Войти
Исследования, которые включают лабораторные исследования и полевые оценки групп населения, аналогичных астронавтам (например, медицинские и авиационные персонала), предоставляют убедительные доказательства того, что работа в течение долгих смен в течение продолжительных периодов времени способствует недосыпанию и может вызвать снижение производительности, проблемы со здоровьем и другие пагубные последствия, включая несчастные случаи, которые могут повлиять как на работника, так и на других людей.
В метаанализе, проведенном Пилчером и Хаффкаттом, были изучены данные, полученные из 19 исследований, чтобы охарактеризовать влияние лишения сна на определенные типы деятельности человека. Моторные навыки, когнитивные навыки и настроение оценивались с точки зрения: частичного нарушения сна (также известного как недосыпание ), которое определяется как менее 5 часов сна в течение 24 часов в течение 1 или больше дней; кратковременное полное лишение сна (отсутствие сна менее 45 часов); и длительное лишение сна (отсутствие сна в течение периода, превышающего 45 часов). Эти исследователи обнаружили, что субъекты, лишенные сна, значительно хуже справлялись с двигательными и когнитивными задачами и измеряли настроение, чем субъекты, не лишенные сна. Наибольшее влияние на когнитивные способности наблюдалось при частичном недосыпании в течение нескольких дней, хотя кратковременное и долгосрочное лишение сна также оказало влияние. Мета-анализ эффектов депривации сна у медицинских резидентов выявил недостатки как в лабораторных, так и в клинических задачах.
Степень хронической частичной потери сна, которую испытывали астронавты в полете, как сообщается, отрицательно влияет на когнитивные способности многократные и лабораторные, и полевые исследования. На производительность можно повлиять, будь то недосыпание в виде ночи со значительным сокращением сна, ночи полного лишения сна или серии менее резких, но более хронических, ограниченных часов сна. Исследование 1997 г., проведенное Dinges et al. показали, что когда сон ограничивается уровнем, который обычно наблюдается у астронавтов, возникает «недосыпание », и менее чем за 1 неделю дефицит производительности в часы бодрствования достигает уровня серьезного нарушения.
Хроническое сокращение сна может повлиять на работоспособность так же, как и полное недосыпание. В исследовании Van Dongen et al., В котором участвовали 48 человек, оценивались конкретные эффекты хронического ограничения сна на производительность по сравнению с эффектами полного лишения сна в течение 3 ночей. Условия ограничения сна включали 14 ночей подряд по 8, 6 или 4 часа возможности спать, с фактическим количеством сна, подтвержденным записями полисомнографии. Субъекты, которые были подвергнуты условиям ограничения сна, подвергались нейроповеденческой оценке каждые 2 часа во время их запланированного бодрствования, в то время как субъекты, которые были подвергнуты условию депривации сна, тестировались каждые 2 часа в течение их общих 88 часов лишения сна.
Батарея нейроповеденческих оценок, использованная в исследовании Van Dongen et al. исследование включало задание на психомоторную бдительность (PVT). PVT, который определяет настороженность и влияние усталости на когнитивные способности (что определяется задержками во времени отклика и точностью ответов) путем измерения скорости, с которой субъекты реагируют на визуальный или слуховой стимул (путем нажатия кнопки ответа), имеет стать стандартным лабораторным инструментом для оценки устойчивой работы в различных экспериментальных условиях. PVT обнаруживает изменения в основных нейроповеденческих характеристиках, которые включают бдительное внимание, скорость реакции и импульсивность; и он был тщательно проверен в наземных лабораторных исследованиях для выявления когнитивных нарушений, которые вызваны множеством факторов (например, ограниченный сон, смена сна / бодрствования, укачивание, остаточная седация от снотворных). PVT - это оптимальный инструмент для многократного использования, в отличие от некоторых других когнитивных показателей, поскольку исследования не показали минимального эффекта обучения и различий в способностях при использовании PVT.
Рисунок 3-2. Снижение производительности в течение времени в постели (TIB) в течение 14 дней ограничения сна. Результаты этих лабораторных исследований показывают, что несколько последовательных эпизодов сна продолжительностью 4 или 6 часов значительно снижают производительность в отношении PVT и показателей рабочей памяти, и что производительность в этих двух условиях (то есть 4 или 6 часов) была сопоставима с производительностью, которая обнаруживается в условиях полного лишения сна от 1 до 2 дней. Удивительно, но к концу 14 дней ограничения сна субъекты в условиях 4- и 6-часового периода сна сообщали о незначительной сонливости. Поскольку эти отчеты были составлены, когда работоспособность была на самом низком уровне, это указывает на то, что испытуемые, возможно, больше не осознавали своего дефицита работоспособности из-за недостаточного восстановительного сна (рисунок 3-2).
Испытуемые, потратившие 4 часов в постели достигли уровня ухудшения через 6 дней и серьезного ухудшения через 11 дней. Субъекты, которые провели в постели 6 часов, достигли уровня ухудшения за 7 дней. Похоже, что субъекты, которые провели 8 часов в постели, приблизились к уровню нарушений. Рисунок 3-3, взятый из работы Беленького и др., Однако, демонстрирует, что испытуемые, которые провели 9 часов в постели, не достигли этих уровней нарушений, что указывает на то, что 9 часов в постели могут потребоваться для снижения риска ошибок при выполнении.
Рисунок 3-3. Эффективность PVT снижается для TIB после 7-дневного ограничения сна. Подобные эффекты производительности, возникающие в результате хронического ограничения, также можно увидеть в исследовании Belenky et al. и на рисунке 3-3. В этом исследовании приняли участие 66 человек, которые находились под наблюдением в четырех состояниях (т.е. 3, 5, 7 и 9 часов в постели) в течение 7 дней. PVT-тестирование показало серьезные нарушения времени реакции в 3-часовом режиме, при этом задержки в ответах неуклонно увеличивались в течение 7 дней ограничения сна. Субъекты, которые провели в постели 3 часа, достигли уровня серьезного нарушения в течение 5 дней, в то время как субъекты, которые провели в постели 5 часов, достигли уровня нарушения в течение 4 дней.
Эти лабораторные исследования, проведенные Van Dongen et al. и Беленький и др. ясно показывают, что субъекты страдали нарушениями работоспособности в результате полного недосыпания и / или хронического ограничения сна.
Когнитивные нарушения присутствуют даже после того, как человек не спал примерно 17 часов; на самом деле, недавние исследования показали, что эти снижения аналогичны тем, которые возникают в результате повышенного уровня алкоголя в крови. В убедительном лабораторном исследовании, проведенном Уильямсоном и Фейером, использовался перекрестный рандомизированный дизайн контроля для наблюдения за когнитивными и двигательными функциями после незначительного недосыпания к работоспособности после употребления алкоголя. Все субъекты участвовали как в употреблении алкоголя, так и в депривации сна, и порядок тестирования был сбалансирован таким образом, что половина субъектов первой участвовала в части потребления алкоголя, а другая половина первой участвовала в части депривации сна. Чтобы избежать эффекта переноса из одного состояния в другое, испытуемым предоставляли ночь отдыха в мотеле между каждым состоянием.
Результаты показывают, что в среднем производительность при уровне алкоголя в крови 0,05% оставалась эквивалентной производительности после бодрствования в течение 16,9–18,6 часов. Производительность при уровне алкоголя в крови 0,1% была эквивалентна производительности после бодрствования в течение 17,7–19,7 часов или ограниченному сну 4–5 часов в сутки в течение 1 недели. Подобные исследования, в которых сравнивается работоспособность после периода недосыпания с работоспособностью при повышенном уровне алкоголя в крови, подтвердили эти результаты. Эти результаты убедительны, поскольку продолжительность бодрствования (17 часов), которая приводит к снижению, аналогичному тем, которые вызваны уровнем алкоголя в крови 0,05%, многие считают находящимся в пределах диапазона «нормального» бодрствования. день"; многие люди могут вспомнить случай, когда им приходилось просыпаться рано утром и работать весь день до ночи. Астронавты, которые спят в среднем 6 часов в сутки, могут выполнять критические задачи через 17 часов и более после пробуждения.
Исследования показывают, что циркадная десинхронизация и рабочая перегрузка также могут ухудшать производительность. В частности, контролируемое лабораторное исследование Wright et al. оценили взаимосвязь между циркадными ритмами и работоспособностью, оценив температуру тела, которая регулируется циркадными механизмами организма. Температура тела самая высокая около циркадного пика и самая низкая около циркадного минимума (это когда тело засыпает). Давно признано, что существует положительная взаимосвязь между суточными ритмами температуры тела и нейроповеденческими характеристиками и бдительностью у людей.
Протокол исследования вынудил циркадную десинхронизацию в течение 12 последовательных 28-часовых дней; участникам было разрешено 9,3 часа запланированного времени в постели и 18,7 часа запланированного бодрствования. Эффективность проверенных показателей оценивалась каждые 2 часа, начиная с 2 часов после запланированного времени пробуждения. Таким образом, протокол оценивал производительность, когда тело обычно засыпает (что связано с точкой, в которой температура тела является самой низкой), относительно производительности в течение обычных часов бодрствования, и позволял оценивать влияние температуры тела независимо от часов сна и времени суток (и связанных с ними). Во время циркадного пика (когда температура тела высокая) работоспособность и бдительность высоки; и наоборот, около циркадной фазы низкой температуры тела работоспособность и бдительность низки. Эти результаты были воспроизведены в других лабораторных протоколах принудительной десинхронизации и расширенного бодрствования.
Результаты этих лабораторных протоколов могут быть экстраполированы на полевые условия. Исследования в медицинской отрасли, где высокообразованные и обученные люди (например, врачи) подвержены циркадным сменам и продолжительным рабочим сменам в дополнение к потере сна, дополнительно демонстрируют серьезные ошибки в работе среди населения, аналогичного астронавтам. В двухсессионном эксперименте с подопытным, который был проведен Арнедтом и др., Эффективность 34 медицинских интернов наблюдалась при четырех условиях:
Показатели эффективности включали PVT и имитацию вождения. Результаты Arnedt et al. Эксперимент показывает, что ухудшение работоспособности после ротации с тяжелым вызовом сравнимо с ухудшением, которое связано с комбинированным уровнем алкоголя в крови от 0,04% до 0,05% и ротацией с легким вызовом. Результаты этого эксперимента демонстрируют, что уменьшение, вызванное продолжительными рабочими сменами, похоже на уменьшение, вызванное повышенным уровнем алкоголя в крови.
Согласно оценке Rogers et al., Часы работы и недосыпание влияют на производительность. В общей сложности 393 зарегистрированных медсестры зарегистрировали отработанные по графику часы, фактически отработанные часы, отработанное время суток, сверхурочные часы, выходные и режимы сна / бодрствования. Также были включены вопросы об ошибках и близких к ним. Анализ показал, что продолжительность работы, сверхурочная работа и количество отработанных часов в неделю существенно влияют на количество ошибок. Вероятность совершения ошибки увеличивалась при увеличении рабочего времени и была в три раза выше, когда медсестры работали сменами продолжительностью 12,5 часов и более. Сверхурочная работа увеличивала вероятность совершения хотя бы одной ошибки независимо от первоначально запланированной продолжительности смены. Работа более 40 и более 50 часов в неделю значительно увеличивает риск совершения ошибки.
Подобные результаты были получены при последующей оценке 2737 медицинских интернов. Интернет-опрос был проведен в США, в ходе которого стажеры заполнили 17 003 конфиденциальных ежемесячных отчета. Эти отчеты из 60 пунктов содержали информацию о рабочих часах, сне и активности в течение месяца, количестве выходных и количестве рабочих смен увеличенной продолжительности (определяемых как минимум 24 часа непрерывной работы). Этих стажеров также попросили сообщить, совершили ли они серьезные медицинские ошибки, связанные или не связанные с утомлением. Другие вопросы оценивали, как часто они засыпали или засыпали во время ухода за пациентами или образовательных мероприятий.
Анализ выявил значительную взаимосвязь между количеством продолжительных рабочих смен и зарегистрированными показателями серьезных медицинских ошибок, связанных с утомлением. В частности, количество зарегистрированных медицинских ошибок, связанных с утомляемостью, увеличивалось по мере увеличения количества длительных смен в месяц. По крайней мере, одна значительная медицинская ошибка, связанная с переутомлением, была отмечена в 3,8% месяцев без продолжительной работы; и, по крайней мере, одна значительная медицинская ошибка, связанная с утомлением, была зарегистрирована в 9,8% месяцев, в которых было от одной до четырех рабочих смен с увеличенной продолжительностью, и в 16% месяцев с пятью или более продолжительными рабочими сменами. Кроме того, частота нарушений внимания была тесно связана с частотой продолжительных рабочих смен. Данные этого исследования дополнительно подтверждают негативное влияние, которое может иметь увеличенная продолжительность рабочей смены на производительность, а также увеличение количества несчастных случаев и травм.
Работа в течение продолжительного рабочего дня или ночные смены также создает дополнительные трудности, требуя от работника высокой производительности. Циркадная система заставляет человека засыпать одновременно с телом. Сон, бдительность и когнитивные функции определяются взаимодействием двух процессов: эндогенного циркадного водителя ритма и гомеостатического стремления ко сну. Эндогенный циркадный кардиостимулятор генерирует 24-часовой циркадный ритм, который регулирует субъективную настороженность и склонность ко сну, а также температуру тела, когнитивные функции и секрецию мелатонина, как описано выше. Он также очень чувствителен к свету, что является его основной синхронизацией. Несогласованность циркадного ритма приводит к нарушению сна, снижению активности активности, секреции мелатонина в час бодрствования и снижению уровней ночной секреции гормона роста. Таким образом, результат может варьироваться от ошибки производительности до долгосрочного ухудшения здоровья.
Люди, которые работают ночью и пытаются заснуть днем, страдают, потому что время их режима сна / бодрствования не совпадает с хронометражем окружающего света. Ночные работники особенно подвержены автомобильным авариям, и их пониженная бдительность, работоспособность и бдительность, вероятно, являются причиной более высокого уровня несчастных случаев на производстве и ошибок контроля качества на работе, травм и общего снижения производительности труда. Недавняя информация также предполагает, что, поскольку организм обычно выделяет мелатонин в темноте, работа в искусственных условиях, например ночью, подавляет высвобождение мелатонина, что может увеличить риск развития рака.
В итоге, основанные на данных доказательствах демонстрирует, что потеря сна, циркадная десинхронизация и увеличенные рабочие смены приводят к увеличению ошибок в работе и несчастным случаям. Поэтому степень, в которой эти факторы риска также присутствуют в условиях космического полета, является важным фактором.
Эта статья включает общественное достояние материал из документа Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства : «Риски для здоровья человека и производительности космических миссий» (PDF). ( NASA SP-2009-3405, стр. 90-95)
