Благинин Андрей Александрович – Заслуженный деятель науки Российской Федерации, доктор медицинских наук, доктор психологических наук, профессор, профессор кафедры авиационной и космической медицины
194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6
Andrey A. Blaginin – Honored Scientist of the Russian Federation, Dr. Sci. (Med.), Dr. Sci. (Psych.), Professor, Professor of the Department of Aviation and Space Medicine
194044, Academician Lebedev Str., 6
Овчинников Дмитрий Валерьевич – кандидат медицинских наук, доцент, начальник отдела организации научной работы и подготовки научно-педагогических кадров
194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6
Dmitry V. Ovchinnikov – Cand. of Sci. (Med.), Associate Professor, Head of The Department for the Organization of Scientific Work and Training of Scientific and Pedagogical Personnel
194044, Academician Lebedev Str., 6
Жильцова Ирина Игоревна – доктор медицинских наук, профессор, профессор кафедры авиационной и космической медицины
194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6
Irina I. Zhiltsova – Dr. Sci. (Med.), Professor, Professor of the Department of Aviation and Space Medicine
194044, Academician Lebedev Str., 6
Иваков Юрий Михайлович – кандидат медицинских наук, заместитель начальника кафедры авиационной и космической медицины
194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6
Yuri M. Ivakov – Cand. of Sci. (Med.), Deputy Head of the Department of Aviation and Space Medicine
194044, Academician Lebedev Str. 6
Анненков Олег Александрович – кандидат медицинских наук, старший преподаватель кафедры авиационной и космической медицины
194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6
Oleg A. Annenkov – Cand. of Sci. (Med.), Senior Lecturer at the Department of Aviation and Space Medicine
194044, Academician Lebedev Str., 6
Баковец Дмитрий Владимирович – врач хирург хирургического отделения клиники термических поражений и пластической хирургии
194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6
Dmitry V. Bakovets – Surgeon, Surgical Department, Clinic of Thermal Injuries and Plastic Surgery
194044, Academician Lebedev Str. 6
Синельников Сергей Николаевич – кандидат медицинских наук, доцент, врач-методист учебно-методического отдела
194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6
Sergey N. Sinelnikov – Cand. of Sci. (Med.), Associate Professor, Medical methodologist of the educational and methodological department
194044, Academician Lebedev Str., 6
ВВЕДЕНИЕ. Айтрекинг как метод регистрации глазодвигательной активности человека представляет большой научный и практический интерес для специалистов в области авиационной медицины для диагностики функционального состояния летчика в различные периоды его профессиональной деятельности. В российской и зарубежной литературе уже описаны исследования, установившие паттерны некоторых показателей айтрекинга при различных видах интенсивности когнитивной деятельности в различных условиях умственной работы, в том числе с привлечением авиационных специалистов. Выявлена взаимосвязь динамики глазодвигательной активности между физиологическими и психофизиологическими показателями организма человека.
ЦЕЛЬ. Обосновать использование айтрекинга для диагностики функциональных состояний летчика с помощью корреляционного анализа.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Модель исследования заключается в оценке регуляции сердечного ритма, уровня функционирования центральной нервной системы и глазодвигательной активности летчиков до и после выполнения полета на авиационном тренажере. При этом осуществлялось моделирование аварийной ситуации как внешнего стресс-фактора, оказывающего влияние на функциональное состояние летчика. Проведены оценка динамики функционального состояния по изменению физиологических и психофизиологических показателей, а также корреляционный анализ динамических рядов этих показателей с данными глазодвигательной активности и успешности действий в аварийных ситуациях.
В исследовании приняли участие 22 летчика из Юго-Восточной Азии, которые выполняли полеты на авиационных тренажерах российского производства.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Выявлены статистически значимые изменения показателей айтрекинга, вариабельности ритма сердца, психофизиологических показателей, характеризующие изменение функционального состояния летчиков и степень напряжения глазодвигательной активности. Установлены сильные статистические связи скоростных характеристик перемещения взора и временных характеристик фиксаций взора с показателями математического и спектрального анализа кардиоритмограммы, а также со свойствами внимания и скоростью нервных процессов. Установлены статистические связи физиологических и психофизиологических показателей с успешностью профессиональной деятельности летчиков.
ОБСУЖДЕНИЕ. Характер статистических связей свидетельствует о том, что в основе изменения вариабельности ритма сердца, характеристик внимания, нервной системы, глазодвигательной активности человека и успешности его профессиональной деятельности в условиях аварийной ситуации лежит функциональное состояние организма летчика.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Увеличение скоростных показателей перемещения взора при выполнении когнитивных задач выявляет степень напряжения регуляторных систем организма летчика. Временные показатели фиксаций взора в большей степени отражают степень активации когнитивных процессов и в меньшей степени – мобилизацию физиологических резервов человека. Характер статистических связей между глазодвигательной активностью летчика, физиологическими, психофизиологическими реакциями организма и успешностью его профессиональной деятельности позволяют рассматривать айтрекинг как информативный метод оценки функционального состояния пилота.
INTRODUCTION. Eye tracking, as a method for recording human oculomotor activity, is of great scientific and practical interest to aviation medicine specialists for diagnosing pilots’ functional status at various stages of their professional careers. Russian and international literature has already described studies that have established patterns of certain eye tracking indicators for various levels of cognitive activity in various mental work environments, including studies involving aviation specialists. A correlation between oculomotor activity dynamics and physiological and psychophysiological parameters of the human body has been identified.
OBJECTIVE. To justify the use of eye tracking for diagnosing pilot’s functional states using correlation analysis.
MATERIALS AND METHODS. The study assessed pilots’ heart rate regulation, central nervous system function, and oculomotor activity before and after performing a flight in a flight simulator. An emergency situation was simulated as an external stressor affecting the pilot’s functional state. The dynamics of functional state were assessed based on changes in physiological and psychophysiological indicators, as well as a correlation analysis of the time series of these indicators with oculomotor activity data and the success of actions in emergency situations.
The study involved 22 pilots from Southeast Asia who performed flights in Russian-made flight simulators.
RESULTS. Statistically significant changes in eye-tracking parameters, heart rate variability, and psychophysiological parameters characterizing changes in the pilots’ functional state and the degree of oculomotor activity strain were identified. Strong statistical correlations were established between the speed characteristics of gaze movements and the temporal characteristics of gaze fixations with the parameters of mathematical and spectral analysis of the cardiac rhythmogram, as well as with attentional properties and the speed of neural processes. Statistical correlations were also established between physiological and psychophysiological parameters and the pilots’ professional success.
DISCUSSION. The nature of the statistical relationships indicates that the basis for changes in heart rate variability, characteristics of attention, the nervous system, oculomotor activity of a person and the success of his professional activity in an emergency situation is the functional state of the pilot’s body.
CONCLUSION. Increased gaze velocity during cognitive tasks reveals the degree of stress on the pilot’s regulatory systems. Gaze fixation time indicators largely reflect the degree of cognitive activation and, to a lesser extent, the mobilization of physiological reserves. The nature of the statistical relationships between pilot oculomotor activity, physiological and psychophysiological responses, and professional performance allows eye tracking to be considered an informative method for assessing a pilot’s functional state.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.