10.9.2018

Väsymys on yksi suurimmista tunnetuista ja estettävissä olevista onnettomuuksien syistä. Se aiheuttaa esimerkiksi 10–20 prosenttia liikenneonnettomuuksista. Vielä ei kuitenkaan ole saatavilla mittalaitetta, jolla voisi kenttäolosuhteissa mitata luotettavasti, objektiivisesti ja käytännöllisesti kuljettajan hereilläolon kokonaisaikaa.

Kati Pettersson on väitöstutkimuksessaan kehittänyt silmänliikkeisiin perustuvan menetelmän, jonka avulla voidaan mitata hereilläoloaikaa laboratorion ulkopuolella, vaikkapa liikenteessä.

– Univajeessa ihmisen kognitiiviset eli tiedonkäsittelyyn liittyvät toiminnot heikkenevät, erityisesti tarkkaavuus ja silmänliikkeiden avulla tapahtuva ympäristön havainnointi. Näitä toimintoja säätelevät osittain samat otsalohkojen hermoverkot aivoissa. Tästä syystä näitä niin sanottuja sakkadisia silmänliikkeitä voidaan käyttää sekä tarkkaavuuden että univajeen ja väsymyksen tutkimiseen, Pettersson sanoo.

Pitkittynyt hereilläoloaika lisää unipainetta ja siten väsymystä. Kasvava unen tarve aiheuttaa kontrolloimattomia torkahduksia, jotka heikentävät merkittävästi ihmisen tarkkaavuutta ja siten kognitiivisia toimintoja. Univajeen aiheuttama epävakaa tila onkin verrattavissa humalatilaan.

Väsymys vaikuttaa suoriutumiseen aina samalla tavalla

Väitöskirjatutkimuksessa silmänliikkeitä, sakkadeita, mitattiin 11 terveeltä aikuiselta elektro-okulografalla (EOG) kahdeksan minuuttia kestävän sakkaditestin aikana, aina kuuden tunnin välein 60 tunnin yhtäjaksoisen univajeen aikana.

Tehtävässä suoriutumista arvioitiin sen aikana suoritettujen sakkadien lukumäärällä, mikä laski hereilläoloajan funktiona kaikilla tutkittavilla. Tuloksissa huomattiin, että suoriutuminen vaihteli henkilöiden välillä.

Viiden henkilön kohdalla tutkittiin testin toistettavuutta, ja näiden tutkittavien tapauksessa testi oli toistettava. Mittauksesta saadaan siis samalaisia tuloksia, kun mittaus toistetaan samalla koehenkilöllä uudestaan.

– Väsymys näyttäisi vaikuttavan aina samalla tavalla henkilön suoriutumiseen silmänliiketehtävässä. Yksilöllisisten erojen takia mittaus vaatii henkilökohtaisen kalibroinnin, mutta koska mittaus on toistettava, mittaria voitaisiin käyttää henkilön hereilläoloajan arvioimiseen kalibroinnin jälkeen, Kati Pettersson sanoo.

Myös vuorokaudenaika vaikutti tehtävässä suoriutumiseen. Tästä syystä ihmisen sisäisten elintoimintojen vuorokausivaihteluun liittyvä niin sanottu sirkadiaaninen rytmi poistettiin vireystilaa mallintavan niin sanotun TPMA-mallin (Three-process model of alertness) avulla.

Sirkadiaanisen rytmin poistamisen jälkeen sakkadien lukumäärä laski lineaarisesti kuudella tutkittavalla yhdestätoista.

Mittarin kehittämiseen on luotu pohja

Väitöskirjassa esitettyjen tulosten perusteella EOG-menetelmällä mitattujen silmänliikkeiden avulla voidaan arvioida hereilläoloajan kokonaiskestoa kenttäolosuhteissa. Tällä hetkellä mittaus vaatii henkilökohtaisen kalibrointimittauksen ennen varsinaista testimittausta.

– Lisää tutkimustyötä tarvitaan henkilöiden yksilöllisten erojen tutkimiseen ja mittausasetelman optimointiin kenttäolosuhteisiin laajemmin sopivaksi, Kati Pettersson sanoo.

–Mielestäni tutkimustulokset luovat hyvän pohjan hereilläoloaikaa mittaavan mittarin kehittämiseen. Tulevaisuudessa tämäntyyppistä mittaria voitaisiin käyttää turvallisuuskriittisillä aloilla, esimerkiksi kuljetusalalla.

Kati Pettersson väittelee aiheesta Saccadic eye movements estimate prolonged time awake keskiviikkona 12.9.2018 kello 12. Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Unioninkatu 34 – Päärakennus, Auditorium XII (3032).

Lisää tietoa:

Helsingin yliopiston tiedote Väittelijä kehitti silmänliikkeisiin perustuvan hereilläoloaikaa mittaavan menetelmän kenttäolosuhteita varten