胡文東

(空軍軍醫(yī)大學(xué)航空航天醫(yī)學(xué)系航空航天醫(yī)學(xué)裝備教研室，陜西 西安 710032)

飛行任務(wù)負(fù)荷一般指飛行人員在執(zhí)行飛行任務(wù)過程中，單位時(shí)間內(nèi)承受的腦力與體力操作任務(wù)量。殲-20等高性能戰(zhàn)斗機(jī)具有機(jī)動(dòng)速度大、儀表信息多、持續(xù)航時(shí)長等特點(diǎn)，軍事飛行人員除了面對加速度變化，還要處理突發(fā)特情和大量的儀表信息。因此，飛行人員需要承受在高腦力負(fù)荷和體力負(fù)荷條件下執(zhí)行飛行任務(wù)，即高負(fù)荷飛行任務(wù)。這種高負(fù)荷飛行會(huì)給飛行人員帶來一系列的生理心理挑戰(zhàn)。例如，過大加速度的變化會(huì)由于慣性引起身體血液的流動(dòng)，造成視覺功能的黑視、灰視，甚至意識(shí)喪失；遭遇突發(fā)特情，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致飛行員驚嚇、恐懼，失能；而處理大量信息，則會(huì)引起飛行人員腦力負(fù)荷增大、疲勞感增大，進(jìn)而引起反應(yīng)遲滯、決策失誤。這些情況最終都會(huì)造成飛行人員人因失誤，甚至飛行事故[1]。由此可見，研究高負(fù)荷飛行航衛(wèi)保障技術(shù)對于更好地發(fā)揮飛行人員的作戰(zhàn)效能意義重大。

1 高負(fù)荷飛行航衛(wèi)保障勤務(wù)需求分析

隨著我軍新型戰(zhàn)機(jī)的列裝，面向?qū)崙?zhàn)化飛行訓(xùn)練強(qiáng)度和難度加大，飛行員面對的生理心理負(fù)荷越來越大，對飛行員功能狀態(tài)要求也越來越高。由于個(gè)體差異、功能狀態(tài)不穩(wěn)定及人因失誤等問題導(dǎo)致飛行人員成為人-機(jī)-環(huán)-任務(wù)系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，也是飛行事故發(fā)生的重要原因。然而，我軍的飛行人員選拔、功能狀態(tài)評估、醫(yī)學(xué)訓(xùn)練等航衛(wèi)保障能力還沒有緊跟裝備性能的提升，預(yù)先研究保障體系相對薄弱。因此，對飛行人員生理心理選拔、功能狀態(tài)評估及生理心理訓(xùn)練等內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)全面的創(chuàng)新研究，補(bǔ)齊配套“技術(shù)-裝備-標(biāo)準(zhǔn)-勤務(wù)”航衛(wèi)保障體系短板，是航空醫(yī)學(xué)和航衛(wèi)保障亟需加強(qiáng)的關(guān)鍵科學(xué)問題。

軍事飛行員需要在三維空間控制高速運(yùn)動(dòng)體和適應(yīng)快速變化的加速度等不良作業(yè)環(huán)境，并完成戰(zhàn)斗和訓(xùn)練任務(wù)。人類已經(jīng)很好地適應(yīng)了地面作業(yè)和生活環(huán)境。飛行作業(yè)環(huán)境和任務(wù)的特異性對飛行人員提出了特殊的生理心理要求，尤其是空間感知、作業(yè)習(xí)慣和不良環(huán)境適應(yīng)等方面。因此，需要用相應(yīng)的飛行員防護(hù)救生裝備對飛行作業(yè)環(huán)境進(jìn)行對抗和選拔訓(xùn)練飛行人員。飛行作業(yè)任務(wù)和環(huán)境導(dǎo)致了一系列航空醫(yī)學(xué)問題，如人因失誤、抗荷、飛行錯(cuò)覺、飛行疲勞和飛行員普遍存在的頸腰傷痛問題等，這些問題輕則造成飛行員身心損害，重則發(fā)生飛行事故。通過選拔訓(xùn)練與航衛(wèi)保障能緩解這些問題，但更好的解決方法還需要對“人-機(jī)”系統(tǒng)工效與飛行員個(gè)人防護(hù)救生裝備進(jìn)行創(chuàng)新研究。

2 高負(fù)荷飛行航衛(wèi)保障技術(shù)研究現(xiàn)狀

本團(tuán)隊(duì)前期梳理了高負(fù)荷飛行背景下航衛(wèi)保障的關(guān)鍵技術(shù)問題，主要包括高性能戰(zhàn)機(jī)飛行人員的心理選拔、飛行員可能遭遇的疲勞和應(yīng)激狀態(tài)評估、個(gè)人及團(tuán)隊(duì)的訓(xùn)練技術(shù)、跨域作戰(zhàn)人員睡眠調(diào)節(jié)等?；谝陨蠁栴}，本文簡要介紹了相關(guān)領(lǐng)域取得的研究成就。

2.1 飛行人員心理選拔技術(shù)

軍事戰(zhàn)斗飛行員，不僅需要承擔(dān)高負(fù)荷飛行，還需要面對嚴(yán)峻飛行環(huán)境，飛行職業(yè)具有高風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)。1994年，由我國軍內(nèi)外專家組成的團(tuán)隊(duì)，為空軍研制了我軍第一個(gè)招飛心理選拔系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要對飛行基本能力、情緒穩(wěn)定性、個(gè)性心理品質(zhì)、成就動(dòng)機(jī)、心理運(yùn)動(dòng)能力等方面心理品質(zhì)進(jìn)行評估。后又制定了國家軍用標(biāo)準(zhǔn)《殲擊機(jī)飛行員心理品質(zhì)檢查方法與評定》(GJB 4424—2002)，并沿用至今。我國飛行員心理選拔已成完整體系，取得了良好的效果，但還存在一些問題：首先，心理選拔與生理選拔分離；其次，心理選拔時(shí)考生的生理心理負(fù)荷過小，與實(shí)際飛行差別較大[2]；再次，對考生的飛行耐力、剩余能力、風(fēng)險(xiǎn)決策能力重視不夠。

現(xiàn)空軍招飛特殊能力選拔平臺(tái)由空軍特色醫(yī)學(xué)中心(原空軍航空醫(yī)學(xué)研究所)鄧學(xué)謙研制，以操縱能力和空間認(rèn)知能力為主，缺乏精準(zhǔn)任務(wù)操控、協(xié)同及視色覺感知等高負(fù)荷飛行核心能力的檢測。ZHANG等[3]研發(fā)了一款用于民航飛行人員色覺測試的計(jì)算機(jī)化孟塞爾(Munsell 100)系統(tǒng)，可以借鑒其方法用于戰(zhàn)斗機(jī)飛行人員的色覺篩查。此外，針對傳統(tǒng)選拔項(xiàng)目任務(wù)負(fù)荷偏低，無法檢測考生的加速度對抗、危機(jī)時(shí)情緒控制等能力的問題，唐孟軍等[4]創(chuàng)新設(shè)計(jì)了雙任務(wù)結(jié)合電刺激在地面模擬高心理應(yīng)激的技術(shù)，并通過心率變異性指標(biāo)驗(yàn)證了該技術(shù)的可行性。在此基礎(chǔ)上，基于蹬力、追蹤、九燈反應(yīng)等多種任務(wù)組合，構(gòu)建地面模擬高飛行任務(wù)負(fù)荷的技術(shù)[5]。而結(jié)合生理、心理、體力、任務(wù)績效的綜合得分預(yù)測飛行能力成績的陽性預(yù)測值達(dá)到了89.11%，一致符合率(Kappa值)為0.21[6]?；谝陨涎芯?，本團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了高任務(wù)負(fù)荷、高體力負(fù)荷與高心理應(yīng)激負(fù)荷模擬技術(shù)，形成了高負(fù)荷飛行條件下的飛行人員生理心理綜合選拔新技術(shù)。該技術(shù)可以全面客觀地反映被測者在測試過程中生理心理的變化狀況，可以大大提高選拔的飛行學(xué)員對高負(fù)荷飛行任務(wù)的適應(yīng)能力，為提高飛行學(xué)員的成才率做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

2.2 飛行人員功能狀態(tài)評估技術(shù)

2.2.1 疲勞評估與干預(yù)技術(shù) 當(dāng)飛行任務(wù)負(fù)荷超過飛行人員的承受能力時(shí)，飛行人員的作業(yè)能力會(huì)降低，甚至誘發(fā)安全事故[7]。飛行疲勞是引起飛行人員功能狀態(tài)改變的重要因素之一。針對功能狀態(tài)的評價(jià)，主要分為基于量表的主觀測量法和基于生理信號的客觀測量法。主觀測量方法多采用信度與效度都良好的評估量表對作業(yè)人員的主觀感受程度進(jìn)行評估[8]，但它們并不能真實(shí)地反映疲勞狀態(tài)[9]?？陀^方法，如腦電信號[10-11]、心率及其變異性[5，12]，眼部行為指標(biāo)[13]、生化指標(biāo)變化等都是作為疲勞評估不可或缺的方法。例如，PAN等[14]基于受試者在模擬器飛行期間采集的心電信號，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法(如主成分分析等)提取了疲勞特征，并采用學(xué)習(xí)向量量化算法識(shí)別飛行員的疲勞狀態(tài)，取得了很好的效果。LIU等[15]對采集到的腦電和眼電數(shù)據(jù)預(yù)處理后提取多種特征，并利用快速支持向量機(jī)對數(shù)據(jù)特征進(jìn)行分類識(shí)別，得到疲勞狀態(tài)識(shí)別結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，他們設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)。HU等[16]提出了一種基于視頻的眼指標(biāo)測量的駕駛員疲勞檢測技術(shù)。除此之外，姿勢穩(wěn)定性在疲勞狀態(tài)下的改變也被研究者證實(shí)。以往研究表明，睡眠剝奪模擬的腦力疲勞狀態(tài)下，人體姿勢控制發(fā)生了顯著改變，基于敏感條件下構(gòu)建的姿勢穩(wěn)定性評估得分[17]與抑郁主觀得分(r=0.212，P<0.05)和心率變異性指標(biāo)(r=0.200～0.286，P<0.05)存在顯著的線性相關(guān)[18]。體力疲勞同樣可以采用姿勢穩(wěn)定性改變進(jìn)行評估[19]。李泰國等[20]基于姿勢識(shí)別技術(shù)，提取了駕駛疲勞狀態(tài)下人體關(guān)鍵點(diǎn)的特征，提出了基于時(shí)空特征的疲勞監(jiān)測模型，準(zhǔn)確率高達(dá)97.73%。在疲勞干預(yù)方面，營養(yǎng)劑、物理刺激、藥物都是可選用的方法。例如，OLIVER等[21]系統(tǒng)總結(jié)了功能飲料在提升疲勞狀態(tài)下作業(yè)者反應(yīng)時(shí)間等方面的作用。大量研究都表明，經(jīng)顱直流電刺激對體力[22]和認(rèn)知能力[23]提升具有積極作用，但針對任務(wù)中飛行人員實(shí)時(shí)疲勞評估和干預(yù)而言，目前方法的有效性并未得到驗(yàn)證。

2.2.2 應(yīng)激反應(yīng)評估技術(shù) 當(dāng)突然面對威脅到自身安全或機(jī)身安全的刺激，人的生理本能會(huì)作出響應(yīng)，例如內(nèi)心極度不安、想要逃離或進(jìn)攻，伴隨著交感神經(jīng)興奮、肌肉緊張、末梢神經(jīng)收縮、呼吸急促、心跳加速等。強(qiáng)烈的情緒反應(yīng)還會(huì)引發(fā)死亡焦慮和強(qiáng)烈恐懼情緒，導(dǎo)致意識(shí)延遲或者短暫失能的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致操縱的失誤或者操作延遲，則可能增加飛行事故發(fā)生的概率[5-6]。恐懼作為對特定事物產(chǎn)生的情緒，是個(gè)體急性應(yīng)激狀態(tài)的主要情緒之一，對它的研究離不開相應(yīng)的誘發(fā)方法，創(chuàng)造的應(yīng)激源強(qiáng)度很大程度決定了被試的情緒誘發(fā)強(qiáng)度。目前國內(nèi)外對于恐懼情緒誘發(fā)方法一般通過文字、圖片、聲音、氣味等材料誘發(fā)[24-25]或通過回想、游戲等情境誘發(fā)[26]。對于這些方法，無論是誘發(fā)強(qiáng)度或是持續(xù)時(shí)間，距離急性應(yīng)激狀態(tài)的要求還有差距。而具有生死威脅的情緒誘發(fā)方法如沉箱逃生、海上吊起、實(shí)際帶飛等，雖能達(dá)到急性應(yīng)激狀態(tài)要求，但不符合我國國情和軍隊(duì)實(shí)際。因此，缺乏高應(yīng)激強(qiáng)度的急性應(yīng)激狀態(tài)或恐懼情緒誘發(fā)方法已經(jīng)成為阻礙我國軍事心理學(xué)這一領(lǐng)域取得突破的嚴(yán)重障礙。

GROMER等[27]利用該技術(shù)模擬虛擬的洞穴高度場景來誘發(fā)恐懼情緒，結(jié)果顯示VR在激發(fā)恐高和回避行為方面具有很高的有效性。同時(shí)他將風(fēng)模擬添加到虛擬場景，發(fā)現(xiàn)通過影響其皮膚觸覺增加沉浸感，會(huì)顯著增加參與者的恐懼反應(yīng)。本團(tuán)隊(duì)認(rèn)為下肢體感的交互同樣會(huì)增加沉浸感并影響情緒誘發(fā)強(qiáng)度，設(shè)計(jì)了一個(gè)長約4.8 m的實(shí)物踏板，實(shí)現(xiàn)人體踩踏后產(chǎn)生應(yīng)力晃動(dòng)，同時(shí)通過VR技術(shù)創(chuàng)造一個(gè)虛擬的260 m高空樓宇踏板場景，利用VR追蹤器來采集實(shí)物踏板晃動(dòng)的三軸幅度，從而將真實(shí)世界的踏板帶入到虛擬世界中，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合[28]。初步的誘發(fā)結(jié)果表明體感交互會(huì)增強(qiáng)恐懼應(yīng)激的誘發(fā)強(qiáng)度，降低受試者的作業(yè)績效。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)聯(lián)合體感交互來進(jìn)行情境誘發(fā)，可觸發(fā)人生理和心理的反應(yīng)，能模擬高危高壓情境，用于高應(yīng)激強(qiáng)度的急性應(yīng)激研究是可行的途徑之一。

2.3 飛行人員心理訓(xùn)練技術(shù)

2.3.1 個(gè)人心理訓(xùn)練技術(shù) 隨著飛行人員年齡的增長，雖然個(gè)性更加成熟，技術(shù)更加?jì)故?，但流體智力是不斷下降的，在某些情況下會(huì)影響到飛行任務(wù)。因此，有必要長期進(jìn)行認(rèn)知能力訓(xùn)練，以延緩年齡增長所帶來的流體智力下降。我軍現(xiàn)在對基本認(rèn)知能力的訓(xùn)練主要包括注意和記憶技能訓(xùn)練，但主要是認(rèn)知的方法、技巧和策略，并不針對認(rèn)知能力本身。

工作記憶被認(rèn)為是高級認(rèn)知活動(dòng)的核心，工作記憶訓(xùn)練可以改善認(rèn)知活動(dòng)[29]。研究者主要針對工作記憶的轉(zhuǎn)換、刷新和抑制功能進(jìn)行訓(xùn)練，并設(shè)計(jì)了不同的任務(wù)范式，如跟蹤任務(wù)、字母(數(shù)字)記憶任務(wù)和N-back范式等[30]。胡文東團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了基于刷新功能和抑制轉(zhuǎn)換功能的個(gè)人訓(xùn)練程序，結(jié)果驗(yàn)證了該方法在瑞文推理能力測驗(yàn)上得到的遷移。另外，飛行人員的態(tài)勢感知能力已經(jīng)成為制約飛行安全提高的重要因素之一。對于軍事飛行人員來說，駕駛飛機(jī)必須時(shí)刻關(guān)注艙內(nèi)飛行儀表信息，獲得飛行速度、高度、姿態(tài)等飛參信息。研究表明，專門的儀表閃現(xiàn)訓(xùn)練可以提高飛行員判讀儀表的能力[31]。但以往的儀表訓(xùn)練以單儀表訓(xùn)練為主，缺乏多儀表聯(lián)合判讀訓(xùn)練相關(guān)研究，不符合當(dāng)前飛行員的實(shí)際情況。針對這個(gè)問題，宋春楊等[32]選取了某航校94名飛行學(xué)員，分為閃現(xiàn)組、常顯組和對照組?；诖讼到y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，多儀表閃現(xiàn)組和常顯組飛行學(xué)員訓(xùn)練后正確率顯著提高，平均反應(yīng)時(shí)間明顯縮短，其中閃現(xiàn)訓(xùn)練效果最好。此類訓(xùn)練方法適合飛行人員個(gè)人平時(shí)進(jìn)行補(bǔ)弱訓(xùn)練。

2.3.2 飛行團(tuán)隊(duì)訓(xùn)練技術(shù) 飛行機(jī)組、空間工作站、大型導(dǎo)彈操作、核電站、艦艇和空管等都屬于典型的復(fù)雜人機(jī)系統(tǒng)。團(tuán)隊(duì)協(xié)作是應(yīng)對復(fù)雜人機(jī)系統(tǒng)的重要工作模式。團(tuán)隊(duì)是一個(gè)小數(shù)目的群體，他們承擔(dān)一個(gè)共同的目標(biāo)或一系列績效目標(biāo)，且具有互補(bǔ)的技能，最顯著特點(diǎn)是相互依賴[33]。目前國內(nèi)外對于個(gè)體認(rèn)知、情感、生理和行為過程的影響已有較多研究，但是由于團(tuán)隊(duì)的復(fù)雜性和不確定性，對于團(tuán)隊(duì)協(xié)同作業(yè)績效的影響機(jī)制研究較少。針對團(tuán)隊(duì)協(xié)作問題，惠鐸鐸等[34]成功構(gòu)建了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力選拔和訓(xùn)練的技術(shù)平臺(tái)。秦澤茜等[35]探討了團(tuán)隊(duì)成員特征對團(tuán)隊(duì)績效表現(xiàn)的影響，包括人格和基本認(rèn)知能力特征對團(tuán)隊(duì)有效性的影響，以及飛行團(tuán)隊(duì)成員人格異質(zhì)性與團(tuán)隊(duì)績效的關(guān)系。同時(shí)，以人格及基本認(rèn)知能力特征為自變量，建立了團(tuán)隊(duì)績效預(yù)測模型。由此可見，建立多作業(yè)人員工作負(fù)荷模擬方法和裝置，為小團(tuán)體特殊作業(yè)人員工作負(fù)荷分配合理性及團(tuán)隊(duì)成員之間相容性評價(jià)提出新的技術(shù)與方法。

2.4 睡眠調(diào)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)

飛行員執(zhí)行跨晝夜、節(jié)律飛行訓(xùn)練任務(wù)，尤其是完成長時(shí)程、高強(qiáng)度復(fù)雜作戰(zhàn)任務(wù)成為新時(shí)期、新態(tài)勢下我軍飛行作戰(zhàn)能力訓(xùn)練建設(shè)的重中之重。如果休息不充分，飛行員極易飛行疲勞，輕者警覺性及定向力下降，嚴(yán)重影響飛行安全。目前，跨節(jié)律睡眠通常的做法是服用生物節(jié)律調(diào)節(jié)藥物促進(jìn)睡眠或者興奮類藥物維持覺醒水平，但會(huì)導(dǎo)致一系列不良反應(yīng)[36]。因此，尋找安全、簡便或通過簡單訓(xùn)練或干預(yù)就能實(shí)現(xiàn)跨節(jié)律睡眠的方法是刻不容緩的。通過查閱大量文獻(xiàn)后，我們發(fā)現(xiàn)音樂和冥想這兩種方法不僅能很快地幫助被試進(jìn)入和體驗(yàn)放松感，且對睡眠有明顯的促進(jìn)作用，主要體現(xiàn)在延長睡眠時(shí)間、縮短睡眠潛伏期、提高睡眠效率[37-38]。關(guān)臣臣等[39]將90名男性被試隨機(jī)分為冥想組、音樂組和對照組，驗(yàn)證了音樂組及冥想組被試均實(shí)現(xiàn)不同程度的睡眠潛伏期縮短。王子含等[40]研究了音樂干預(yù)作為睡眠調(diào)節(jié)手段，可以有效緩解服用咖啡因引起的睡前過度覺醒，縮短了入睡潛伏期，降低了自主神經(jīng)系統(tǒng)的興奮，進(jìn)而提高了睡眠質(zhì)量。冥想干預(yù)有效降低了由于前移晝夜節(jié)律入睡帶來的睡前興奮及覺醒水平，縮短了入睡潛伏期。另外，光照可以通過影響褪黑素的分泌影響生物節(jié)律，尤其是經(jīng)過特定的光照可以延遲或提前晝夜節(jié)律[41]。通過睡前0.5 h及整晚綠光照射方式可以有效提高受試者的反應(yīng)水平和任務(wù)績效，而紅光照射能一定程度促進(jìn)褪黑素分泌，但是對任務(wù)績效的影響不顯著[42-43]。在24 h睡眠剝奪后期給予被試生理性電刺激(凌晨4點(diǎn))，被試的任務(wù)績效恢復(fù)到正常水平(P<0.01)，2 h后主觀疲勞、反應(yīng)時(shí)測試與任務(wù)績效成績?nèi)员３州^高水平(P<0.05)[44]。綜上所述，睡眠調(diào)節(jié)的研究成果為跨晝夜、時(shí)差等特殊工作飛行員群體的睡眠調(diào)節(jié)提供指導(dǎo)方案。

2.5 飛行人員腰部肌肉穩(wěn)定性預(yù)防技術(shù)

腰痛，是一項(xiàng)重要的公共健康問題，大部分人群都曾有過不同程度的腰痛經(jīng)歷，其相關(guān)疾病的終生患病率約為84%[45]。不同職業(yè)人群的腰痛情況各不相同，37%的腰痛可歸因于職業(yè)風(fēng)險(xiǎn)因素。飛行員作為易感人群，更易受到腰痛的困擾[46-47]。飛行員的腰痛癥狀會(huì)一定程度地限制飛行能力，影響飛行任務(wù)的完成甚至危及飛行安全。因此，飛行員腰痛問題亟需解決。

為了預(yù)防飛行人員腰痛問題，大多數(shù)研究主要開展了腰椎穩(wěn)定肌的功能鍛煉。溫新光等[48]通過總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，整合出了一套頸腰傷病防治專項(xiàng)訓(xùn)練方法，包含徒手訓(xùn)練、器械訓(xùn)練、飛行前熱身和飛行后恢復(fù)4部分內(nèi)容，有助于增強(qiáng)頸腰肌活動(dòng)能力、提升脊柱穩(wěn)定性、預(yù)防頸腰傷病的發(fā)生。吳相波等[49]開展了為期12周的專項(xiàng)體能訓(xùn)練，包含飛行前熱身、飛行后放松和全身肌肉力量訓(xùn)練，可明顯提高頸腰部肌肉力量和耐力，緩解頸腰部疼痛。飛行員承受加速度時(shí)需要進(jìn)行抗荷動(dòng)作，而加速度是導(dǎo)致腰痛的重要危險(xiǎn)因素，故加強(qiáng)飛行員腰椎穩(wěn)定肌的控制是關(guān)鍵。研究發(fā)現(xiàn)，坐姿和預(yù)先動(dòng)作可以實(shí)現(xiàn)腰部肌肉功能的控制。不同脊柱前后傾角坐姿的腰部肌肉收縮情況不同，其中腰部肌肉在100° 脊柱前后傾角的坐姿能發(fā)揮更大的肌肉力量[50]。預(yù)負(fù)荷對腰部肌肉自主收縮功能具有一定程度的影響。前向預(yù)負(fù)荷帶來的腰部肌肉預(yù)激活不僅可以有效加強(qiáng)軀干共激活期間的腰部肌肉激活水平，還可加強(qiáng)加速度期間(突發(fā)負(fù)荷條件下)軀體的穩(wěn)定性[51]。此外，上肢預(yù)負(fù)荷方式和預(yù)先神經(jīng)肌肉電刺激均可有效提高脊柱穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)腰痛的預(yù)防。

雖然國內(nèi)學(xué)者針對飛行員的腰痛問題研究出了一系列的訓(xùn)練和干預(yù)方法，但是需要進(jìn)一步驗(yàn)證具體的生理機(jī)制。未來研究應(yīng)進(jìn)一步探索肌肉預(yù)激活期間上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的變化，建立加強(qiáng)腰椎穩(wěn)定肌控制能力的訓(xùn)練方案并闡明其作用機(jī)制，為預(yù)防飛行員腰痛的發(fā)生提供參考。

3 高負(fù)荷飛行航衛(wèi)保障技術(shù)展望

3.1 航衛(wèi)保障技術(shù)需要整合醫(yī)學(xué)思維解決

當(dāng)代航空醫(yī)學(xué)已發(fā)展成為一門橫跨醫(yī)學(xué)、工程技術(shù)和心理學(xué)等學(xué)科，充分體現(xiàn)生物-心理-社會(huì)-工程和技術(shù)醫(yī)學(xué)模式的綜合性學(xué)科。整合多學(xué)科技術(shù)的系統(tǒng)性和創(chuàng)新性研究是解決這些航空醫(yī)學(xué)重大問題的最重要途徑，而涉及航空醫(yī)學(xué)具體難題也需要整合技術(shù)解決。飛行員人為因素是導(dǎo)致飛行事故主要原因，飛行疲勞、心理訓(xùn)練和腰痛等重要性毋庸置疑，但一直沒有很好解決這些問題，其重要原因是采用多學(xué)科的整合技術(shù)不足。例如，在實(shí)際的航衛(wèi)保障中，戰(zhàn)斗機(jī)飛行科目有難易，人的飛行能力也有動(dòng)態(tài)變化。僅僅靠血壓、體溫和心電等無創(chuàng)生理指標(biāo)難以有效預(yù)測飛行能力的變化，而基于人的功能狀態(tài)預(yù)判飛行能力也不準(zhǔn)確。因此，必須增加其他技術(shù)手段；針對飛行員腰痛問題，現(xiàn)行的方法是加強(qiáng)專項(xiàng)鍛煉和事后治療。飛行員體格良好，飛行作業(yè)的負(fù)荷飛行員腰部可以耐受，問題出在飛行員被束縛在座椅上，需要承受較大外力。而人類大腦“認(rèn)為”坐在座椅上腰部不需要發(fā)力，沒有協(xié)調(diào)腰部肌肉進(jìn)行對抗，導(dǎo)致飛行員腰部受傷。因此，采用醫(yī)學(xué)工程技術(shù)有望解決該問題。綜上所述，高負(fù)荷飛行航空醫(yī)學(xué)保障問題需要我們培養(yǎng)多學(xué)科技能背景的航空醫(yī)學(xué)專門人才，并加強(qiáng)多學(xué)科協(xié)力攻關(guān)。

3.2 機(jī)種的多樣性提出了分類選拔訓(xùn)練與評估的需求

隨著航空工業(yè)發(fā)展和軍事斗爭準(zhǔn)備需求，我國已經(jīng)形成了殲擊機(jī)、強(qiáng)擊機(jī)、直升機(jī)等常規(guī)機(jī)型外，還有預(yù)警機(jī)、艦載機(jī)、無人機(jī)等特種飛機(jī)。針對不同的機(jī)型特點(diǎn)，飛行人員選拔訓(xùn)練也具有不同的需求，尤其是無人機(jī)和艦載機(jī)飛行員。與岸基飛行任務(wù)不同，艦載機(jī)飛行任務(wù)均依托移動(dòng)平臺(tái)，且在海上飛行。這種狀態(tài)下，飛行錯(cuò)覺、加速度效應(yīng)更為突出，對飛行員的心理素質(zhì)要求更高。另外，飛行人員在任務(wù)期間生活均在艦上進(jìn)行，生活單調(diào)，飛行人員的心理健康也更應(yīng)該被關(guān)注。對于無人機(jī)飛行人員而言，雖然無需承受高過載、高空環(huán)境等的不良影響，但對無人機(jī)空中態(tài)勢感知能力、面對重大得失的情緒控制能力與決策執(zhí)行能力提出了更高的要求。顯然，現(xiàn)行飛行員的檢測方法和標(biāo)準(zhǔn)已不能適應(yīng)這些需求，需要制訂無人機(jī)操縱員的心理選拔與訓(xùn)練技術(shù)方法。由此可見，隨著各種機(jī)型的發(fā)展，飛行員分類選拔與訓(xùn)練急需解決。要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)選拔，必須對飛行員培養(yǎng)全過程進(jìn)行考評，并對選拔項(xiàng)目、選拔項(xiàng)目權(quán)重和評價(jià)模型進(jìn)行不斷優(yōu)化。因此，科學(xué)的跟蹤調(diào)查及選拔效能評價(jià)是我軍今后需大力加強(qiáng)的研究和實(shí)踐課題。

3.3 飛行能力的多個(gè)維度屬性帶來了綜合評價(jià)的需求

飛行能力不僅包括空間感知等基本能力、心理運(yùn)動(dòng)等特殊能力，還包括完成任務(wù)時(shí)的情緒穩(wěn)定性、飛行耐力、心理儲(chǔ)備能力等。因此，對飛行人員選拔訓(xùn)練成績的綜合評估應(yīng)包括生理指標(biāo)、心理指標(biāo)、任務(wù)績效、剩余能力等。一方面，需要采用新技術(shù)模擬相應(yīng)的飛行情境。例如，針對高風(fēng)險(xiǎn)對抗評價(jià)的需求，研究者可以基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研發(fā)地面模擬空間對抗情境，誘發(fā)飛行人員高應(yīng)激反應(yīng)，以此評價(jià)飛行人員的情緒穩(wěn)定能力；另一方面，結(jié)合眼動(dòng)測量、腦功能評估等技術(shù)，深入研究高負(fù)荷飛行場景下飛行人員的生理變化；其次，借鑒機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)[52]、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，基于多維度的生理心理指標(biāo)，構(gòu)建高負(fù)荷飛行條件下飛行人員功能狀態(tài)的綜合評估技術(shù)。