يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

التغيرات النفسية والنومي في أعضاء فريق بعثة القطب الداخلي المختارين مسبقا خلال تدريب الصعود السريع على ارتفاعات عالية

306 مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/68599

⸱

مارس 6, 2026

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Naval Medical University, 2Polar Research Institute of China

* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

تكشف هذه الدراسة أن أعضاء فريق البعثة الداخلية في القارة القطبية الجنوبية الأولية والاحتياطية أظهروا مستويات قلق مرتفعة بشكل ملحوظ، وتعويض التلدد العصبي الجبهي الأمامي (تنشيط القشرة الجبهية الأمامية اليسرى)، وتجزئة النوم (WASO بعد الاستيقاظ بعد النوم) في ظروف الارتفاع العالي. توفر هذه النتائج أساسا تجريبيا لتطوير بروتوكولات تدريب تكيفية للبيئات القاسية.

الملخص

أسست هذه الدراسة ونفذت بروتوكول تقييم متعدد الأبعاد للتحقيق بشكل منهجي في التغيرات السلوكية العصبية بين 30 عضوا أوليا واحتياطيا من فريق بعثة القطب الجنوبي الداخلي الذين يخضعون لتدريب على ارتفاعات سريعة. يدمج البروتوكول المقاييس النفسية (BFI-44، DASS-21، PSQI)، والنماذج السلوكية (مهمة N-back)، والتحليل الطيفي الوظيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة (fNIRS)، وأكتيغرافيا المعصم لتقييم التكيفات السلوكية العصبية عبر ارتفاعات مختلفة (0 متر فوق مستوى سطح البحر / 3700 متر فوق مستوى سطح البحر / 4300 متر فوق سطح البحر) على مدى دورة مدتها 8 أيام. يشمل التصميم الأساسي اختبارات الأساس قبل الصعود؛ قياسات متزامنة مع fNIRS معرفية على الارتفاعات المستهدفة؛ مراقبة النوم على مدار الساعة (بما في ذلك التصوير الليلي لمدة 8 ساعات). يتيح هذا الإطار متعدد الوسائط توصيفا كميا لتنشيط التعويض الأمامي، وديناميكيات تجزئة النوم، وتقلبات القلق الناتجة عن الارتفاع. تكشف النتائج أنه، مقارنة بالبيانات المعيارية الصينية، أظهر المشاركون ارتفاعا ملحوظا في التوافق (t=3.940، P<0.001) وضميرية (t=9.736، P<0.001)، إلى جانب انخفاض في العصابية (t=-14.087، P<0.001). أدى نقص الأكسجين الحاد إلى تفاقم القلق (Z=-4.098، P<0.001)، مع شدة أكبر لدى أفراد الأقليات العرقية (H=6.405، P=0.011). أظهر الأكتيغرافيا تجزئة النوم المعتمد على الارتفاع (WASO: 4,300 متر فوق مستوى سطح البحر مقابل خط الأساس، P=0.028). أكدت مهام N-back حافظة على ذاكرة عاملة على ارتفاع 3,700 متر فوق مستوى البحر (الدقة P=0.027) بوساطة تنشيط الجبهة الأمامي التعويضي (تفعيل L-aPFC P=0.043). تضع هذه البيانات معايير اختيار قائمة على الأدلة لبعثات علوم القطب في البيئات المرتفعة وتحدد عتبات مرونة الخلايا العصبية تحت ضغط نقص الأكسجين.

المقدمة

يجب على أعضاء البعثة القطبية التكيف مع التحديات الفسيولوجية والنفسية المتزامنة في البيئات القاسية1. يمكن أن تؤدي ظروف الارتفاع العالي في داخل القارة القطبية الجنوبية (الارتفاع > 4000 متر فوق مستوى البحر) إلى ضعف معرفي مرتبط بنقص الأكسجين واضطرابا في النوم. على الرغم من أن القبة A (>4000 متر فوق سطح البحر) هي محطة أبحاث دائمة على ارتفاعات عالية في القارة القطبية الجنوبية، إلا أن العبور إلى مواقع داخلية مثل القبة A وقبة F يتطلب تعرضا ممتلا (1-2 أسبوع) إلى ارتفاعات تتجاوز 3000-4000 متر فوق سطح البحر 2,3. علاوة على ذلك، يعد نقص الأكسجين مصدر ضغط رئيسي يتم مواجهته خلال هذه الرحلات وفي القبة A نفسها، ويعكس الظروف التي تم محاكاتها في هذا البروتوكول التدريبي. لذلك، فإن فهم التكيف السلوكي العصبي مع نقص الأكسجين أمر ضروري لاختيار الأفراد وتحسين التدريب لفرق العبور الداخلي ومشغلي القبة A، لضمان السلامة والأداء في هذه المهام اللوجستية الحيوية وذات القيمة العلمية. الهدف العام من هذه الطريقة هو إنشاء بروتوكول تقييم متعدد الوسائط يقيس بشكل منهجي التكيفات السلوكية العصبية أثناء التكيف السريع مع الارتفاع، مع دمج المعايير النفسية والمعرفية والأعصاب الوعائية والنوم في إطار موحد. تم تطوير هذه التقنية استجابة للقيود الحرجة في الأبحاث القائمة، التي تفحص بشكل رئيسي المعايير النفسية أو الفسيولوجية بمعزلعن 4,5,6,7. تشمل مزايا هذه التقنية متعددة الوسائط مقارنة بالطرق التقليدية:

الصلاحية البيئية: التقاء fNIRS والسلوك المتزامن يلتقط التكيفات العصبية المعرفية في الوقت الحقيقي 8,9، متغلبا على التحيزات الرجعية المتأصلة في تقييمات المقياسفقط 7

التحليل الشامل: دمج الأكتيغرافيا مع المقاييس المعتمدة (PSQI) يوفر التحقق الموضوعي لتقارير النوم الذاتية10,11

التتبع الديناميكي: تكشف القياسات المتكررة عبر الارتفاعات عن أنماط تكيف زمنية لا يمكن تحقيقها من خلال تقييمات نقطة واحدة4

ضمن الأدبيات الأوسع، يعالج هذا البروتوكول المتطلبات التشغيلية المتصاعدة لأبحاث القارة القطبيةالجنوبية 12 من خلال توفير أول إطار موحد يقول: يقوم بقياس آليات التعويض الجبهية الأمامية بواسطة fNIRS أثناء التحميل المعرفي تحت نقص الأكسجين 8,13; يربط سمات الشخصية (BFI-44) بديناميكيات القلق الناتجة عن الارتفاع (DASS-21)14،15؛ تزامن تجزئة النوم الموضوعية (الأكتيغرافيا) مع النتائج السلوكية العصبية16,17.

هذه الطريقة مناسبة للباحثين والممارسين الذين يحتاجون إلى أنظمة اختيار الأفراد للعمليات القطبية على ارتفاعات عالية، والتحقق من عتبات مرونة الخلايا العصبية تحت ضغط نقص الأكسجين (>3,700 متر فوق سطح البحر)، ومؤشرات حيوية موضوعية (مثل تنشيط L-aPFC) للتنبؤ بتدهور أداء المهمة. اعتبارات التنفيذ: يوصى به للبالغين الذين تتراوح أعمارهم بين 25-45 عاما بدون أمراض قلبية رئوية مصاحبة، ويتطلب التكيف لمدة 3 أيام لكل مستوى مرتفع (من 3700 متر فوق مستوى سطح البحر إلى 4300 متر فوق مستوى سطح البحر)، وقيود تقنية: وضع أوبتود fNIRS يحد من استخدام الغطاء الرأسي المتزامن. مع تزايد محطات البحث في القارة القطبية الجنوبية وتنوع المهام العلمية12، يوفر هذا البروتوكول حلولا قائمة على الأدلة لتحسين التدريب التكيفي في البيئات القاسية.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

1. المشاركون في الدراسة

  1. اختيار المشاركين
    1. طريقة أخذ العينات: تم أخذ عينات من 30 عضوا من الفريق المختار مسبقا وبديلا من فريق البعثة الداخلية للقطب الجنوبي كعينات للدراسة.
    2. موضوعات الدراسة: يشمل جميع المرشحين المختارين مسبقا وأعضاء الاحتياط من فريق البعثة الصينية للقطب الجنوبي الداخلي. استبعد الأفراد غير القادرين على إكمال نظام التدريب خلال فترة التدريب (مثل الذين لم يستكملوا خطة التدريب بسبب المرض أو الانزعاج الجسدي أو أسباب أخرى).
  2. جمع البيانات
  3. التوثيق الديموغرافي: سجل بيانات اجتماعية ديموغرافية شاملة، بما في ذلك العمر، والتحصيل التعليمي، وخبرات الرحلات القطبية السابقة (الجدول 1).
  4. ضمان تطبيق تدابير صارمة لتحديد الهوية لجميع البيانات السيكومترية، بما في ذلك: تعيين معرفات فريدة مجهولة الهوية (مثل EXP##) لاستبدال المعرفات الشخصية، إزالة المعرفات المباشرة (مثل الأسماء، العناوين) من مجموعات البيانات، تخزين البيانات القابلة للتعريف (مثل نماذج الموافقة) في ملفات مشفرة محمية بكلمة مرور منفصلة عن بيانات البحث.
n=30N%
العرق
الصينيون الهان2893.3
الأقلية العرقية (التبتية والمانشوية)26.67
أعلى مستوى تعليمي
المدرسة الثانوية وما دونه13.3
الجامعة أو درجة البكالوريوس1136.7
درجة الماجستير826.7
درجة الدكتوراه1033.3
الطفلة الوحيدة
نعم1653.3
لا1446.7
الحالة الاجتماعية
غير متزوج1550
متزوج1550
عدد البعثات العلمية المشاركة
لم يشارك2480
مرة واحدة26.7
مرتين أو أكثر413.3
العمر: 32.72±7.73

الجدول 1: البيانات الديموغرافية. (أ) يعرض هذا الجدول التركيبة العرقية، والمستوى التعليمي، وحالة الطفل الوحيد، والحالة الاجتماعية، وتكرار المشاركة في البحث للعينة، مع عرض الصف الأخير بيانات العمر (متوسط ± العمر في النموذج الوحيد). (ب) N: عدد العينات؛ نسبة مئوية بالنسبة لحجم العينة الكلي (n=30)، تظهر البيانات متوسط ± حجم العينة.

2. إعداد أدوات التقييم النفسي والنوم

  1. المقاييس السيكومترية الموحدة: إجراء تقييم استبيان يجريه الباحثون في شكل مقابلة موحدة لضمان الفهم وتقليل التحيز في الإبلاغ الذاتي. ارشدوا المشاركين شفهيا خلال كل بند، مع تقديم التوضيحات حسب الحاجة.
    1. مخزون الخمسة الكبار-44 (BFI-44)14
      1. اختر استبيان BFI-44 المكون من 44 عنصرا لتقييم خمسة أبعاد للشخصية. وجه المشاركين لتقييم العبارات باستخدام مقياس ليكرت ذو 5 نقاط (1=معارض بشدة ل 5=أوافق بشدة).
      2. احسب درجات المجال للانبساط، والتوافق، والعصابي، والانفتاح، والضمير. تشير الدرجات الأعلى إلى تعبير أقوى عن الصفات المقابلة. يشمل المقياس 28 عنصرا مميزا إيجابيا.
    2. مقاييس الاكتئاب والقلق والتوتر-21 (DASS-21)15
      1. أدار اختبار DASS-21 المكون من 21 بندا مع مقياس ليكيرت من 4 نقاط (1= لم ينطبق علي على الإطلاق إلى 4=طبق علي كثيرا). سجل درجات المستويات الفرعية للاكتئاب والقلق والتوتر. تعكس الدرجات المرتفعة شدة أكبر للاضطرابات العاطفية.
    3. مؤشر جودة النوم في بيتسبرغ (PSQI)10
      1. توزيع استبيانات PSQI المكونة من 18 بندا على المشاركين. قم بإكمال المهمة خلال 10 دقائق باستخدام 0-3 درجات لكل مجال: جودة النوم الذاتية، تأخير النوم، اضطرابات النوم، استخدام الأدوية التنويمية، خلل النهار. احسب الدرجات العالمية (مقياس 0-21). تشير الدرجات الإجمالية الأعلى في PSQI إلى جودة نوم أقل بشكل عام.
  2. مراقبة النوم
    ملاحظة: الجهاز المستخدم هنا لتصوير حركة المعصم كان ActiGraph wGT3X-BT16.
    1. قم بتهيئة الأجهزة باستخدام البرنامج باستخدام طوابع زمنية موحدة.
    2. أطلق ActiLife الإصدار 6.15.0. انقر على جهاز > تهيئة > المجموعة. اضبط معدل العينة: 60 هرتز، وقت البدء: YYYY-MM-DD HH:MM:SS (متزامنة مع الساعة الذرية)، معرف الموضوع: EXP## (تنسيق مجهول).
    3. قم بتعيين نقطة تحقق للتحقق من أن سجل التهيئة يعرض التهيئة ناجحا.
    4. معايرة البرنامج باستخدام بروتوكولات الشركة المصنعة بعد وضعه على المعصم غير المسيطر. أدخل الجهاز في قاعدة USB. انقر على المعايرة ثم اتبع بروتوكول اختبار متجه الجاذبية على الشاشة.
    5. جمع بيانات النشاط على مدار الساعة بمعدل أخذ عينات 60 هرتز. قم بإجراء نقطة تحقق بصرية وتأكد من أن ضوء LED الأخضر يومض كل 15 ثانية (التشغيل العادي).
    6. قم بجمع البيانات. بعد النشر، أدخل الجهاز في القاعدة. اختر ActiLife. انقر على تحميل > صيغة .gt3x الخام > المعالجة باستخدام خوارزمية كول-كريبكي. استخدم خوارزمية كول-كريبكي لتصنيف النوم واليقظة. التحقق من معلمات النوم المستمدة من الأجهزة عبر يوميات نوم المشاركين17.
    7. قم بأخذ عينات مع تسجيل مستمر على مدار الساعة عند تردد 60 هرتز (ضمان المسافة بين القيمة/الوحدة: 60 هرتز)

3. التقييم المعرفي واكتساب fNIRS

  1. مهمة الحرف N-back8,9
    1. باستخدام برنامج E-Prime 2.0، تعرض الحروف الكبيرة عشوائيا في وسط شاشة LCD مقاس 16 بوصة. يطلب من المشاركين اتخاذ أحكام: الضغط على مفتاح F إذا كان الحرف الحالي يطابق الحرف المعروض في N مواقع سابقة أو الضغط على زر J إذا لم يتطابق (N=1، 1-خلف؛ N=2، 2-خلف؛ N=3، 3-خلف).
    2. مقاييس الدقة (ACC) ووقت الاستجابة (RT) لسجلات 50 تجربة لكل مستوى صعوبة.
    3. في إعدادات إخراج E-Prime، قم بتكوين DataFile.Name ك "EXP##Nback.edat2". بالنسبة لوقت بدء المنبه، اختر المتغيرات: ACC (صحيح = 1 / خاطئ = 0) و RT (بالمللي ثانية). انقر على التصدير > تنسيق إكسل.
    4. انقر على تحليل > النموذج الخطي العام > القياسات المتكررة داخل عوامل الموضوع: المستوى N(1,2,3). اضبط نقاط التفتيش عند البيانات الخام: 50 تجربة/مستوى = 150 تجربة إجمالا.
    5. لمرحلة الممارسة، في E-Prime، اضغط على BlockProc > خصائص الممارسة. اضبط الحد الأقصى للتجارب: 10، شاشة التغذية الراجعة: صحيح! (أخضر) / خاطئ (أحمر)، والتقدم: اضغط على زر 'Q' لتكرار مرحلة التدريب، اضغط على زر 'P' للانتقال إلى التجربة الرسمية. يتم تعيين نقطة تفتيش، مما يحد من مرحلة التدريب إلى حد أقصى 3 تكرارات (الشكل 1).

الشكل 1
الشكل 1: نموذج الحرف N-back. يوضح هذا المخطط نموذج مهمة الحروف n-back عبر ثلاثة مستويات صعوبة (1-back، 2-back، و3-back). يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

  1. اكتساب بيانات fNIRS
    ملاحظة: تم استخدام NirScan-500C في هويتشوانغ، دانيانغ هنا.
    1. نفذ تكوين الأوبتود. ضع غطاء رأس fNIRS ب 48 قناة وفقا للنظام الدولي 10-20.
    2. اضبط الترتيب المكاني مع مسافة الكاشف بين المصدر وكاشف 30 مم، والتغطية: القشرة الجبهية الأمامية (PFC) والمناطق الصدغية الثنائية، ومصفوفة الأوبتودات: 15 أوبتود مصدر + 16 أوبتود كاشف (الجدول 2، الجدول 3، الشكل 2).
    3. معايير اكتساب الإشارة
      1. قم بتعيين معلمات اكتساب الإشارة باستخدام برنامج NirScan-500C. اختر الضوء ذو الطول الموجي المزدوج الوجي القريب من الأشعة تحت الحمراء: اضبط الأطوال الموجية إلى 730 نانومتر ± 5 نانومتر و850 نانومتر ± 5 نانومتر.
      2. ضبط معدل العينة: اضبط على 11 هرتز بالنقر على الإعدادات > معدل الاستحواذ. تمكين مزامنة أحداث المهام: تفعيل مشغلات الأجهزة باختيار مزامنة > الزناد الخارجي.
      3. تسجيل تغيرات شدة البصريات الخام للتحول اللاحق إلى تركيزات الهيموغلوبين المؤكسجة/غير المؤكسجة باستخدام قانون بير-لامبرت المعدل. تحقق من إعدادات المعلمات في سجل البرنامج (مثلا، الأطوال الموجية: 730/850 نانومتر، المعدل: 11 هرتز).

الشكل 2
الشكل 2: ترتيب القنوات، موقعها، وتكوين مسبار fNIRS. (أ) الدوائر الحمراء تمثل مصادر الضوء، والمربعات الزرقاء تمثل الكواشف، والمناطق المرقمة تمثل أقرب أزواج المصدر-الكاشف (القنوات) لقياس أنشطة الدماغ. (ب) المواقع المسجلة المشتركة للضدعات على أطلس دماغي قياسي. يتم الإبلاغ عن الموقع التشريحي لكل قناة على أطلس الدماغ بالتفصيل في الجدول 1. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

القناةمنطقة برودمانالمنطقة التشريحيةنسبة التغطية
الفصل الأول21التلفيف الصدغي الأوسط97.44%
الفصل الثاني22الدورانية العليا43.21%
الفصل الثالث38المنطقة القطبية الصدغية51.84%
الفصل الرابع47التلفيف الجبهي الأمامي السفلي100.00%
الفصل 547التلفيف الجبهي الأمامي السفلي56.35%
الفصل 610المنطقة الجبهية القطبية62.75%
الفصل السابع10المنطقة الجبهية القطبية51.96%
الفصل الثامن10المنطقة الجبهية القطبية100.00%
الفصل التاسع11المنطقة المدارية الجبهية59.66%
الفصل 1011المنطقة المدارية الجبهية46.67%
الفصل 1110المنطقة الجبهية القطبية98.66%
الفصل 1238المنطقة القطبية الصدغية57.25%
الفصل 1321التلفيف الصدغي الأوسط98.63%
الفصل 1422الدورانية العليا43.46%
الفصل 1521التلفيف الصدغي الأوسط92.79%
الفصل 1621التلفيف الصدغي الأوسط75.85%
الفصل 1722الدورانية العليا62.67%
الفصل 1843المنطقة الفرعية36.79%
الفصل 1944بارس opercularis_ جزء من منطقة بروكا57.05%
الفصل 206القشرة الحركية قبل الحركية والتكميلية73.08%
الفصل 2110المنطقة الجبهية القطبية49.10%
الفصل 2246القشرة الجبهية الأمامية الجانبية الظهرية78.62%
الفصل 2310المنطقة الجبهية القطبية93.20%
الفصل 249,46القشرة الجبهية الأمامية الجانبية الظهرية77.95%
الفصل 2510المنطقة الجبهية القطبية87.63%
الفصل 2610المنطقة الجبهية القطبية100.00%
الفصل 2710المنطقة الجبهية القطبية100.00%
الفصل 2810المنطقة الجبهية القطبية99.65%
الفصل 2947التلفيف الجبهي الأمامي السفلي58.95%
الفصل 3010المنطقة الجبهية القطبية92.46%
الفصل 3145منطقة البارس تريانغولاريس بروكا64.19%
الفصل 3246القشرة الجبهية الأمامية الجانبية الظهرية86.52%
الفصل 3321التلفيف الصدغي الأوسط56.73%
الفصل 3422الدورانية العليا53.70%
الفصل 3542كورتكس الجمعية الأولية والسمعية64.69%
الفصل 3643المنطقة الفرعية46.23%
الفصل 379,46القشرة الجبهية الأمامية الجانبية الظهرية60.54%
الفصل 389القشرة الجبهية الأمامية الجانبية الظهرية52.09%
الفصل 399,46القشرة الجبهية الأمامية الجانبية الظهرية92.77%
الفصل 4010المنطقة الجبهية القطبية89.88%
الفصل 419,46القشرة الجبهية الأمامية الجانبية الظهرية91.08%
الفصل 429القشرة الجبهية الأمامية الجانبية الظهرية84.34%
الفصل 4310المنطقة الجبهية القطبية92.46%
الفصل 449القشرة الجبهية الأمامية الجانبية الظهرية83.67%
الفصل 459,46القشرة الجبهية الأمامية الجانبية الظهرية90.37%
الفصل 4645منطقة البارس تريانغولاريس بروكا39.27%
الفصل 479,46القشرة الجبهية الأمامية الجانبية الظهرية98.16%
الفصل 486القشرة الحركية قبل الحركية والتكميلية80.97%

الجدول 2: توزيع منطقة الدماغ لقناة قياس fNIRS بعد المعايرة بواسطة محدد 3D. (أ) خصائص التوزيع المكاني ل 48 قناة fNIRS معايرة بواسطة نظام تحديد المواقع ثلاثي الأبعاد عبر مناطق برودمان والمناطق التشريحية المقابلة في الدماغ. تشير نسبة التغطية إلى نسبة الاستحواذ الفعالة على الإشارة من المناطق المستهدفة في الدماغ. (B) القناة: رقم قناة قياس بصري fNIRS (CH1-CH48); منطقة برودمان: رقم منطقة برودمان (مثلا، 22 = قشرة جمعية السمع)؛ المنطقة التشريحية: المصطلحات القياسية حسب مصطلحات الأناتوميكا (1998)؛ نسبة التغطية: نسبة التغطية الفعالة لأزواج الأوبتود لمنطقة الدماغ المستهدفة.

المنطقة التشريحيةالقناة
L-aPFC11,25,27,28,30,43
R-aPFC6,7,8,21,23,26,40
L-DLPFC32,44,45,47
R-DLPFC22,24,37,38,39,41,42

الجدول 3: مناطق منطقة الاهتمام. (أ) عرض توزيع تكوين القنوات لمناطق دماغية وظيفية محددة في نظام قياس fNIRS، بما في ذلك القشرة الجبهية الأمامية الأمامية (aPFC) والقشرة الأمامية الأمامية الجانبية (DLPFC) في نصفي الكرة الأيسر والأيمن. (ب) الاختصارات: L = نصف الكرة الأيسر؛ R = نصف الكرة الأيمن؛ aPFC = القشرة الجبهية الأمامية؛ DLPFC = القشرة الجبهية الأمامية الجانبية الظهرية.

4. جمع البيانات

  1. تنفيذ التقييم النفسي
    ملاحظة: غادر أعضاء الفريق من مستوى سطح البحر (شنغهاي، 0 متر فوق مستوى سطح البحر) وأخذوا رحلة تجارية (حوالي 8 ساعات) إلى لاسا، الواقعة على ارتفاع 3,700 متر فوق مستوى سطح البحر، حيث أجروا تدريبا على مهارات البحث العلمي لمدة 72 ساعة (3 أيام). لاحقا، نقل الفريق النقل البري (حوالي ساعتين) إلى يانغباجاين على ارتفاع 4,300 متر فوق مستوى سطح البحر لمواصلة تدريب مهارات البحث العلمي لمدة 72 ساعة (3 أيام). تم جمع البيانات فور وصول الفريق إلى كل من الارتفاعات الثلاثة المذكورة أعلاه (الشكل 3).
    1. إجراء الإدارة الموحدة: ابدأ جلسات إحاطة جماعية قبل التقييم. قم بإجراء الاستبيانات مع زمن محدد لمدة 30 دقيقة.
    2. تقليل التحيز: اقرأ التعليمات الموحدة من البروتوكولات المكتوبة. تخلص من العبارات الإيحائية باتباع نص معتمد مسبقا.
    3. مزامنة البيانات متعددة الوسائط: تمكين المزامنة بين المهام الإدراكية واكتساب fNIRS. محفزات قفل الزمن لمحفزات fNIRS عن طريق اختيار إعدادات المحفزات > E-Prime > Sync مع fNIRS.
    4. تأكد من أن جميع الجلسات تلتزم بنفس النصوص وقيود التوقيت.
  2. مراقبة معلمات النوم
    1. تنفيذ بروتوكول التصوير المستمر: اجمع بيانات الأكتيغرافيا للمعصم خلال 24 ساعة و8 ساعات. في نفس الوقت سجل يوميات النوم.
    2. تأكد من سلامة البيانات: قم بإجراء فحوصات يومية للبطارية في الساعة 07:00-08:00 بالنقر على حالة > الجهاز > البطارية. تحقق من استمرارية البيانات بالنقر على أدوات ActiLife > > التحقق من سلامة البيانات.

الشكل 3
الشكل 3: مخطط تدفق التقييم النفسي. (أ) يوضح هذا المخطط بروتوكول تقييم القياس النفسي المكون من ثلاث مراحل عبر التعرضات المصنفة للارتفاعات: الارتفاع المنخفض (0-2 متر فوق مستوى سطح البحر): قياسات الأساس في شنغهاي (اليوم 1-2)، الارتفاع المتوسط (3650 متر فوق مستوى سطح البحر): قياسات مرحلة التكيف في لاسا (اليوم 3-5)، الارتفاع العالي (4300 متر فوق مستوى سطح البحر): قياسات التعرض العالي في يانغباجينغ (اليوم 6-8). (ب) وحدات تقييم متطابقة تم تنفيذها في كل مرحلة: المهمة المعرفية: حرف N-back (3 مستويات صعوبة); المقاييس النفسية: مقياس الاكتئاب والقلق والتوتر (DASS-21)، مؤشر جودة النوم في بيتسبرغ (PSQI)؛ مراقبة النوم: ذاتية (يوميات النوم)، موضوعية (التصوير الأكتيغرافي). يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

5. تحليل البيانات والإحصاءات

  1. لمعالجة البيانات مسبقا في جدول بيانات، طبق معايير الاستبعاد لإزالة مجموعات البيانات غير المكتملة التي تحتوي على >10٪ من الردود المفقودة عن طريق اختيار البيانات > تصفية > القيم المفقودة. تصفية البيانات المعرفية لاستبعاد القيم الشاذة في RT (<150 مللي ثانية أو> المتوسط ±2.5 SD) باستخدام البيانات > Sort & Filter > Advanced، وحساب HitRT (بالمللي ثانية) وrejRT (بالميلي ثانية). التعامل مع البيانات المفقودة لتنفيذ الحسابات المتعددة في SPSS 29.0 بالنقر على تحويل > الحساب المتعدد (5 تكرارات).
  2. معالجة إشارات fNIRS
    ملاحظة: تم ذلك باستخدام NirSpark v1.8.8، هويتشوانغ، دانيانغ.
    1. تحويل الإشارات الخام إلى كثافة بصرية (OD). انقر على ملف > استيراد الخام > اختر ملف .nirs. اختر تحويل إلى كثافة بصرية وطبق خوارزمية: OD = -log10(I/I0). تحقق من نطاق OD من 0.1 إلى 1.2 AU في عرض مقاييس القناة >. ارفض القنوات التي تحتوي على OD >1.5 (اتصال ضعيف) باختيار أدوات > رفض القنوات.
    2. حساب التغيرات الديناميكية الدموية. انتقل إلى تحليل > معلمات > الديناميكية الدموية. Set Law ك Beer-Lambert المعدل، DPF على 66، ووضع الصورة ك adult_head_template. نفذ الحساب ك [HbO, HbR] = mBLL(OD, [730,850], [6,6]) و HbT = HbO + HbR. تأكد من أن قيمة DPF تطابق عمر المشاركين (مثلا 6.0 لعمر 25-45 سنة).
    3. تقوم إشارات إزالة الضوضاء بالنقر على إعدادات المعالجة المسبقة > إعدادات > الفلتر. اختر Bandpass Butterworth من الدرجة الرابعة واضبط النطاق على 0-0.2 هرتز. قم بتصحيح الحركة عبر الكشف التلقائي (std_thr=6، amp_thr=0.5) وطريقة استيفاء الخطوط المنحنية، وضبط عتبة رفض التشويع على SD >±6. تحقق من تحسين نسبة الضوضاء >10 ديسيبل بالنقر على عرض > المقارنة قبل وبعد.
    4. قم بقياس التفعيل كما يلي. عرف خط الأساس كمتوسط HbO خلال فترة المهمة بعد المحفز بأكملها. احسب استجابة المهمة كمتوسط HbO خلال 2-20 ثانية بعد التحفيز. قم بتوليد متوسطات عائد الاستثمار من خلال اختيار أقنعة التحليل > العائد على الاستثمار > القوالب التشريحية.
  3. حساب كفاءة النوم
    1. قم باستيراد ومعالجة البيانات مسبقا بالنقر على ملف > استيراد > اختيار ملف .gt3x. اضبط فترة العصر على 60 وتحقق من وقت التآكل باختيار أدوات التحقق > وقت الاستخدام > خوارزمية تشوي. لأداء مزامنة التصوير النشط ومذكرات النوم، انقر على أدوات > النوم > اكتشاف فترات النوم. ثم معايرة بيانات الأكتيغرافيا مقابل يوميات النوم. تأكد من أن طوابع يوميات النوم تكون ضمن ± 5 دقائق من بيانات النشاط.
    2. استخلاص المعاملات كما يلي. انتقل إلى التقارير > تقرير النوم. اختر المعايير: التأخير، TIB، TST، WASO. احسب كفاءة النوم = (TST / TIB) × 100 عن طريق اختيار الخيارات > الصيغ. تصدير النتائج بالنقر على تصدير > إكسل .xlsx > اسم الملف: EXP##_SleepEfficiency.xlsx. أكد أن الأكتوجرام يعرض ≥3 دورات نوم/استيقاظ واضحة.
  4. الاختبار الإحصائي
    1. قم بإجراء إحصاءات وصفية. أبلغ عن البيانات الموزعة بشكل طبيعي كمتوسط ± SD وبيانات غير طبيعية كمتوسط [IQR].
    2. نفذ اختبارات بارامترية. قم بتشغيل اختبارات t بعينة واحدة بالنقر على تحليل > مقارنة المتوسطات > اختبار T العينة الواحدة. قم بإجراء RM-ANOVA بالنقر على تحليل > النموذج الخطي العام > القياسات المتكررة. تطبيق تصحيح الدفيئة والغيسر لانتهاكات الكروية.
    3. طبق البدائل غير المعلمية حسب الحاجة. استخدم اختبارات غير معلمية على عينات ذات صلة لاختبارات ويلكوكسون ذات الرتبة الموقعة. يقوم التحكم بالتغايرات عن طريق اختيار تحليل > النموذج الخطي العام > ANCOVA. حدد عتبة الدلالة بتطبيق α=0.05 (ذيل ذيلين) مع تصحيح بونفيروني للمقارنات المتعددة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

سمات الشخصية

تم تقييم خصائص شخصية أعضاء بعثة القطب الداخلي المختارين مسبقا باستخدام قائمة الخمسة الكبرى (BFI). مقارنة بالمعايير الصينيةللمرحلة الجامعية 18، أظهر المرشحون (الجدول 4) درجات أعلى بشكل ملحوظ في التوافق (t=3.940، P<0.001) والضمير (t=9.736، P<0.001); ودرجة أقل بكثير في مادة العصابية (t=−14.078، P<0.001)18. لم تلاحظ فروق ذات دلالة إحصائية في أبعاد الانبساط أو الانفتاح عل...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

تختلف سمات شخصية أعضاء بعثة القطب الداخلي المختارين مسبقا بشكل كبير عن المعايير الصينية

كما تم قياسها في قائمة الخمسة الكبار (BFI-44)، أظهر المرشحون ارتفاعا في التوافق والضمير إلى جانب انخفاض في العصابية مقارنة بالمعايير الجامعية (الجدول 3). هذا التعاون الاجتماعي المتزايد من خلال الثلاثيات، والصرامة الموجهة نحو المهام، والاستقرار العاطفي - يتماشى مع المطالب النفسية الاجتماعية للبعثات في القارة القطبية الجنوبية.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

يعلن المؤلفون عدم وجود مصالح متنافسة.

شكر وتقدير

يعبر المؤلفون عن امتنانهم الصادق لإدارة القطب الشمالي والقطبية الجنوبية الصينية (مركز أبحاث القطب الصيني) لتوفير الدعم اللوجستي الحاسم وتوفير وصول للمشاركين طوال هذه الدراسة. نحن نعترف بشكل خاص بتنسيقهم لبروتوكولات التدريب على الارتفاعات العالية ومشاركة فرق البعثات. يتم توفير مجموعة البيانات من قبل المركز الوطني للبيانات في القطب الشمالي والجنوبي (https://datacenter.chinare.org.cn).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
أكتيغرافأكتيغرافwGT3X-BTأمريكا
أكتي لايفأكتيغراف6.15.0أمريكا
إي-برايمأدوات برمجيات علم النفس2.0أمريكا
إحصائيات IBM SPSSآي بي إم29أمريكا
مايكروسوفت أوفيس  شركة مايكروسوفت2021أمريكا
نيرسكانمعدات هويتشوانغ الطبية500Cدانيانغ، الصين
نيرسباركمعدات هويتشوانغ الطبية1.8.8دانيانغ، الصين

المراجع

  1. Wang, Z. J., et al. Applied research on low-altitude wind field using coherent Doppler wind lidar at Zhongshan Station, Antarctic. Chinese J Polar Res. 34 (1), 11-19 (2022).
  2. Wang, T., et al. Assessment of solar photovoltaic power potential at Kunlun Station, Antarctica. Chinese J Polar Res. 34 (3), 292-302 (2022).
  3. Liu, X. Y., Wang, Y. Y., Lu, Z. H. Effects of different altitudes on sleep and cognitive function. J Air Force Med Uni. , https://www.fmmu.edu.cn/en/Resources1.htm (2024).
  4. Guo, Z. M., Huang, F. M., Lu, H., Zu, S. Y., Xu, C. L. Effects of Different Altitudes on Cardiac Hemodynamics and Electrocardiogram in Healthy Adult Males. Chinese J Appl Physiol. 28 (1), 1-4 (2012).
  5. Lu, Y. H., Xiong, Y. L., Fang, L., Chen, N., Xu, C. L. Comparative Effects of Rapid versus Gradual Tibetan Acclimatization on Cardiovascular Function and Stress Biomarkers in Kunlun Station Pre-Selection Candidates. Chinese J Appl Physiol. 36 (5), 419-424 (2020).
  6. Huang, F. M., et al. Screening for Hypoxia Susceptibility in Dome A Antarctic Expedition Candidates Using Pulmonary Function Indices. Basic Clin Med. 31 (4), 400-403 (2011).
  7. Xiaopei, W., et al. Different physiopsychological changes between AMS-susceptible and AMS-resistant pre-selected Antarctic expeditioners in Tibet. Adv Polar Sci. 32 (3), 239-247 (2021).
  8. Owen, A. M., McMillan, K. M., Laird, A. R., Bullmore, E. N-back working memory paradigm: a meta-analysis of normative functional neuroimaging studies. Human Brain Map. 25 (1), 46-59 (2005).
  9. Owen, A. M., et al. Putting brain training to the test. Nature. 465 (7299), 775-778 (2010).
  10. Buysse, D. J., Reynolds, C. F., Monk, T. H., Berman, S. R., Kupfer, D. J. The Pittsburgh Sleep Quality Index: a new instrument for psychiatric practice and research. Psychiatry Res. 28 (2), 193-213 (1989).
  11. Carney, C. E., et al. The Consensus Sleep Diary: Standardizing Prospective Sleep Self-Monitoring. Sleep. 35 (2), 287-302 (2012).
  12. Liu, Y. Comprehensive Assessment of Antarctic Operational Capabilities Among Major Polar Expedition Nations. , (2024).
  13. Virués-Ortega, J., Buela-Casal, G., Garrido, E., Alcázar, B. Neuropsychological functioning associated with high-altitude exposure. Neuropsychol Rev. 14 (4), 197-224 (2004).
  14. John, O. P., Donahue, E. M., Kentle, R. L. The Big-Five Inventory. Uni California Berkeley. 18 (5), 367-385 (1991).
  15. Gong, X., Xie, X. Y., Xu, R., Luo, Y. J. Psychometric Validation of the Depression Anxiety Stress Scales-21 (DASS-21) Simplified Chinese Version in Chinese University Students. Chinese J Clin Psychol. 18 (4), 443-446 (2010).
  16. Dong, J., et al. Anxiety correlates with somatic symptoms and sleep status at high altitudes. Physiol Behav. 112, 23-31 (2013).
  17. Carney, C. E., et al. The Consensus Sleep Diary: Standardizing Prospective Sleep Self-Monitoring. Sleep. 35 (2), 287-302 (2012).
  18. Eng, Y., Yue, C. Z. Exploring the Relationship Between Big Five Personality Self-Assessment, Reflective Evaluation, and Mental Health in University Students. Health Med Res Pract. 14 (1), 28-32 (2017).
  19. Yan, G. G., Ye, Q. Psychological Research in Polar Environments. Adv Psychol Sci. 17 (1), 227-232 (2009).
  20. Kious, B. M., et al. Altitude and risk of depression and anxiety: findings from the intern health study. Int Rev Psychiat. 31 (7-8), 637-645 (2019).
  21. Chen, N., et al. Alterations in Circadian Rhythms, Sleep Patterns, and Psychological States Among Overwintering Crew Members During Prolonged Residence at Zhongshan Station, Antarctica. Adv Psychol Sci. , https://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?dbcode=IPFD&dbname=IPFDLAST2015&filename=OGSF201406001161 (2014).
  22. Jaeggi, S. M., Buschkuehl, M., Perrig, W. J., Meier, B. The concurrent validity of the N-back task as a working memory measure. Memory. 18 (4), 394-412 (2010).
  23. Greenberg, K., Zheng, R. Cognitive load theory and its measurement: a study of secondary tasks in relation to working memory. J Cognitive Psychol. 34 (4), 497-515 (2022).
  24. Jenkins, J. R., Salmon, O. F., Smith, C. M. Cognitive function is unaffected during acute hypoxic exposure but was improved following exercise. Int J Exerc Sci. 15 (5), 1481-1491 (2022).
  25. Yan, X., Zhang, J., Gong, Q., Weng, X. Adaptive influence of long-term high altitude residence on spatial working memory: an fMRI study. Brain Cognit. 77 (1), 53-59 (2011).
  26. Zhang, X., Zhang, J. The human brain in a high altitude natural environment: a review. Front Human Neurosci. 16, 915995(2022).
  27. Ji, X., et al. EEG and fNIRS datasets based on stroop task during two weeks of high-altitude exposure in new immigrants. Sci Data. 11 (1), 350(2024).
  28. Duncan, J., Owen, A. M. Common regions of the human frontal lobe recruited by diverse cognitive demands. Trends Neurosci. 23 (10), 475-483 (2000).
  29. Burgess, P. W., Dumontheil, I., Gilbert, S. J. The gateway hypothesis of rostral prefrontal cortex (area 10) function. Trends Cognitive Sci. 11 (7), 290-298 (2007).
  30. Curtis, C. E., D'Esposito, M. Persistent activity in the prefrontal cortex during working memory. Trends Cognitive Sci. 7 (9), 415-423 (2003).
  31. Minamoto, T., Kawakami, N., Tsujimoto, T. Robustness of the self-referential process under normobaric hypoxia: an fNIRS study using the GLM and homologous cortical functional connectivity analyses. Front Human Neurosci. 18, 1337798(2024).
  32. Wang, L., et al. Effects of acute high-altitude exposure on working memory: a functional near-infrared spectroscopy study. Brain Behav. 12 (12), e2776(2022).
  33. Deary, I. J., Strand, S., Smith, P., Fernandes, C. Intelligence and educational achievement. Intelligence. 35 (1), 13-21 (2007).
  34. Jaeggi, S. M., Buschkuehl, M., Jonides, J., Perrig, W. J. Improving fluid intelligence with training on working memory. Proc Natl Acad Sci. 105 (19), 6829-6833 (2008).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

N Back
اتصل بنا
أوصِ بها للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

2026 © حقوق الطبع والنشر MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.