Een voorstudie tot evaluatie van mogelijkheden tot kwantificeren van mentale en fysieke belasting in een aantal situaties welke raakpunten hebben met de brandbestrijding.
Door: drs Haylitt Retief
INLEIDING
Het laboratorium voor Ergonomische Psychologie-TNO houdt zich voornamelijk bezig met de studie der mentale belasting. In dit kader wordt onder meer nagegaan in hoeverre fysiologische maten, zoals hartfrekwentie en onregelmatigheid van de hartslag een goede maat zijn voor mentale belasting.
Er wordt onderscheid gemaakt tussen fysieke belasting (lichamelijke arbeid), emotionele-belasting (bv. angst) en belasting door informatie verwerking (waarbij beslissingen moeten worden genomen). In de spreektaal wordt vaak het begrip "stress" gehanteerd. Voor de systematische studie van de belasting door informatie verwerking wordt onder andere gebruik gemaakt van een binaire keuze generator. Hiermee kan deze vorm van belasting exact worden gedoseerd. De proefpersoon wordt dan gedwongen een van te voren ingesteld aantal beslissingen per minuut te nemen. Ook kan men nagaan wat het effect is van andere vormen van belasting op het informatie verwerkend vermogen. De proefpersoon bepaald dan zelf het tempo waarmee hij beslissingen neemt met de binaire keuze generator (BKG). Er wordt aangenomen dat de prestatie op de BKG representatief is voor werk waarbij gedacht een gehandelt moet worden. Als de BKG prestatie onder bepaalde omstandigheden slecht is kan men dan dus aannemen dat ander werk waarbij nadenken en handelen een rol spelen ook slecht gedaan zou zijn.
PROBLEEMSTELLING
In het volgend onderzoek zal worden nagegaan of bepaalde vormen van stress, zoals die
zich bij de brandweer kunnen voordoen, het informatie verwerkend vermogen
beïnvloeden.Tevens zal worden nagegaan wat de fysieke belasting is bij bepaalde brandweer
taken.
METHODE
Als experimentele situatie werd het beklimmen van de magyrus ladder gekozen. Er werd
van uitgegaan dat zich hier twee vormen van belasting voordoen: fysieke belasting en
emotionele belasting. De fysieke belasting zal worden gemeten aan de hartfrekwentie. Bij
de emotionele belasting zal worden nagegaan of deze invloed heeft op de informatie
verwerkende capaciteit.
Voor het berekenen van de hartfrekwentie wordt gebruik gemaakt van het electrocardiogram.
Dit wordt gedurende de proef op magneetband vastgelegd met behulp van een draagbare
electrocardiograaf (depex cardiomod).
Bepaling van de fysieke belasting.
Op verschillende momenten tijdens de proef werden de hartfrekwenties bepaald :
Rustwaarden: 1) voor de proef (R1); 2) na de proef (R4); na één minuut volgend op het bereiken van de hoogste HF op 15 meter en op 30 meter (R2, R3 ).
HF tijdens mentale belasting: Op iedere rustwaarde bepaling volgde een minuut uitvoering van de binaire keuze taak. De HF tijdens deze minuut werd berekend (MB1, MB2, MB3, MB4).
Maximale HF:
De hoogste waarde van de hartfrekwentie werd eveneens bepaald. Deze werd gevonden aan
het eind van iedere klimperiode (MAX1 op 15m, MAX2 op 30m, MAX3 tijdens de afdaling).
Het informatie verwerkend vermogen:
Teneinde na te gaan of de plaats op de ladder invloed had op het informatie verwerkend vermogen werd een binaire keuze taak, gegeven. De proefpersoon moest kiezen tussen het indrukken van een linker of een rechter knop als reactie op een lampje vlak boven de knoppen. Dit lampje kon fel of zwak branden. Bij zwak branden moest de linker knop worden ingedrukt. Zo moest dus iedere keer een keuze worden gemaakt. Het lampje ging, nadat de knop was ingedrukt, even uit. Direkt daarna ging het opnieuw branden. Het was niet bekend of het dan zwak of fel zou branden. Als de proefpersoon snel indrukte ging het lampje ook snel weer uit en aan. Zo kon zelf het tempo worden bepaald. De opdracht was zo snel en accuraat mogelijk te werken. Het aantal goede antwoorden per minuut, verminderd met het aantal fouten maal twee, werd als maat voor het informatieverwerkend vermogen genomen. Het aldus gedefinieerde informatie verwerkend vermogen werd onder vier condities bepaald: l)Ná de proef, 2) vóór de proef 3,)op 15 meter, 4) op 30 meter. Aangenomen werd dat de "stress" van 1-4 zou toenemen.
Er deden 15 proefpersonen mee. Van twee proefpersonen waren de registraties door technische onvolkomenheden minder betrouwbaar. Deze resultaten werden niet in de gemiddelden verwerkt.
RESULTATEN
De fysieke belasting.
Figuur 1 geeft het verloop van de gemiddelde HF bij de beschreven condities weer. De verticale lijnen bij de cirkeltjes tonen de standaard deviatie (dit is een maat welke ongeveer de gemiddelde afwijking van het gemiddelde uitdrukt). De twee afzonderlijke punten welke bij iedere conditie voorkomen gaven de hoogste en de laagste individuele waarden.
De individuele verschillen zijn het grootst bij de rustwaarden direkt na het klimmen en het kleinst bij de maxima.
De mentale taak doet de HF steeds enkele slagen oplopen.
Het informatie verwerkend vermogen.
Figuur 2 laat de verschillen zien in informatie verwerkend vermogen in de verschillende condities. Het is evident dat de taakuitvoering niet wordt beïnvloed. Ook op de top van de ladder wordt normaal gewerkt.
CONCLUSIES.
De bedoeling van het experiment was in eerste instantie na te gaan of de informatie verwerkende capaciteit (BKG prestatie) zou worden beïnvloed door "stress" (in dit geval het zich bevinden boven op de Magyrus ladder). Uit de resultaten bleek dat de informatie verwerkende capaciteit hierdoor niet werd beïnvloed.
De registratie van het electrocardiogram verschafte inzicht
in de fysieke belasting bij het beklimmen van de Magyrus ladder. Hierbij viel op dat een mentale taak de belasting voor het lichaam nog vergroot.
DISCUSSIE
Het gelijk blijven van het informatie verwerkend vermogen zou op twee manieren kunnen worden verklaard.
Het zou kunnen zijn dat de aanwezige stress het informatie verwerkend vermogen niet beïnvloedde.
Het zou ook kunnen zijn dat er geen stress was, en dat er daarom geen verschil optrad in informatie verwerkend vermogen. De onderzoeker is van mening dat deze laatste interpretatie de juiste is. Deze mening is gebaseerd op observatie van de proefpersonen tijdens de proef, waarbij een vergelijk werd gemaakt met het gedrag van ongeoefende proefpersonen in gevaarlijke situaties. Aangenomen moet worden dat in de hier beschreven proef de proefpersonen door ervaring ongevoelig zijn geworden voor de objectief gezien bedreigende situatie boven op een 30 meter hoge ladder.
EXPLORATIE
In het kader van de in deze genoemde probleemstelling werd nog een andere situatie onderzocht. Brandweerlieden hadden de opdracht een brandsimu1ator op te sporen in een met traangas gevulde bunker. In deze situatie hadden zij tevens de opdracht de binaire keuze taak te vervullen. Het was de bedoeling na te gaan wat de invloed van deze situatie zou zijn op de binaire keuze taak en of hieraan betekenis kon worden gehecht met betrekking tot de geldende stress. Uit de resultaten bleek dat de B.K.G. taak duidelijk slechter wordt uitgevoerd dan bijvoorbeeld op de ladder. De situatie is echter principieël verschi11end in die zin dat de bunker een duide1ijke neventaak moest worden vervu1d. Dit was op de ladder niet het geva1. Indien de B.K.G. prestatie op de ladder slechter was geweest, had men kunnen stellen dat het een gevolg was van de "stress" van het zich op de ladder bevinden. In de bunker vond echter voortdurend onderbreking plaats. Bijvoorbeeld wanneer de brandweerlieden moesten luisteren naar het ge1uid van de brandsimulator of wanneer zij beslissingen moesten nemen met betrekking tot de richting waarin zij zouden gaan. Fig.3 toont de elektronische tracé van de B.K.G. prestatie. Ieder verticaal streepje is een respons. Korte streepjes horen bij goede responsen, lange streepjes bij fouten. Bij aaneengesloten stukken heeft de proefpersoon continu gewerkt(de papier sne1heid is 5cm/min). Bij de tracé s die bij de bunker horen ziet men duidelijk regelmatig terugkerende interrupties. Dit zijn zeer waarschijnlijk de momenten dat de proefpersoon aandacht besteedde aan het geluid van de brandsimulator of zich probeerde te oriënteren. Deze interpretatie berust o.a. op ervaring van de proefleider zelf in een analoge situatie (simulator opsporen). Fig.4 toont het cardiotachogram van een proefpersoon, met daaronder de elektronische registratie van de B.K.G. prestatie. Wanneer men de tracé's van de B.K.G. prestatie op de ladder vergelijkt met de tracé's van de bunker ziet men duidelijk dat op de ladder continu gewerkt wordt aan de B.K.G. taak.
Betekenis van het cardiotachogram
De verticale lijn links is een ijklijn. De hierop aangegeven waarden zijn hartfrekweties.
De gekartelde lijn beschrijft de variabiliteit van de hartfrekwentie in de tijd. Hierbij
wordt het tijdsinterval tussen twee opeenvolgende hartslagen telkens omgerekend tot een
getal dat de minuutfrekwentie voorstelt. De schrijver plot ieder tijdsinterval tussen twee
hartslagen als een puntje. Men kan de "hartfrekwentie per minuut" waarde van
ieder puntje bepalen aan de hand van de ijklijn. Bij de hier geselekteerde papier snelheid
(5cm/min) vormen de puntjes een min of meer continue lijn. De grafiek uit figuur 1. geeft
het gemiddelde van de individuele cardiotachogrammen.
BIJLAGE
return to Participation's Congress and Projects page - return to start page
Copyright protected ©