Mecanismos fisiológicos de la activación

La formación reticular y el sistema nervioso autónomo son los encargados de activar los estados de consciencia y alerta del individuo. En el primer caso, esta red neuronal es excitada por las señales físicas ambientales mediante los sentidos, activando la corteza cerebral y procesando la información recibida. En el segundo caso, una rama del sistema nervioso autónomo —en concreto el sistema simpático— activará las conductas de alarma, alerta, atención y reacción del individuo mediante hormonas, especialmente CRF, ACTH, adrenalina y noradrenalina, generando respuestas de activación fisiológica (dilatación pupilar, aumento de ritmo cardíaco y de presión sanguínea en órganos principales, sudoración, contracción muscular), activación cognitiva (aumento de reacción a estimulación sensorial, incremento de capacidad atencional, resistencia al cansancio), y emocional (subida del tono anímico, sensación de mayor energía, motivación para la acción y la toma de decisiones).

Figura 1 Perfiles de activación de los pilotos en vuelo real (superior) y en simulador (inferior). 

La teoría de Yerkes-Dodson³ propone una relación entre el nivel de activación del sistema nervioso (arousal) y el rendimiento del individuo mediante el gráfico llamado de u invertida. De esta forma, unos niveles adecuados de activación o estrés producirán una ejecución óptima, mientras que un exceso de activación o una falta total de la misma generarán una disminución de la ejecución debido al pánico o la confusión en el primer caso o a la complacencia o excesiva relajación en el segundo. Este nivel de activación tiene una relación directa con el nivel de glucocorticoides de los cuales el cortisol es un principal representante.

Figura 2 Disposición de los aparatos en los pilotos. 

En el mundo aeronáutico, una activación adecuada del piloto es necesaria para el éxito de la misión aérea. Como se sugiere en un artículo previo del propio autor⁴, la intensidad y la naturaleza de los estímulos estresores, pueden ser previstos y entrenados de tal forma que el piloto sepa gestionar ese conjunto de estímulos que producen la activación psicofisiológica como un factor conocido en vez de llegar a sufrir sus consecuencias y poner en peligro el éxito de la misión o de la propia integridad física del piloto o de la aeronave.

Figura 3 Detalle de dispositivos. 

Estudios previos de activación en pilotos

Uno de los estudios pioneros acerca de las respuestas psicofisiológicas relacionadas con el vuelo en pilotos de combate es el de Burton et al⁵. En este trabajo se toman muestras de varias hormonas como epinefrina, norepinefrina y 17-OHCS en situación de reposo tras maniobras de combate en vuelo, con la intención de que estas reflejaran la carga de estrés físico y emocional que sufrían los pilotos. Los resultados mostraban incrementos de dichas hormonas tras el vuelo en comparación con las recogidas antes del mismo, sugiriendo unas respuestas moderadas de estrés debidas a los ejercicios de combate aéreo.

Otro trabajo posterior⁶ refleja la relación que existe entre la carga mental que asume el piloto durante el vuelo con otros factores como la conciencia situacional y la toma de decisiones y la ejecución de actuaciones adecuadas. El autor, dentro del mismo trabajo, presenta varios estudios exhaustivos y de gran interés para el entrenamiento en aviación militar recogiendo medidas psicofisiológicas de los pilotos como la tasa cardíaca y las relaciona con tareas de gran carga mental, tanto en simulador como en situaciones de vuelo real. Concluye que el uso de medidas psicofisológicas durante el vuelo pueden ser herramientas muy adecuadas para comprender los procesos mentales experimentados por el piloto durante el vuelo y que estos resultados podrían y deberían ser utilizados para un entrenamiento de gran eficiencia, ya sea en vuelo real o mediante simulador. Otros estudios también recogen la tasa cardíaca como señal de reactividad fisiológica en pilotos^7,8.

Un último estudio⁹ utiliza diversas variables psicofisiológicas como la tasa cardíaca y parámetros de la actividad electrodérmica para medir los estados de activación de los pilotos civiles de acrobacias aéreas. Los resultados muestran la validez de dichos registros para medir los procesos de estrés, diferentes tipos de arousal, anticipación o activación emocional que experimentan los pilotos durante maniobras complejas.

Actividad electrodérmica de la Piel (EDA)

La actividad electrodérmica de la piel o EDA consiste en la variación de las propiedades eléctricas de la piel al producirse sudor. Estas variaciones en la conductancia de la piel se pueden medir aplicando una corriente continua de baja intensidad de forma no invasiva¹⁰. Dicha reacción fisiológica está relacionada con la activación del eje Hipotálamo-Hipofisario-Adrenal (HHA), que genera en última instancia la activación de las glándulas sudoríparas de la piel. Se trata de uno de los principales métodos psicofisiológicos para medir procesos psicológicos como la emoción, el arousal o la atención y sus variaciones han sido relacionadas con cambios en el estado cognitivo o emocional en el individuo, especialmente con estados de estrés^11,12. Concretamente, usamos el manual de la Universidad de Birmingham que revisa, desarrolla y propone el uso de estas técnicas en el estudio experimental en el campo de la psicología¹³.

En este caso, aprovechando el desarrollo de nuevas tecnologías como es el dispositivo Empática E4¹⁴, se toman medidas de la EDA en sujetos que están realizando en el momento tareas de pilotaje de un avión de caza como es el F18 (C.15 en nomenclatura del Ejército del Aire español) tanto en simulador como en vuelo real y se estudia la capacidad del dispositivo para recoger tales medidas, así como señalar los momentos de máxima activación psicofisiológica de los pilotos. De esta forma, con un método original y novedoso podremos adquirir un conocimiento real de las reacciones de los pilotos en vuelo y generar una base teórica y práctica que ayude a mejorar la efectividad de estos y la seguridad en vuelo.

a) Análisis de normalidad de la muestra

Seguidamente se realiza el test de Kolmogorov-Smirnov para comprobar la normalidad de la muestra en las medidas EDA registradas, obteniendo como resultado el no rechazar la hipótesis nula, es decir, la muestra sigue una distribución normal.

b) Comparación entre medidas en vuelo real

A continuación y mediante análisis de medias para una muestra se comparan los niveles de activación en las diferentes fases del vuelo encontrando diferencias estadísticamente significativas entre todas ellas.

c) Análisis de la influencia de la edad y de las horas de vuelo

Mediante la prueba Modelo Lineal General se hacen contrastes multivariados mediante la Traza de Wilks (lambda de Wilks) para comprobar la influencia de la edad (F 0,78; significación 0, 68) y de las horas de vuelo (F 0,57; significación 0,78), de los pilotos sobre los resultados en cada uno de los eventos medidos y se comprueba que no hay diferencias significativas que puedan ser debidos a la influencia de uno de estos dos factores o a su intersección (F 0,92; significación 0,62).

d) Análisis del vuelo en simulador

Se realiza la prueba de Kolmogorov-Smirnov y se comprueba la distribución normal de la muestra para los trece eventos evaluados. Seguidamente se realiza análisis de t para una muestra.

Posteriormente y puesto que todos los pilotos que han realizado la prueba del simulador no han sido evaluados en vuelo real se comparan las dos muestras mediante t para muestras independientes solo en los diez primeros eventos, y se aprecian diferencias estadísticamente significativas en las fases de rodaje y despegue del vuelo real con respecto a los eventos uno y dos de la prueba del simulador. Es decir, en vuelo real los pilotos están más activados al iniciar las maniobras de despegue que cuando se enfrentan al simulador, activándose de forma progresiva a medida que se van introduciendo en los incidentes programados.

Limitaciones del estudio

Al ser un estudio realizado en el ambiente real de trabajo de los pilotos y no un diseño de laboratorio se encuentra con las limitaciones derivadas, entre otras del alto coste que suponen la instrucción y el adiestramiento de los pilotos, por ejemplo el N relativamente bajo, el no poder hacer un diseño de medidas repetidas enfrentando a los mismos sujetos a vuelo real y a simulador en condiciones experimentales idénticas, etc., no obstante, los datos conseguidos superarían los objetivos iniciales de los autores.