal of Psychiatric Research. 2021; 135: 37-46. https://doi.org/10.1016/j.jpsychires.2020.12.067

17. Nishimura Y., Motomura E., Ohoyama K., Hara N., Inoue K., Nishida A. et al. Effects of state anxiety on the cognitive and emotional tasks in healthy volunteers. Neuroscience Research. 2009; 65(1): 193-94. https://doi.org/10.1016/j.neures.2009.09.1050

18. Smith N.C., Bellamy M., Collins D.J., Newell D. A test of processing efficiency theory in a team sport context. Journal of Sports Sciences. 2001; 19(5): 321-32. https://doi.org/10.1080/02640410152006090

19. Hadwin J.A., Brogan J., Stevenson J. State anxiety and working memory in children: A test of processing efficiency theory. Educational Psychology. 2005; 25(4): 379-93. https://doi.org/10.1080/01443410500041607

20. Murray N.P., Janelle C.M. Anxiety and performance: A visual search examination of the processing efficiency theory. Journal of Sport and Exercise Psychology. 2003; 25(2): 171-87. https://doi.org/10.1123/jsep.25.2.171

21. Robinson O.J., Vytal K., Cornwell B.R., Grillon C. (2013). The impact of anxiety upon cognition: Perspectives from human threat of shock studies. Frontiers in Human Neuroscience. 2013; 7: 1-21. https://doi.org/10.3389/fnhum.2013.00203

22. Massoni S. Emotion as a boost to metacognition: How worry enhances the quality of confidence. Consciousness and Cognition. 2014; 29: 189-198. https://doi.org/10.1016/j.concog.2014.08.006

23. Young D.R., Hong B.D., Lo T., Inzhakova G., Cohen D.A., Sidell M.A. The longitudinal associations of physical activity, time spent outdoors in nature and symptoms of depression and anxiety during COVID-19 quarantine and social distancing in the United States. Preventive Medicine. 2022; 154: 0091-7435. https://doi.org/10.1016/j.ypmed.2021.106863