הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

שינויים פסיכולוגיים ושינתיים בחברי צוות משלחת הקוטב הפנימי שנבחרו מראש במהלך אימוני עלייה מהירה בגובה רב

306 צפיות

⸱

DOI:

10.3791/68599

⸱

6 במרץ 2026

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

* These authors contributed equally

במאמר זה

סיכום

מחקר זה מגלה שחברי צוות המשלחת הראשוני והגיבוי לאנטארקטיקה הפגינו רמות חרדה גבוהות משמעותית, פיצוי נוירופלסטי קדם-מצחי (הפעלת קליפת המוח הקדמית הקדמית השמאלית), ופיסול שינה (WASO) בתנאי גובה רב. ממצאים אלו מספקים בסיס אמפירי לפיתוח פרוטוקולי אימון אדפטיביים לסביבות קיצוניות.

תקציר

מחקר זה ייסד ויישם פרוטוקול הערכה רב-ממדי לחקירת שינויים נוירו-התנהגותיים באופן שיטתי בקרב 30 חברים ראשוניים ומגיבויים של צוות המשלחת הפנימית של אנטארקטיקה שעוברים אימונים בגובה מהיר. הפרוטוקול משלב סולמות פסיכומטריים (BFI-44, DASS-21, PSQI), פרדיגמות התנהגותיות (משימת N-back), ספקטרוסקופיה תפקודית קרובה לאינפרא-אדום (fNIRS) ואקטיוגרפיה של פרק כף היד כדי להעריך התאמות נוירו-התנהגותיות בגבהים משתנים (0 מטר מעל פני הים / 3,700 מ' מעל פני הים / 4,300 מ' מעל פני הים) לאורך מחזור של 8 ימים. העיצוב המרכזי כולל בדיקות בסיס לפני עלייה; מדידות קוגניטיביות-fNIRS מסונכרנות בגבהים יעדים; ניטור שינה 24/8 (כולל אקטיגרפיה לילית של 8 שעות). מסגרת רב-מודלית זו מאפשרת אפיון כמותי של הפעלה מפצה פרה-פרונטלית, דינמיקת פיצוי שינה ותנודות חרדה הנגרמות מגובה. הממצאים מראים כי, בהשוואה לנתונים נורמטיביים סיניים, המשתתפים הראו הסכמה גבוהה משמעותית (t=3.940, P<0.001) ומודעות (t=9.736, P<0.001), לצד ירידה בנוירוטיות (t=-14.087, P<0.001). היפוקסיה חריפה החריפה חרדה (Z=-4.098, P<0.001), עם חומרה גבוהה יותר בקרב בני מיעוט אתני (H=6.405, P=0.011). אקטיגרפיה הראתה פיצול שינה תלוי בגובה (WASO: 4,300 מ' מעל פני הרוחב לעומת קו הבסיס, P=0.028). משימות N-back אישרו זיכרון עבודה משומר בגובה 3,700 מ' מעל פני הים (דיוק P=0.027) בתיווך הפעלה פרה-פרונטלית מפצה (הפעלת L-aPFC P=0.043). נתונים אלו קובעים קריטריוני בחירה מבוססי ראיות למשלחות מדע הקוטב בסביבות בגובה רב ומגדירים ספי עמידות נוירופלסטיים תחת לחץ היפוקסיבי.

מבוא

חברי המשלחת הקוטבית חייבים להסתגל לאתגרים פיזיולוגיים ופסיכולוגיים קיימים בסביבות קיצוניות1. תנאי הגובה הרב של פנים אנטארקטיקה (גובה > 4000 מטר מעל פני הים) עלולים לגרום לפגיעה קוגניטיבית הקשורה להיפוקסיה ולהפרעות שינה. למרות שרק כיפה A (>4000 מ' מעל פני הים) היא תחנת מחקר קבועה בגובה רב באנטארקטיקה, מעבר לאתרים פנימיים כמו כיפה A וכיפה F דורש חשיפה ממושכת (1-2 שבועות) לגבהים העולים על 3000-4000 מ' מעל פני הים 2,3. יתרה מזאת, היפוקסיה היא גורם לחץ מרכזי שנפגש הן במהלך המסעות הללו והן בכיפת A עצמה, המשקפת את התנאים המדומים בפרוטוקול האימון הזה. לכן, הבנת ההסתגלות הנוירו-התנהגותית להיפוקסיה חיונית לבחירת כוח אדם ואופטימיזציה של הכשרה לצוותי מעבר פנימיים ולמפעילי כיפה A, כדי להבטיח בטיחות וביצועים במשימות הקריטיות והמדעיות הללו. המטרה הכוללת של שיטה זו היא להקים פרוטוקול הערכה רב-מודלי שמכמת באופן שיטתי התאמות נוירו-התנהגותיות במהלך הסתגלות מהירה לגבהים, תוך שילוב פרמטרים פסיכולוגיים, קוגניטיביים, נוירו-וסקולריים ושינה במסגרת מאוחדת. טכניקה זו פותחה בתגובה למגבלות קריטיות במחקר קיים, הבוחן בעיקר פרמטרים פסיכולוגיים או פיזיולוגיים בנפרד 4,5,6,7. היתרונות של טכניקה מולטימודלית זו על פני שיטות קונבנציונליות כוללים:

תוקף אקולוגי: קישור fNIRS-התנהגותי סימולטני לוכד התאמות נוירוקוגניטיביות בזמן אמת 8,9, ומתגבר על הטיות רטרוספקטיביות הטמונות בהערכות רק בקנה מידה7

פרופיל מקיף: שילוב אקטיגרפיה עם סולמות מאומתים (PSQI) מספק אימות אובייקטיבי של דוחות שינה סובייקטיביים10,11

מעקב דינמי: מדידות חוזרות בגבהים חושפות דפוסי הסתגלות זמניים שאינם ניתנים להשגה באמצעות הערכות בנקודה אחת4

בתוך הספרות הרחבה יותר, פרוטוקול זה מתמודד עם הדרישות המבצעיות הגוברות של מחקר אנטארקטי12 על ידי מתן המסגרת הסטנדרטית הראשונה אשר: כימות מנגנוני פיצוי קדם-מצחיים באמצעות fNIRS במהלך עומס קוגניטיבי תחת היפוקסיה 8,13; מתאם תכונות אישיות (BFI-44) לדינמיקת חרדה הנגרמת על ידי גובה (DASS-21)14,15; מסנכרן פיצול שינה אובייקטיבי (אקטיגרפיה) עם תוצאות נוירו-התנהגותיות16,17.

שיטה זו מתאימה לחוקרים ולאנשי מקצוע הזקוקים למערכות בחירת כוח אדם לפעולות קוטביות בגובה רב, לאימות ספי חוסן נוירופלסטיים תחת לחץ היפוקסי (>3,700 מ' מעל פני הים), ולביומרקרים אובייקטיביים (למשל, הפעלת L-aPFC) לחיזוי הידרדרות בביצועי המשימה. שיקולי יישום: מומלץ למבוגרים בגילאי 25-45 ללא מחלות נלוות קרדיו-ריאותיות, דורש הסתגלות של 3 ימים לכל שכבת גובה (3,700 מ' מעל פני הים עד 4,300 מ' מעל פני הים), מגבלות טכניות: מיקום האופטודה fNIRS מגביל שימוש מקביל בכיסוי ראש. עם גידול תחנות מחקר אנטארקטיות ומשימות מדעיות מגוונות12, פרוטוקול זה מספק פתרונות מבוססי ראיות לאופטימיזציה של אימונים אדפטיביים בסביבות קיצוניות.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

1. משתתפי המחקר

  1. בחירת משתתפים
    1. שיטת דגימה: נלקחה דגימת אשכולות של 30 חברי צוות שנבחרו מראש וחלופיים מצוות המשלחת הפנימית של אנטארקטיקה כנבדקי המחקר.
    2. נושאי המחקר: כוללים את כל המועמדים והחברים המילואים שנבחרו מראש מצוות המשלחת הפנימית של אנטארקטיקה הסינית. להחריג אנשים שלא הצליחו להשלים את תוכנית האימון במהלך תקופת ההכשרה (למשל, כאלה שלא הצליחו להשלים את תוכנית ההכשרה עקב מחלה, אי נוחות פיזית או סיבות אחרות).
  2. איסוף נתונים
  3. תיעוד דמוגרפי: תיעוד נתונים סוציודמוגרפיים מקיפים, כולל גיל, הישגים אקדמיים וניסיון קודם במסע קוטבי (טבלה 1).
  4. ודאו שאמצעי אנונימיזציה מחמירים נאכפים לכל הנתונים הפסיכומטריים, כולל: הקצאת מזהים אנונימיים ייחודיים (למשל, EXP##) להחלפת מזהים אישיים, הסרת מזהים ישירים (למשל, שמות, כתובות) ממאגרי נתונים, אחסון נתונים מזהים (למשל, טפסי הסכמה) בקבצים מוצפנים מוגני סיסמה נפרדים מנתוני מחקר.
n=30N%
אתניות
האן סינים2893.3
מיעוט אתני (טיבטי ומנצ'ורי)26.67
הישגים אקדמיים גבוהים ביותר
תיכון ומטה13.3
תואר ראשון או מכללה1136.7
תואר שני826.7
תואר דוקטור1033.3
ילד יחיד
כן1653.3
לא1446.7
מצב משפחתי
רווק1550
נשוי1550
מספר משלחות מדעיות שהשתתפו
לא השתתפה2480
פעם אחת26.7
פעמיים או יותר413.3
גיל: 32.72±7.73

טבלה 1: נתונים דמוגרפיים. (א) טבלה זו מציגה את ההרכב האתני, רמת השכלה, מצב הילד היחיד, מצב משפחתי ותדירות ההשתתפות במחקר עבור המדגם, כאשר השורה האחרונה מציגה נתוני גיל (ממוצע ± SD). (B) N: ספירת דגימות; אחוז: אחוז יחסית לגודל המדגם הכולל (n=30), הנתונים מראים ממוצע ± SD.

2. הכנת כלים פסיכולוגיים והערכת שינה

  1. סולמות פסיכומטריים סטנדרטיים: ביצוע הערכה מבוססת שאלון על ידי חוקרים בפורמט ראיון סטנדרטי כדי להבטיח הבנה ולהפחית הטיית דיווח עצמי. הדריך את המשתתפים בעל פה בכל פריט, עם הבהרות לפי הצורך.
    1. חמשת המלאי הגדולים-44 (BFI-44)14
      1. בחרו את שאלון BFI-44 בן 44 הפריטים כדי להעריך חמישה ממדים אישיותיים. הנחו את המשתתפים לדרג משפטים באמצעות סולם ליקרט בן 5 נקודות (1=מתנגדים בתוקף ל-5=מסכים בחום).
      2. חשב ציוני תחום עבור אקסטרוברסיה, נעימות (Extraversion), Agreeability, נוירוטיות, פתיחות ומודעות. ציונים גבוהים יותר מעידים על ביטוי חזק יותר של תכונות מתאימות. הסולם כולל 28 פריטים עם מפתחות חיוביים.
    2. סולמות דיכאון, חרדה-סטרס-21 (DASS-21)15
      1. לתת את DASS-21 עם 21 פריטים בסולם ליקרט של 4 נקודות (1= לא חל עליי בכלל עד 4=הוחל עליי מאוד). שיא ציוני תת-סולם לדיכאון, חרדה ולחץ. ציונים גבוהים משקפים חומרה גבוהה יותר של הפרעות רגשיות.
    3. מדד איכות השינה של פיטסבורג (PSQI)10
      1. חלק שאלוני PSQI בני 18 פריטים למשתתפים. הוראה להשלמת הטיפול תוך 10 דקות תוך שימוש בציון 0-3 לכל תחום: איכות שינה סובייקטיבית, עיכוב שינה, הפרעות שינה, שימוש בתרופות היפנוטיות, תפקוד לקוי ביום. חשב ציונים גלובליים (סולם 0-21). ציונים כוללים גבוהים יותר ב-PSQI מצביעים על איכות שינה כללית ירודה יותר.
  2. ניטור שינה
    הערה: המכשיר ששימש כאן לאקטיגרפיה של פרק כף היד היה ActiGraph wGT3X-BT16.
    1. אתחול מכשירים באמצעות התוכנה עם חותמות זמן סטנדרטיות.
    2. השיק את ActiLife גרסה 6.15.0. לחץ על מכשיר > אתחול > סט. הגדר קצב דגימה: 60 הרץ, זמן התחלה: YYYY-MM-DD HH:MM:SS (מסונכרן עם שעון אטומי), מזהה נושא: EXP## (פורמט אנונימי).
    3. הגדר נקודת ביקורת כדי לוודא שיומן האתחול מציג אתחול מוצלח.
    4. כיילן את התוכנה לפי פרוטוקולי היצרן לאחר הנחתה על פרק כף היד הלא-דומיננטי. הכנס את המכשיר ל-USB Dock. לחץ על כיול ואז עקוב אחרי פרוטוקול בדיקת וקטור הכבידה על המסך.
    5. אסוף נתוני פעילות 24/8 בקצב דגימה של 60 הרץ. בצע נקודת ביקורת ויזואלית ואשר שהנורית הירוקה מהבהבת כל 15 שניות (פעולה רגילה).
    6. בצע איסוף נתונים. לאחר הפריסה, הכנס את המכשיר לתחנת העגינה. בחר ב-ActiLife. לחץ על Download > RAW .gt3x > תהליך באמצעות אלגוריתם Cole-Kripke. השתמש באלגוריתם Cole-Kripke לסיווג שינה-ערות. אימות פרמטרי שינה שמקורם במכשיר באמצעות יומני שינה של משתתפים17.
    7. בצע דגימה עם הקלטה רציפה 24/8 ב-60 הרץ (להבטיח מרווח בין ערך/יחידה: 60 הרץ)

3. הערכה קוגניטיבית ורכישת fNIRS

  1. משימת אות N-back8,9
    1. באמצעות תוכנת E-Prime 2.0, אותיות גדולות מוצגות באקראי במרכז מסך LCD בגודל 16 אינץ'. המשתתפים נדרשים לשפוט: ללחוץ על מקש F אם האות הנוכחית תואמת לזו שהוצגה N מיקומים קודם או ללחוץ על מקש J אם היא לא תואמת (N=1, 1-אחורה; N=2, 2-אחורה; N=3, 3-אחורה).
    2. מדדי דיוק (ACC) וזמן תגובה (RT) עבור 50 ניסויים לכל רמת קושי.
    3. בהגדרות היציאה של E-Prime, הגדר את DataFile.Name כ"EXP##Nback.edat2". לגבי זמן תחילת הגירוי, בחר את המשתנים: ACC (נכון = 1 / שגוי = 0) ו-RT (במילשניות). לחץ על ייצוא > פורמט אקסל.
    4. לחצו על ניתוח > המודל הליניארי הכללי > מדידות חוזרות בתוך גורמי נושא: n-level(1,2,3). קבע נקודות ביקורת בנתונים גולמיים: 50 ניסיונות/רמה = 150 ניסיונות בסך הכל.
    5. לשלב התרגול, ב-E-Prime, לחצו על BlockProc > Practice Properties. הגדרת מקסימום ניסיונות: 10, מסך משוב: נכון! (ירוק) / שגוי (אדום), והתקדמות: לחץ על מקש 'Q' כדי לחזור על שלב התרגול, לחץ על מקש 'P' כדי להמשיך לניסוי הרשמי. נקבע נקודת ביקורת, המגבילה את שלב התרגול למקסימום של 3 חזרות (איור 1).

איור 1
איור 1: פרדיגמת אות N-back. הסכימה הזו ממחישה את פרדיגמת המשימה באות n-back בשלוש רמות קושי (1-back, 2-back, ו-3-back). אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

  1. רכישת נתוני fNIRS
    הערה: ה-NirScan-500C, חויצ'ואנג, דניאנג שימש כאן.
    1. בצע תצורת אופטודה. מיקמו כיסוי ראש fNIRS עם 48 ערוצים לפי מערכת בינלאומית 10-20.
    2. הגדר סידור מרחבי עם מרחק מקור-גלאי של 30 מ"מ, כיסוי: קליפת המוח הפרה-פרונטלית (PFC) ואזורים זמניים דו-צדדיים, ומטריצת אופטודה: 15 אופטודות מקור + 16 אופטודות גלאי (טבלה 2, טבלה 3, איור 2).
    3. פרמטרי רכישת אותות
      1. הגדר פרמטרי קליטת אות באמצעות תוכנת NirScan-500C. בחר אור דו-גל קרוב לאינפרא-אדום: הגדר אורכי גל ל-730 ננומטר ± 5 ננומטר ו-850 ננומטר ± 5 ננומטר.
      2. הגדר קצב דגימה: הגדר ל-11 הרץ על ידי לחיצה על הגדרות > קצב רכישה. הפעלת סנכרון אירועי משימה: הפעל טריגרים חומרתיים על ידי בחירת סנכרון > טריגר חיצוני.
      3. תיעוד שינויים בעוצמה האופטית הגולמית להמרה מאוחרת לריכוזי המוגלובין מחומצן/חסר חמצן באמצעות חוק ביר-למברט המותאם לשימוש. אמת את הגדרות הפרמטרים ביומן התוכנה (למשל, אורכי גל: 730/850 ננומטר, קצב: 11 הרץ).

איור 2
איור 2: סידור ערוצים, מיקום ותצורה של גלאי fNIRS. (א) עיגולים אדומים מייצגים מקורות אור, ריבועים כחולים מייצגים גלאים, ואזורים ממוספרים מייצגים את זוגות המקור-גלאי הקרובים ביותר (ערוצים) למדידת פעילות המוח. (B) מיקומים רשומים של האופטודות באטלס מוחי סטנדרטי. המיקום האנטומי של כל ערוץ באטלס המוח מדווח בפירוט בטבלה 1. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

ערוץאזור ברודמןאזור אנטומיאחוז כיסוי
פרק 121ג'יירוס טמפורלי אמצעי97.44%
פרק 222גירוס טמפורלי עליון43.21%
פרק 338אזור טמפורופולרי51.84%
פרק 447גירוס קדם-מצחי תחתון100.00%
פרק 547גירוס קדם-מצחי תחתון56.35%
פרק 610אזור פרונטופולרי62.75%
פרק 710אזור פרונטופולרי51.96%
פרק 810אזור פרונטופולרי100.00%
פרק 911אזור אורביטופרונטלי59.66%
פרק 1011אזור אורביטופרונטלי46.67%
פרק 1110אזור פרונטופולרי98.66%
פרק 1238אזור טמפורופולרי57.25%
פרק 1321ג'יירוס טמפורלי אמצעי98.63%
פרק 1422גירוס טמפורלי עליון43.46%
פרק 1521ג'יירוס טמפורלי אמצעי92.79%
פרק 1621ג'יירוס טמפורלי אמצעי75.85%
פרק 1722גירוס טמפורלי עליון62.67%
פרק 1843אזור תת-מרכזי36.79%
פרק 1944פארס opercularis_ חלק מאזור ברוקה57.05%
פרק 206קליפת המוטור טרום-מוטורית ומשלים73.08%
פרק 2110אזור פרונטופולרי49.10%
פרק 2246הקורטקס הפרה-מצחי הדורסולטרלי78.62%
פרק 2310אזור פרונטופולרי93.20%
פרק 249,46הקורטקס הפרה-מצחי הדורסולטרלי77.95%
פרק 2510אזור פרונטופולרי87.63%
פרק 2610אזור פרונטופולרי100.00%
פרק 2710אזור פרונטופולרי100.00%
פרק 2810אזור פרונטופולרי99.65%
פרק 2947גירוס קדם-מצחי תחתון58.95%
פרק 3010אזור פרונטופולרי92.46%
פרק 3145אזור pars triangularis ברוקה.64.19%
פרק 3246הקורטקס הפרה-מצחי הדורסולטרלי86.52%
פרק 3321ג'יירוס טמפורלי אמצעי56.73%
פרק 3422גירוס טמפורלי עליון53.70%
פרק 3542קורטקס האגודה הראשונית והשמיעה64.69%
פרק 3643אזור תת-מרכזי46.23%
פרק 379,46הקורטקס הפרה-מצחי הדורסולטרלי60.54%
פרק 389הקורטקס הפרה-מצחי הדורסולטרלי52.09%
פרק 399,46הקורטקס הפרה-מצחי הדורסולטרלי92.77%
פרק 4010אזור פרונטופולרי89.88%
פרק 419,46הקורטקס הפרה-מצחי הדורסולטרלי91.08%
פרק 429הקורטקס הפרה-מצחי הדורסולטרלי84.34%
פרק 4310אזור פרונטופולרי92.46%
פרק 449הקורטקס הפרה-מצחי הדורסולטרלי83.67%
פרק 459,46הקורטקס הפרה-מצחי הדורסולטרלי90.37%
פרק 4645אזור pars triangularis ברוקה.39.27%
פרק 479,46הקורטקס הפרה-מצחי הדורסולטרלי98.16%
פרק 486קליפת המוטור טרום-מוטורית ומשלים80.97%

טבלה 2: התפלגות אזורי המוח של ערוץ המדידה fNIRS לאחר כיול באמצעות מאתר תלת-ממדי. (א) מאפייני התפלגות מרחבית של 48 ערוצי fNIRS מכוילים על ידי מערכת מיקום תלת-ממדית בין אזורי ברודמן ואזורים אנטומיים במוח מתאימים. אחוז הכיסוי מצביע על שיעור רכישת האות היעיל מאזורי המוח היעדיים. (B) ערוץ: מספר ערוץ מדידה אופטי fNIRS (CH1-CH48); אזור ברודמן: מספר אזור ברודמן (למשל, 22 = קורטקס האגודה השמיעתית); אזור אנטומי: מונחים סטנדרטיים לפי טרמינולוגיה אנטומיקה (1998); אחוז כיסוי: אחוז כיסוי אפקטיבי של זוגות האופטודה באזור המוח היעד.

אזור אנטומיערוץ
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

טבלה 3: תחומי עניין. (א) להציג את התפלגות תצורת התעלות עבור אזורים תפקודיים ספציפיים במוח במערכת המדידה fNIRS, כולל הקורטקס הפרה-פרונטלי הקדמי (aPFC) והקורטקס הפרה-פרונטלי הדורסולטרלי (DLPFC) בשני ההמיספרות השמאלית והימנית. (ב) קיצורים: L = חצי הכדור השמאלי; R = חצי הכדור הימני; aPFC = הקורטקס הפרה-פרונטלי הקדמי; DLPFC = הקורטקס הפרה-פרונטלי הדורסולטרלי.

4. רכישת נתונים

  1. יישום הערכה פסיכולוגית
    הערה: חברי הצוות המריאו מגובה פני הים (שנחאי, 0 מטר מעל פני הים) וטסו בטיסה מסחרית (כ-8 שעות) ללסה, בגובה 3,700 מטר מעל פני הים, שם ערכו הכשרה של 72 שעות (3 ימים) במחקר מדעי. בהמשך, הצוות העביר תחבורה קרקעית (כ-2 שעות) ליאנגבאג'אין בגובה 4,300 מטר מעל פני הים, כדי להמשיך עוד 72 שעות (3 ימים) בהכשרה במחקר מדעי נוסף. איסוף הנתונים בוצע מיד עם הגעת הצוות לכל אחד משלושת הגבהים שהוזכרו לעיל (איור 3).
    1. ניהול סטנדרטי: השיק מפגשי תדרוך קבוצתיים לפני ההערכה. נתן שאלונים עם מגבלת זמן של 30 דקות.
    2. הפחת הטיות: קרא הוראות סטנדרטיות מפרוטוקולים מתוסרטים. הפעל ניסוח מרמז על ידי מעקב אחרי טקסט מאושר מראש.
    3. סנכרון נתונים מולטימודליים: אפשר סנכרון בין משימות קוגניטיביות לרכישת fNIRS. גירויי נעילת זמן ל-fNIRS מופעלים על ידי בחירת E-Prime > הגדרות טריגר > סנכרון ל-fNIRS.
    4. ודא שכל הסשנים עומדים בתסריטים ובמגבלות תזמון זהות.
  2. ניטור פרמטרי שינה
    1. יישום פרוטוקול אקטיגרפיה רציף: איסוף נתוני אקטיגרפיה של פרק כף היד 24 שעות ו-8 שעות. במקביל תיעד יומן שינה.
    2. ודאו שלמות הנתונים: בצעו בדיקות סוללה יומיות בשעות 07:00-08:00 על ידי לחיצה על מצב המכשיר > > סוללה. אימות המשכיות נתונים על ידי לחיצה על ActiLife > כלים > בדיקת שלמות נתונים.

איור 3
איור 3: תרשים זרימה להערכה פסיכולוגית. (א) תרשים זרימה זה ממחיש פרוטוקול הערכה פסיכומטרית בן שלושה שלבים בחשיפות לגבהים מדורגים: גובה נמוך (0-2 מ' מעל פני הים): מדידות בסיס בשנגחאי (יום 1-2), גובה בינוני (3650 מ' מעל פני הים): מדידות שלב הסתגלות בלסה (ימים 3-5), גובה רב (4300 מ' מעל פני הים): מדידות חשיפה גבוהה ביאנגבאג'ינג (ימים 6-8). (ב) מודולי הערכה זהים שיושמו בכל שלב: משימה קוגניטיבית: אות N-back (3 רמות קושי); סולמות פסיכולוגיים: מדד דיכאון, חרדה, לחץ (DASS-21), מדד איכות השינה של פיטסבורג (PSQI); ניטור שינה: סובייקטיבי (יומן שינה), אובייקטיבי (אקטיגרפיה). אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

5. ניתוח נתונים וסטטיסטיקה

  1. לעיבוד נתונים מוקדם בגיליון אלקטרוני, יש להחיל קריטריוני אי-החרגה להסרת מערכי נתונים לא שלמים עם תגובות חסרות של >10% על ידי בחירת Data > Filter > Missing Values. סינון נתונים קוגניטיביים כדי להסתיר חריגים ב-RT (<150 מילישניות או> ממוצע ±2.5 SD) באמצעות נתונים > מיון וסנן > מתקדם, וחישוב את HitRT (במילשניות) ו-rejRT (במילישניות). לטפל בנתונים חסרים כדי לממש איפוטציה מרובה ב-SPSS 29.0 על ידי לחיצה על Transform > Multi Imputation (5 איטרציות).
  2. עיבוד אות fNIRS
    הערה: זה נעשה באמצעות NirSpark גרסה 1.8.8, Huichuang, Danyang.
    1. המרת אותות גולמיים לצפיפות אופטית (OD). לחץ על קובץ > ייבוא Raw > בחר קובץ .nirs. בחר להמיר לצפיפות אופטית וליישם אלגוריתם: OD = -log10(I/I0). אמת טווח OD 0.1-1.2 AU ב-View > Channel Metrics. דחה ערוצים עם OD >1.5 (מגע גרוע) על ידי בחירת כלים > דחיית ערוצים.
    2. חשב שינויים המודינמיים. נווט לניתוח > פרמטרי > המודינמיים. הגדר את חוק כ-Beer-Lambert מותאם, DPF כ-66, ומצב תמונה כ-adult_head_template. בצע חישוב כ-[HbO, HbR] = mBLL(OD, [730,850], [6,6]) ו-HbT = HbO + HbR. אשר שערך DPF תואם לגיל המשתתף (למשל, 6.0 לשנים 25-45).
    3. סימן דה-רעש על ידי לחיצה על הגדרות > מסנן > מעבד מוקדם. בחר Bandpass Butterworth מסדר 4 והגדר את הטווח ל-0-0.2 הרץ. בצע תיקון תנועה באמצעות זיהוי אוטומטי (std_thr=6, amp_thr=0.5) ושיטת אינטרפולציה של ספליין וקבע את סף דחיית הארטיפקטים ל-SD >±6. אמת שיפור SNR >10 dBin על ידי לחיצה על 'הצג > השוואה לפני/פוסט'.
    4. כמת את ההפעלה כך. הגדר קו בסיס כ-HbO ממוצע לאורך כל תקופת המשימה שלאחר הגירוי. חשב את תגובת המשימה כ-HbO ממוצע במהלך 2-20 שניות לאחר הגירוי. יצר ממוצעי ROI על ידי בחירת מסכות ניתוח > ROI > תבניות אנטומיות.
  3. חישוב יעילות שינה
    1. ייבא ועבד נתונים מראש על ידי לחיצה על קובץ > ייבוא > בחירת קובץ .gt3x. הגדר את ה-Epoch ל-60 ותאמת את זמן השחיקה על ידי בחירת Tools > Wear Time Validation > Choi. לביצוע אקטיגרפיה וסנכרון יומני שינה, לחצו על כלים > שינה > זיהוי תקופות שינה. לאחר מכן, כיילן את נתוני האקטיוגרפיה מול יומן השינה. ודא שחותמות הזמן של יומן השינה נמצאות בתוך ± 5 דקות מנתוני האקטיוגרפיה.
    2. חלץ פרמטרים כדלקמן. נווט לדוחות > דוח שינה. בחר פרמטרים: Latency, TIB, TST, WASO. חשב יעילות שינה = (TST / TIB) x 100 על ידי בחירת אפשרויות > נוסחאות. ייצוא תוצאות על ידי לחיצה על ייצוא > אקסל .xlsx > שם הקובץ: EXP##_SleepEfficiency.xlsx. אשר שהאקטוגרם מציג ≥3 מחזורי שינה/ערות נקיים.
  4. בדיקות סטטיסטיות
    1. בצע סטטיסטיקה תיאורית. דווח על נתונים שמפוזרים נורמלי כממוצע ± SD ונתונים לא נורמליים כממוצע [IQR].
    2. בצע בדיקות פרמטריות. הרץ בדיקות t עם דגימה אחת על ידי לחיצה על ניתוח > השוואת ממוצעים > מבחן T מדגם אחד. בצע RM-ANOVA על ידי לחיצה על ניתוח > מודל ליניארי כללי > מדידות חוזרות. החלו תיקון חממה-גייזר להפרות כדוריות.
    3. יישם חלופות לא פרמטריות לפי הצורך. השתמש במבחנים לא פרמטריים על דגימות קשורות למבחני דירוג חתום של וילקוקסון. הבקרה משתנה על ידי בחירת ניתוח > מודל ליניארי כללי > ANCOVA. קבעו סף מובהקות על ידי יישום α=0.05 (דו-זנבות) עם תיקון בונפרוני להשוואות מרובות.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

תכונות אישיות

מאפייני האישיות של חברי המשלחת הפנימית הקוטבית שנבחרו מראש הוערכו באמצעות רשימת חמשת הגדולים (BFI). בהשוואה לנורמות סיניותלתואר ראשון 18, המועמדים הראו (טבלה 4) ציונים גבוהים משמעותית בהסכמה (t=3.940, P<0.001) ובמצפון (t=9.736, P<0.001); ציון נמוך משמעותית בנוירוטיות (t=−14.078, P<0.001)18. לא נצפו הבדלים מובהקים סטטיסטית בממדים של Extraversion או Openness to Experi...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

תכונות האישיות של חברי המשלחת הפנימית הקוטבית שנבחרו מראש שונות באופן משמעותי מהנורמות הסיניות

כפי שנמדד על ידי מאגר חמשת הגדולים-44 (BFI-44), המועמדים הראו נעימות ומודעות גבוהות לצד נוירוטיות מופחתת בהשוואה לנורמות לתואר ראשון (טבלה 3). שיתוף הפעולה החברתי המוגברת על ידי הטריאדות, הקפדנות הממוקדת במשימות, והיציבות הרגשית – מתיישבים עם הדרישות הפסיכוסוציאליות של משלחות אנטארקטיקה.

בניגוד לרשתות החבר...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים מתחרים.

תודות

המחברים מביעים את תודתם הכנה למנהל הארקטי והאנטארקטי הסיני (המרכז הסיני למחקר הקוטב) על מתן תמיכה לוגיסטית קריטית וגישה למשתתפים לאורך כל המחקר. אנו מכירים במיוחד בתיאום שלהם של פרוטוקולי אימון בגובה רב ומעורבות צוותי המשלחות. מערך הנתונים מסופק על ידי המרכז הלאומי לנתונים הארקטיים והאנטארקטיים (https://datacenter.chinare.org.cn).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
אקטיגרףאקטיגרףwGT3X-BTאמריקה
אקטי-לייףאקטיגרף6.15.0אמריקה
E-Primeכלי תוכנה לפסיכולוגיה2.0אמריקה
סטטיסטיקות של IBM SPSSIBM29אמריקה
מיקרוסופט אופיס  מיקרוסופט קורפוריישן2021אמריקה
NirScanציוד רפואי חויצ'ואנג500Cדניאנג, סין
NirSparkציוד רפואי חויצ'ואנג1.8.8דניאנג, סין

מקורות

  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).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

N Back
צור קשר
המלצה לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

2026 © זכויות יוצרים MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.