氦氧暴露對潛水員知覺能力和動覺記憶能力的影響*

繆綠青，王佳麗，戴家雋，2

（南通大學(xué)1航海醫(yī)學(xué)研究所；2心理科學(xué)研究所，江蘇226019）

·交通心理·

氦氧暴露對潛水員知覺能力和動覺記憶能力的影響*

繆綠青1**，王佳麗1，戴家雋1，2

（南通大學(xué)1航海醫(yī)學(xué)研究所；2心理科學(xué)研究所，江蘇226019）

目的：研究2.0MPa氦氧暴露對潛水員的知覺能力和動覺記憶的影響。方法：采用單因素重復(fù)測量實(shí)驗(yàn)設(shè)計對潛水員在加壓前、2.0MPa氦氧暴露及減壓后3個壓力條件下，進(jìn)行空間知覺、深度知覺和動覺記憶能力的測試。結(jié)果：（1）3種壓力條件下，潛水員的空間知覺誤差的差異無統(tǒng)計學(xué)意義（F=0.208，P>0.05），但深度知覺誤差三者比較差異明顯，2.0MPa氦氧暴露條件下深度知覺的誤差均顯著大于加壓前和減壓后的誤差值（F=7.672，P<0.05）。（2）3種壓力條件下，潛水員動覺記憶的誤差值差異無統(tǒng)計學(xué)意義（F（30°）=0.037，F(xiàn)（90°）=1.009，P>0.05）。結(jié)論：高氣壓環(huán)境會影響潛水員的知覺能力，其中深度知覺能力變化顯著。

氦氧暴露；知覺能力；動覺記憶；潛水員

潛水員的知覺能力和動覺記憶能力是順利完成水下考察、勘探、打撈、救援等任務(wù)的關(guān)鍵，是影響其水下作業(yè)能力的重要指標(biāo)。關(guān)于飽和潛水對潛水員知覺能力的影響，1981年Lewisa和1983年Logie曾經(jīng)分別對大深度的氦氧飽和潛水下對潛水員的知覺速度進(jìn)行了測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大深度氦氧飽和潛水會對潛水員的知覺能力產(chǎn)生影響，且在最大深度時知覺能力測試成績明顯下降[1-2]。此外有研究者認(rèn)為，相對于聯(lián)想記憶而言，大深度飽和潛水導(dǎo)致短時記憶顯著下降[1]。侯公林等[3]對采用模擬棋盤的方法對2.5MPa氦氧暴露時潛水員空間記憶進(jìn)行評價，發(fā)現(xiàn)高氣壓環(huán)境會直接損害潛水員的空間記憶能力。本文探討模擬2.0MPa氦氧飽和潛水環(huán)境對潛水員的深度知覺、空間知覺和動覺記憶能力的影響，為該領(lǐng)域后續(xù)的研究提供實(shí)證依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 專業(yè)飽和潛水員4例，男性，學(xué)歷高中以下1例，高中及高中以上3例，年齡24~35歲。經(jīng)過全面的體格檢查和心理測試，身心健康。所有被試均為右利手。

1.2 方法 （1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計：實(shí)驗(yàn)采用單因素重復(fù)測量實(shí)驗(yàn)設(shè)計，處理因素為不同的環(huán)境壓力，分別為0.0MPa（加壓前）、2.0MPa（完全暴露）、0.0MPa（減壓后）。每個被試分別完成深度知覺、空間知覺和動覺方位測試。（2）實(shí)驗(yàn)儀器及操作方法：①深度知覺能力：采用EP503A深度知覺測試儀（華東師范大學(xué)科教儀器廠）測試被試對物體遠(yuǎn)近的估計能力。被試操縱遙控器，移動中間豎棒，使它與標(biāo)準(zhǔn)刺激棒處于同一個平面上，測驗(yàn)8次，記錄誤差，算出誤差平均值。②空間知覺能力：采用EP507空間知覺測試儀（華東師范大學(xué)科教儀器廠）測定對空間知覺特征及分組能力。測驗(yàn)8次，記錄被試對不同圖形的操作反應(yīng)時，算出平均反應(yīng)時。③動覺記憶能力：采用EP207動覺方位測試儀（華東師范大學(xué)科教儀器廠）測試被試的動覺記憶能力。被試戴上眼罩，使用利手對30°、90°2個方位進(jìn)行練習(xí)，然后完成憑記憶對每個方位進(jìn)行3次測試，記錄誤差，算出誤差平均值。（3）環(huán)境控制：實(shí)驗(yàn)在南通大學(xué)航海醫(yī)學(xué)研究所航海心理學(xué)與潛水醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心2.0MPa飽和潛水系統(tǒng)中的居住艙進(jìn)行。干室高度2240mm，容積15.2 m3，艙壁設(shè)有觀察窗2只，通光尺寸150mm。實(shí)驗(yàn)過程中工作壓力范圍0~2.0MPa。艙內(nèi)呼吸氣體為氦氧混合氣，溫度29℃~31℃，相對濕度93%~97%，正常運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲不高于60dB。（4）實(shí)驗(yàn)程序：實(shí)驗(yàn)分為加壓進(jìn)艙前、高氣壓暴露及減壓出艙后3個階段。在加壓進(jìn)艙前對所有被試進(jìn)行深度知覺、空間知覺和動覺記憶測試的反復(fù)練習(xí)，直至連續(xù)3次所有測試結(jié)果不再提高為止。以排除練習(xí)效應(yīng)的影響，取加壓前最后一次測試結(jié)果為進(jìn)艙前0MPa的實(shí)驗(yàn)值。高氣壓暴露階段選取加壓至2.0MPa，穩(wěn)壓24小時，此次停留期間進(jìn)行第2次實(shí)驗(yàn)，減壓至0MPa后3小時進(jìn)行第3次實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)的測試順序不固定，以消除順序效應(yīng)的影響。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS16.0統(tǒng)計軟件對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計量資料以χˉ±s表示，主要采用單因素重復(fù)測量數(shù)據(jù)的方差分析方法，P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 氦氧暴露對潛水員知覺能力的影響 對加壓前、2.0MPa和減壓后3種壓力條件下4名潛水員的知覺能力的測試結(jié)果進(jìn)行描述統(tǒng)計，結(jié)果見表1。在描述統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，對3種壓力條件下空間知覺和深度知覺測試值進(jìn)行重復(fù)測量數(shù)據(jù)的方差分析，并對有顯著差異的指標(biāo)進(jìn)行事后檢驗(yàn)（兩兩分析），結(jié)果見表2。

表1 3種壓力條件下知覺能力測試的描述統(tǒng)計（χˉ±s）

表2 3種壓力條件下知覺能力測試的差異分析表

由表2可以看出，3種壓力條件下，潛水員的空間知覺測試值的變化沒有達(dá)到顯著水平，但深度知覺能力變化較顯著。具體表現(xiàn)為加壓至2.0Mpa后，潛水員的深度知覺誤差顯著高于加壓前和減壓后的常壓狀態(tài)。即氦氧暴露下，潛水員的深度知覺誤差顯著升高。另外當(dāng)減壓至0.0Mpa后，潛水員的深度知覺誤差大于加壓前的誤差。即減壓后，潛水員的深度知覺有所恢復(fù)，但還沒有恢復(fù)至正常狀態(tài)。

2.2 氦氧暴露對潛水員動覺記憶的影響 對加壓前、2.0Mpa和減壓后3種壓力條件下4名潛水員的動覺記憶的測試結(jié)果進(jìn)行描述統(tǒng)計，采用的是動覺記憶的誤差絕對值。結(jié)果見表3。

在描述統(tǒng)計的基礎(chǔ)上對3種壓力條件下動覺記憶測試值進(jìn)行重復(fù)測量數(shù)據(jù)的方差分析，并對有顯著差異的指標(biāo)進(jìn)行了事后檢驗(yàn)（兩兩分析），結(jié)果見表4。由表4可看出3種壓力條件下，潛水員的動覺記憶測試值變化未達(dá)到顯著水平。

表3 3種壓力條件下動覺記憶測試的描述統(tǒng)計（χˉ±s）

表4 3種壓力條件下動覺記憶測試的差異分析表

3 討 論

知覺能力是潛水員水下作業(yè)的重要能力之一，是其對作業(yè)任務(wù)的整體把握。研究結(jié)果顯示，高氣壓環(huán)境對潛水員的深度知覺產(chǎn)生顯著的影響。深度知覺是人的視覺器官對物體三維空間的遠(yuǎn)、近距離的感知能力[4]。

潛水員的深度知覺主要包括水下作業(yè)的物體與自身距離的判斷及不同物體間距離的判斷。因此，深度知覺能力對潛水員能否高效完成水下作業(yè)尤為重要。氦氧暴露條件下，潛水員的深度知覺誤差顯著高于加壓前和減壓后的誤差值，說明高氣壓狀態(tài)下，潛水員的深度知覺能力顯著下降。但在減壓至0.0MPa時深度知覺的誤差仍高于加壓前，因此認(rèn)為減壓后潛水員的深度知覺能力還沒有恢復(fù)至正常狀態(tài)，需要在減壓后一段時間才能恢復(fù)正常水平。本研究中的空間知覺主要是測試潛水員對物體形狀的知覺能力。本研究結(jié)果也表明高氣壓環(huán)境對潛水員的形狀空間知覺能力沒有顯著影響。

Vaernes等[5]發(fā)現(xiàn)2.50MPa氦氧飽和潛水會對潛水員的記憶產(chǎn)生影響。其中以數(shù)字廣度記憶成績下降為主要特征，并認(rèn)為記憶力下降主要與高氣壓對海馬的功能性抑制有關(guān)。侯公林等[3]認(rèn)為高氣壓對潛水員空間記憶能力產(chǎn)生影響，這與高氣壓對大腦的整體抑制有關(guān)，并非對某個中樞的選擇性損害，并且這種影響不是器質(zhì)性的損害，因?yàn)殡S著深度減少，潛水員記憶能力能夠恢復(fù)正常。本文以動覺記憶為研究指標(biāo)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)壓力未對潛水員的動覺記憶造成較大影響。分析發(fā)現(xiàn)在2.0MPa與0.0MPa壓力下，潛水員動覺記憶的誤差方向相反。在2.0MPa時，動覺記憶誤差為正，潛水員對角度的估計大于指定角度，而在加壓前或減壓到0.0MPa時，動覺記憶誤差均為負(fù)，即潛水員估計的角度均小于指定角度。有研究者認(rèn)為可以用具身認(rèn)知心理學(xué)的觀點(diǎn)解釋這一現(xiàn)象，人類會把環(huán)境結(jié)構(gòu)納入認(rèn)知加工過程中[6]。高壓艙內(nèi)狹小的空間會通過影響潛水員的身體狀態(tài)，進(jìn)而影響潛水員對動覺記憶的影響，但這種解釋還有待更進(jìn)一步的探討。

[1]Lewis VJ，Baddeley AD.Cognitive performance，sleep quality and mood during deep oxyhelium diving［J］.Ergonomics， 1981，24（10）：773-793.

[2]Logie RH，Baddeley AD.Trimix saturation dive to 660m studies of cognitive performance,mood and sleep quality［J］. Ergonomics，1983，26（4）：359-374.

[3]侯公林，趙娜，陳銳勇，等.氦氧暴露對潛水員空間記憶與心理旋轉(zhuǎn)能力的影響［J］.航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程，2012，25 （2）：131-134.

[4]郭偉力，何存道，葛旭海，等.卡車駕駛員的深度知覺研究［J］.人類工效學(xué)，1999，5（3）：10-13.

[5]Vaernes R，Bennett PB，Hammerborg D，et al.Central nervous system reactions during heliox and trimix dives to 31ATA［J］.Undersea Biomed Res，1982，9（1）：1-14.

[6]葉浩生.具身認(rèn)知:認(rèn)知心理學(xué)的新取向［J］.心理科學(xué)進(jìn)展，2010，18（5）：705-710.

R135；R395.6

B

2014-10-29

1006-2440（2014）06-0621-03

南通大學(xué)自然科學(xué)一般項(xiàng)目（12Z035）。

**[作者簡介]繆綠青，女，漢族，江蘇南通人，生于1987年6月，碩士研究生，講師。研究方向：應(yīng)用心理學(xué)。 通信作者：王佳麗,E-mail：wjl04156@126.com