急性轻、中度缺氧对人的短时记忆能力的影响
作者：杜建英 李学义 庄勇 吴兴裕 王涛
单位：杜建英 庄勇 西南航空公司成都乘务部航医室，成都 610202；李学义 吴兴裕 王涛 第四军医大学空军医学系，西安 710033
关键词：短期记忆；急性高空缺氧；工效学；工效试验；低压舱
航天医学与医学工程990409摘要：目的 研究急性轻、中度缺氧对人的短时记忆能力绩效的影响。方法 利用低压舱模拟2800m、3600m及4400m高度缺氧暴露1h,考察18名健康男性青年的记忆长廊、记忆扫描、连续识别记忆和空间记忆测验绩效的变化。结果 与正常对照值相比较，2800m缺氧暴露1h，连续识别记忆的综合绩效已显著低于对照值(P<0.01)。3600m暴露1h各项测验的反应时间明显延长(P<0.01)，综合绩效显著降低，但记忆扫描和空间记忆测验的错误率并无显著改变(P>0.05)。4400m暴露1h各项测验综合绩效进一步降低，仅为对照值的90.4%、93.7%、83.3%和80.7%(P<0.01)。错误率也显著增加(P<0.05)。结论 在2800m高度水平的急性轻、中度缺氧即对短时记忆能力有一定影响，且随着高度增加而加重，不同测验项目受影响的特性和阈值不同，但都首先表现为反应时的延长。
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中图分类号：R852.11，R857.1 文献标识码：A 文章编号：1002-0837(1999)04-0270-04
Effects of Acute Mild and Moderate Hypoxia on Human Short Memory
DU Jian-ying,LI Xue-yi,ZHUANG Yong,WU Xing-yu,WANG Tao
Abstract: Objective To investigate the effects of acute mild and moderate hypoxia on human short memory. Method Tests of pattern memory,scanning memory,continuous recognition memory and space memory were conducted on 18 healthy young male subjects during exposure to 300 m(control),2800 m,3600 m and 4400 m altitude in hypobaric chamber. Result Compared to control group,only the performance of continous recognition memory decreased significantly after exposure to 2800 m for 1 h(P<0.05);total reaction time in all tests increased significantly (P<0.01) and performance decreased after exposure to 3600 m for 1 h,but the error rates in memory scanning and space memory test were unchanged (P>0.05);during exposure to 4400 m performance of all tests decreased further to about 90.4%,93.7%,83.3% and 80.7% of the control values(P<0.01),respectively,and error rate increased significantly too(P<0.05). Conclusion Performance of human short memory decreased after exposure to acute mild and moderate hypoxia for 1 h,and these effects were aggravated with the increase of altitude.Characteristic and threshold of the effect on the various performance tests were different,but increase of reaction time was the first to appear in all cases.
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Key words:short term memory;acute altitude hypoxia;ergonomics;performance tests;hypobaric chamber
Address reprint requests to:DU Jian-ying.Department of Steward Medicine,China Southwest Airlines,Chengdu 610202,China
急性缺氧对人体影响的研究已有近百年历史，一般过程已较清楚。但急性轻、中度缺氧对精神活动、行为能力、认知功能的影响报道很少，且结果也不尽一致。贾司光教授提出工效保证区为3000m，工效容许区为4000m的主张，并据此制定了相应的防护措施[1]。但Denison报道，在1542m(5000ft)高度，人体模型复杂方向判别反应时已显著延长，提出重新评价供氧阈限的挑战[2]。我国拉萨贡嘎机场(3541m)、西藏邦达机场(4330m)已与成都、西安、北京通航，机上乘员着陆后的缺氧程度已经接近或超过工效容许范围(4000m)。随着航空事业的发展，快速进驻高原的人数成倍增加，故急性缺氧暴露对人体工效的影响已成为高原航线飞行卫生保障工作所面临的实际问题。考虑到脑力负荷多维度特性，本实验采用了记忆长廊、记忆扫描、连续识别记忆及空间记忆等多项测验方法，旨在从不同侧面和不同层次上去探讨急性轻、中度缺氧对人记忆能力绩效的影响。
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方 法
被试者
18名大学本科一年级学生，均为男性，年龄17～18.4岁，身体健康，无精神病史，无烟酒等嗜好，矫正视力大于1.0，听力正常，均为右利手，世居平原，本人从未进入高原。
缺氧模拟
采用低压舱(第四军医大学空军医学系提供)模拟低压性缺氧环境，选定2800m、3600m、4400m和对照高度300m(西安地区实际海拔高度为300m)。实验时各高度随机排定。舱内环境条件为：噪声70～74dB(A),气温24～29℃，RH=26～41%，微风。实验时被试者均配戴飞行帽及防噪声耳塞，以屏蔽噪声的影响。低压舱上升速率为15m/s，下降速率为5m/s,下降时嘱被试者作捏鼻鼓气及吞咽动作，以防止耳气压性损伤。
测验项目及方法
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记忆长廊、记忆扫描、连续识别记忆及空间记忆等测验项目均由计算机处理，源自神经行为功能评价系统(由上海第二医科大学公共卫生学院提供)。测验时被试者端坐于屏幕前，双眼平视前方，每次测验视觉距离不变，被试者固定使用计算机，以减少随机误差。
记忆长廊测验 屏幕依次呈现符号图案，如果这一屏的图案与前相隔一屏的图案一致时即按(+)键，否则按(-)键。共呈现20次，计算其正确数及错误率。
记忆扫描测验 屏幕上同时呈现三个图案，有两个是相同的，被试者要找出不同的那个图案，并尽快按相应的数字键表示，共呈现20次，计算其反应时与正确数。
连续识别记忆测验 屏幕依次呈现一组数字(3位数)，如果是重复出现的即按(+)键，否则按(-)键，共呈现100组，计算其正确数及错误率。
空间记忆测验 屏幕上呈现含有1～9的九个小方格的数字表，请被试者记住这些数字及其位置。随后呈现另一张相同表格，指出黑影小方格位置上的数字，并按相应的数字键表示。共呈现20组，计算其反应时及错误率。
, 百拇医药
实验步骤
实验前组织被试者进行测验项目的操作练习和熟悉低压舱环境，要求能正确理解指导语和训练操作，以消除学习效应，取得真诚合作。实验时，在每次低压舱上升前，被试者均要再次进行测验项目的操作训练以达到训练水平，随即上升到预定高度，完成测验后下降到地面，实验由同一主试者主持，固定专用仪器，规范操作程序。两次上升时间间隔大于48h，实验时间均在18：30～21：30，以排除昼夜节律的影响。
作业绩效的计算
反应时绩效(%)
正确率绩效(%)
, 百拇医药
综合绩效(%)=反应时绩效.正确率绩效.100%
统计学处理
采用SPSS统计学软件包(Statistical Package for the Social Science,SPSS 7.5 for windows)，取均数及标准差(
±s)进行方差分析和配对t检验，以P<0.05为显著性界限。
结 果
急性缺氧暴露对记忆长廊测验绩效的影响
如表1所示，随着高度的增加，完成测验的正确数呈线性下降趋势，与对照值相比，3600m缺氧暴露1h，综合绩效为91.99%，已显著低于地面对照值(P<0.05或P<0.01)。
, 百拇医药
急性缺氧暴露对记忆扫描测验绩效的影响
如表2所示，与地面对照值相比较，在2800m高度缺氧暴露1h记忆扫描测验的反应时间有延长趋势，正确率下降但差异不显著。3600m及4400m暴露时，反应时间明显延长、其综合绩效显著低于对照水平。
急性缺氧暴露对连续识别记忆测验绩效的影响
如表3所示，自2800m始本测验的正确数及综合绩效已显著低于对照值(P<0.01)，且随高度的增加呈降低趋势，错误率也显著增加。
表1 不同高度急性缺氧暴露1h对记忆长廊测验绩效的影响(±s,n=18)
Table 1 Effects of acute hypoxia exposure to different altitude for 1 h on human performance of pattern memory test(±s,n=18) 高度(altitude)(m)
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正确数(correct number)
错误率(error rate)(%)
绩效(performance)(%)
300
18.72±1.01
6.39±0.35
100.00±0.00
2800
17.94±1.92
10.28±1.04
95.83±10.25
, 百拇医药
3600
17.22±2.34*
13.89±1.87*
91.99±12.48*
4400
16.94±1.55**
15.28±1.39*
90.49±8.27*
注：*P<0.05,**P<0.01，与对照组比 Note：*P<0.05,**P<0.01,as compared with control表2 不同高度急性缺氧暴露1h对记忆扫描测验绩效的影响(±s,n=18)
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Table 2 Effects of hypoxia exposure to different altitude for 1 h on human performance of memory scanning test (±s,n=18) 高度(altitude)(m)
反应时间(react.time)(s)
正确数(correct number)
错误率(error rate)(%)
绩效(performance)(%)
300
181.6±10.9
, 百拇医药
19.2±1.6
5.0±0.4
100.0±0.0
2800
186.5±11.2
19.1±0.7
4.3±0.2
96.8±5.8
3600
194.1±12.9*
19.4±0.6
2.8±0.1
, 百拇医药
94.1±6.2*
4400
196.4±15.1*
19.6±0.5
1.9±0.1
93.7±7.2*
注：*P<0.05,**P<0.01，与对照组比 Note:*P<0.05,**P<0.01，as compared with control表3 不同高度急性缺氧暴露1 h对连续识别记忆测验绩效的影响(±s,n=18)
Table 3 Effects of acute hypoxia exposure to different altitude for 1 h on human performance of continuous recognition memory test(±s,n=18) 高度(altitude)(m)
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正确数(correct number)
错误率(error rate)(%)
绩效(performance)(%)
300
60.39±6.28
39.61±4.12
100.00±0.00
2800
52.78±5.90**
47.22±5.28**
87.40±9.77**
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3600
53.06±4.15**
46.94±3.67**
87.86±6.87**
4400
50.33±4.59**
49.67±4.53**
83.34±7.58**
注：*P<0.05,**P<0.01，与对照组比 Note:*P<0.05,**P<0.01，as compared with control
, 百拇医药
急性缺氧暴露对空间记忆测验结果的影响
如表4所示，3600m暴露时综合绩效低于对照值(P<0.05)，4400m暴露1 h反应时间显著延长、综合绩效下降(P<0.01)。各高度的缺氧暴露错误率虽有增加但未达到显著水平(P>0.05)。
表4 不同高度急性缺氧暴露1 h对空间记忆测验绩效的影响(±s,n=18)
Table 4 Effects of acute hypoxia exposure to different altitude for 1 h on human performance of space memory test(±s,n=18) 高度(altitude)(m)
, 百拇医药
反应时间(react.time)(s)
错误率(error rate)(%)
绩效(performance)(%)
300
133.96±11.96
4.44±0.29
100.00±0.00
2800
139.34±23.15
8.06±0.74
92.34±12.88
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3600
146.63±13.85
8.61±0.83
86.58±9.56*
4400
155.16±24.90*
8.33±0.60
80.74±13.01**
注：*P<0.05,**P<0.01，与对照组比 Note:*P<0.05,**P<0.01，as compared with control讨 论
, 百拇医药
本研究考察了2800m、3600m及4400m急性缺氧暴露对短时记忆能力绩效的影响。人的工作能力包含诸多要素，涉及认知信息加工和精细操作的主要有：感知觉、记忆、思维、注意及心理运动等[3]。信息加工观点对飞行劳动所作的分析，以及在此基础上所建立的认知心理学模型，强调指出了认知及决策在飞行中的重要作用，明确了评定飞行能力的重点应放在注意、记忆、判断和情绪上[4]。
记忆作为一种基本的心理过程，是人脑对外界输入的信息进行编码、储存和提取的过程。短时记忆的特点是信息保持的时间极短，而且容量有限，如不重复，受前摄干扰和后摄干扰的影响，信息在20～30 s内就会丢失，其信息处在人们当前的意识中，由于工作或操作的需要可以立即提取出来，对保证人的正常活动和飞行人员的通话、操作起着十分重要的作用，直接影响信息处理的效率和决策，是作出正确决策的前提[4]。
同时，我们考虑到脑力负荷多维度的特性和心理过程的复杂性，故对同一能力要素采用的多项测验方法，从不同角度和不同层次去窥测这种心理品质的本质特征的变化。本研究采用的记忆长廊测验，是形象比较记忆，涉及信息的储存提取能力，记忆扫描测验是检测信息的提取能力，连续识别记忆测验属学习记忆，反映人的连续记忆能力；空间记忆测验则反映视觉记忆广度能力，属于感觉记忆，其作用虽短暂，却为进一步加工提供了材料和时间。
, 百拇医药
反应时或规定时间内完成的作业总数，代表了被试者的作业速度；错误率反映了完成作业任务的准确性；综合绩效同时考虑到“快”和“准”，反映了单位时间内完成作业的质和量，是衡量其整体变化的综合指标。仅单一考虑作业速度或错误率都不能全面、正确地反映缺氧对作业工效的影响[5]。当然，不同测试项目受缺氧的影响程度也将不同，本实验结果已清楚表明这一点。当缺氧使测试的综合绩效降低时，其表现首先是反映时间的延长而不是错误率的增加。因为作业速度与正确率和测验项目的难度、被试者接受的指导语和采取的策略有关，通常情况下被试者都是牺牲作业的速度来减少错误率，故用心理学方法来评估环境应激对认知功能的影响，常常是工作速度的降低而不是错误率的增加[7]。连续识别记忆测验主要测查连续短时学习记忆，时间由计算机控制，被试者无更多“回忆”余地，故绩效降低即表现为错误率的增加。
关于缺氧对认知功能的影响，Schlaepfer等[6]学者认为轻度急性缺氧对人的精神活动和工作能力没有明显影响，贾司光教授[1]提出工效保证区为3000m，工效容许区为4000m的主张，并据此制定了相应的防护措施。Fowler等[8]指出，缺氧使工效降低的阈限为2972 m(9750 ft)。在正常大气压下，吸入气体氧浓度低至13%(约相当于3400m)时会对人体的认知、工效及情绪状态产生不良影响，当缺氧水平接近于4000m时几乎可以分辨出任意一种生理的和心理的功能变化[9]。我们的实验结果表明，2800m暴露1 h已有个别测试项目反应时延长、绩效降低，表明2800m高度的缺氧暴露对记忆能力已产生一定的影响；3600m暴露，尤其是4400m缺氧水平暴露短时记忆的各项测验绩效均显著降低(P<0.05)，无法满足工效要求。本研究为急性缺氧的工效阈限提供了新的实验依据。贡嘎机场和邦达机场着陆后的缺氧程度已达到或超过工效阈值水平，这是高原航线飞行中不容忽视的问题。
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参考文献
[1]贾司光.航空航天缺氧与供氧生理学与防护装备[M].北京：人民军医出版社，1989：118～121
[2]Denison DM.Complex reaction time at simulated cabin altitudes of 5000 feet and 8000 feet[J].Aerospace Med,1968,37:1010～1014
[3]韩厉萍.短期噪声暴露与工作能力要素的关系(博士学位论文)[D].北京图书馆，1998：35～39
[4]王
，汪安圣.认知心理学[M].北京：北京大学出版社，1992：137～165
, 百拇医药 [5]Green RG,Morgan DR.The effects of mild hypoxia on a logical reasoning task[J].Aviat Space Environ Med,1985,56:1004～1008
[6]Schlaepfer TE,Bartsch P,Fisch HV et al.Paradoxical effects of mild hypoxia and moderate altitude on human visual perception[J].Clin sci Colch,1992,83(5):633～636
[7]Shukitt HB,Stillman MJ,Welch DI et al.Hypobaric impairs memory in an elevation-dependent fashion[J].Behav Neural Biol,1994,62:244～252
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[9]Fulco CS,Cymormon A.Human performance and environmental medicine,chapter 12,Army Research inst.of Environmental Medicine[M].Natick,MA 1987:52
收稿日期：1998-10-12, http://www.100md.com
单位：杜建英 庄勇 西南航空公司成都乘务部航医室，成都 610202；李学义 吴兴裕 王涛 第四军医大学空军医学系，西安 710033
关键词：短期记忆；急性高空缺氧；工效学；工效试验；低压舱
航天医学与医学工程990409摘要：目的 研究急性轻、中度缺氧对人的短时记忆能力绩效的影响。方法 利用低压舱模拟2800m、3600m及4400m高度缺氧暴露1h,考察18名健康男性青年的记忆长廊、记忆扫描、连续识别记忆和空间记忆测验绩效的变化。结果 与正常对照值相比较，2800m缺氧暴露1h，连续识别记忆的综合绩效已显著低于对照值(P<0.01)。3600m暴露1h各项测验的反应时间明显延长(P<0.01)，综合绩效显著降低，但记忆扫描和空间记忆测验的错误率并无显著改变(P>0.05)。4400m暴露1h各项测验综合绩效进一步降低，仅为对照值的90.4%、93.7%、83.3%和80.7%(P<0.01)。错误率也显著增加(P<0.05)。结论 在2800m高度水平的急性轻、中度缺氧即对短时记忆能力有一定影响，且随着高度增加而加重，不同测验项目受影响的特性和阈值不同，但都首先表现为反应时的延长。
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中图分类号：R852.11，R857.1 文献标识码：A 文章编号：1002-0837(1999)04-0270-04
Effects of Acute Mild and Moderate Hypoxia on Human Short Memory
DU Jian-ying,LI Xue-yi,ZHUANG Yong,WU Xing-yu,WANG Tao
Abstract: Objective To investigate the effects of acute mild and moderate hypoxia on human short memory. Method Tests of pattern memory,scanning memory,continuous recognition memory and space memory were conducted on 18 healthy young male subjects during exposure to 300 m(control),2800 m,3600 m and 4400 m altitude in hypobaric chamber. Result Compared to control group,only the performance of continous recognition memory decreased significantly after exposure to 2800 m for 1 h(P<0.05);total reaction time in all tests increased significantly (P<0.01) and performance decreased after exposure to 3600 m for 1 h,but the error rates in memory scanning and space memory test were unchanged (P>0.05);during exposure to 4400 m performance of all tests decreased further to about 90.4%,93.7%,83.3% and 80.7% of the control values(P<0.01),respectively,and error rate increased significantly too(P<0.05). Conclusion Performance of human short memory decreased after exposure to acute mild and moderate hypoxia for 1 h,and these effects were aggravated with the increase of altitude.Characteristic and threshold of the effect on the various performance tests were different,but increase of reaction time was the first to appear in all cases.
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Key words:short term memory;acute altitude hypoxia;ergonomics;performance tests;hypobaric chamber
Address reprint requests to:DU Jian-ying.Department of Steward Medicine,China Southwest Airlines,Chengdu 610202,China
急性缺氧对人体影响的研究已有近百年历史，一般过程已较清楚。但急性轻、中度缺氧对精神活动、行为能力、认知功能的影响报道很少，且结果也不尽一致。贾司光教授提出工效保证区为3000m，工效容许区为4000m的主张，并据此制定了相应的防护措施[1]。但Denison报道，在1542m(5000ft)高度，人体模型复杂方向判别反应时已显著延长，提出重新评价供氧阈限的挑战[2]。我国拉萨贡嘎机场(3541m)、西藏邦达机场(4330m)已与成都、西安、北京通航，机上乘员着陆后的缺氧程度已经接近或超过工效容许范围(4000m)。随着航空事业的发展，快速进驻高原的人数成倍增加，故急性缺氧暴露对人体工效的影响已成为高原航线飞行卫生保障工作所面临的实际问题。考虑到脑力负荷多维度特性，本实验采用了记忆长廊、记忆扫描、连续识别记忆及空间记忆等多项测验方法，旨在从不同侧面和不同层次上去探讨急性轻、中度缺氧对人记忆能力绩效的影响。
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方 法
被试者
18名大学本科一年级学生，均为男性，年龄17～18.4岁，身体健康，无精神病史，无烟酒等嗜好，矫正视力大于1.0，听力正常，均为右利手，世居平原，本人从未进入高原。
缺氧模拟
采用低压舱(第四军医大学空军医学系提供)模拟低压性缺氧环境，选定2800m、3600m、4400m和对照高度300m(西安地区实际海拔高度为300m)。实验时各高度随机排定。舱内环境条件为：噪声70～74dB(A),气温24～29℃，RH=26～41%，微风。实验时被试者均配戴飞行帽及防噪声耳塞，以屏蔽噪声的影响。低压舱上升速率为15m/s，下降速率为5m/s,下降时嘱被试者作捏鼻鼓气及吞咽动作，以防止耳气压性损伤。
测验项目及方法
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记忆长廊、记忆扫描、连续识别记忆及空间记忆等测验项目均由计算机处理，源自神经行为功能评价系统(由上海第二医科大学公共卫生学院提供)。测验时被试者端坐于屏幕前，双眼平视前方，每次测验视觉距离不变，被试者固定使用计算机，以减少随机误差。
记忆长廊测验 屏幕依次呈现符号图案，如果这一屏的图案与前相隔一屏的图案一致时即按(+)键，否则按(-)键。共呈现20次，计算其正确数及错误率。
记忆扫描测验 屏幕上同时呈现三个图案，有两个是相同的，被试者要找出不同的那个图案，并尽快按相应的数字键表示，共呈现20次，计算其反应时与正确数。
连续识别记忆测验 屏幕依次呈现一组数字(3位数)，如果是重复出现的即按(+)键，否则按(-)键，共呈现100组，计算其正确数及错误率。
空间记忆测验 屏幕上呈现含有1～9的九个小方格的数字表，请被试者记住这些数字及其位置。随后呈现另一张相同表格，指出黑影小方格位置上的数字，并按相应的数字键表示。共呈现20组，计算其反应时及错误率。
, 百拇医药
实验步骤
实验前组织被试者进行测验项目的操作练习和熟悉低压舱环境，要求能正确理解指导语和训练操作，以消除学习效应，取得真诚合作。实验时，在每次低压舱上升前，被试者均要再次进行测验项目的操作训练以达到训练水平，随即上升到预定高度，完成测验后下降到地面，实验由同一主试者主持，固定专用仪器，规范操作程序。两次上升时间间隔大于48h，实验时间均在18：30～21：30，以排除昼夜节律的影响。
作业绩效的计算
反应时绩效(%)
正确率绩效(%)
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综合绩效(%)=反应时绩效.正确率绩效.100%
统计学处理
采用SPSS统计学软件包(Statistical Package for the Social Science,SPSS 7.5 for windows)，取均数及标准差(
±s)进行方差分析和配对t检验，以P<0.05为显著性界限。结 果
急性缺氧暴露对记忆长廊测验绩效的影响
如表1所示，随着高度的增加，完成测验的正确数呈线性下降趋势，与对照值相比，3600m缺氧暴露1h，综合绩效为91.99%，已显著低于地面对照值(P<0.05或P<0.01)。
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急性缺氧暴露对记忆扫描测验绩效的影响
如表2所示，与地面对照值相比较，在2800m高度缺氧暴露1h记忆扫描测验的反应时间有延长趋势，正确率下降但差异不显著。3600m及4400m暴露时，反应时间明显延长、其综合绩效显著低于对照水平。
急性缺氧暴露对连续识别记忆测验绩效的影响
如表3所示，自2800m始本测验的正确数及综合绩效已显著低于对照值(P<0.01)，且随高度的增加呈降低趋势，错误率也显著增加。
表1 不同高度急性缺氧暴露1h对记忆长廊测验绩效的影响(
±s,n=18)Table 1 Effects of acute hypoxia exposure to different altitude for 1 h on human performance of pattern memory test(
±s,n=18) 高度(altitude)(m), http://www.100md.com
正确数(correct number)
错误率(error rate)(%)
绩效(performance)(%)
300
18.72±1.01
6.39±0.35
100.00±0.00
2800
17.94±1.92
10.28±1.04
95.83±10.25
, 百拇医药
3600
17.22±2.34*
13.89±1.87*
91.99±12.48*
4400
16.94±1.55**
15.28±1.39*
90.49±8.27*
注：*P<0.05,**P<0.01，与对照组比 Note：*P<0.05,**P<0.01,as compared with control表2 不同高度急性缺氧暴露1h对记忆扫描测验绩效的影响(
±s,n=18), http://www.100md.com
Table 2 Effects of hypoxia exposure to different altitude for 1 h on human performance of memory scanning test (
±s,n=18) 高度(altitude)(m)反应时间(react.time)(s)
正确数(correct number)
错误率(error rate)(%)
绩效(performance)(%)
300
181.6±10.9
, 百拇医药
19.2±1.6
5.0±0.4
100.0±0.0
2800
186.5±11.2
19.1±0.7
4.3±0.2
96.8±5.8
3600
194.1±12.9*
19.4±0.6
2.8±0.1
, 百拇医药
94.1±6.2*
4400
196.4±15.1*
19.6±0.5
1.9±0.1
93.7±7.2*
注：*P<0.05,**P<0.01，与对照组比 Note:*P<0.05,**P<0.01，as compared with control表3 不同高度急性缺氧暴露1 h对连续识别记忆测验绩效的影响(
±s,n=18)Table 3 Effects of acute hypoxia exposure to different altitude for 1 h on human performance of continuous recognition memory test(
±s,n=18) 高度(altitude)(m), http://www.100md.com
正确数(correct number)
错误率(error rate)(%)
绩效(performance)(%)
300
60.39±6.28
39.61±4.12
100.00±0.00
2800
52.78±5.90**
47.22±5.28**
87.40±9.77**
, http://www.100md.com
3600
53.06±4.15**
46.94±3.67**
87.86±6.87**
4400
50.33±4.59**
49.67±4.53**
83.34±7.58**
注：*P<0.05,**P<0.01，与对照组比 Note:*P<0.05,**P<0.01，as compared with control
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急性缺氧暴露对空间记忆测验结果的影响
如表4所示，3600m暴露时综合绩效低于对照值(P<0.05)，4400m暴露1 h反应时间显著延长、综合绩效下降(P<0.01)。各高度的缺氧暴露错误率虽有增加但未达到显著水平(P>0.05)。
表4 不同高度急性缺氧暴露1 h对空间记忆测验绩效的影响(
±s,n=18)Table 4 Effects of acute hypoxia exposure to different altitude for 1 h on human performance of space memory test(
±s,n=18) 高度(altitude)(m), 百拇医药
反应时间(react.time)(s)
错误率(error rate)(%)
绩效(performance)(%)
300
133.96±11.96
4.44±0.29
100.00±0.00
2800
139.34±23.15
8.06±0.74
92.34±12.88
, http://www.100md.com
3600
146.63±13.85
8.61±0.83
86.58±9.56*
4400
155.16±24.90*
8.33±0.60
80.74±13.01**
注：*P<0.05,**P<0.01，与对照组比 Note:*P<0.05,**P<0.01，as compared with control讨 论
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本研究考察了2800m、3600m及4400m急性缺氧暴露对短时记忆能力绩效的影响。人的工作能力包含诸多要素，涉及认知信息加工和精细操作的主要有：感知觉、记忆、思维、注意及心理运动等[3]。信息加工观点对飞行劳动所作的分析，以及在此基础上所建立的认知心理学模型，强调指出了认知及决策在飞行中的重要作用，明确了评定飞行能力的重点应放在注意、记忆、判断和情绪上[4]。
记忆作为一种基本的心理过程，是人脑对外界输入的信息进行编码、储存和提取的过程。短时记忆的特点是信息保持的时间极短，而且容量有限，如不重复，受前摄干扰和后摄干扰的影响，信息在20～30 s内就会丢失，其信息处在人们当前的意识中，由于工作或操作的需要可以立即提取出来，对保证人的正常活动和飞行人员的通话、操作起着十分重要的作用，直接影响信息处理的效率和决策，是作出正确决策的前提[4]。
同时，我们考虑到脑力负荷多维度的特性和心理过程的复杂性，故对同一能力要素采用的多项测验方法，从不同角度和不同层次去窥测这种心理品质的本质特征的变化。本研究采用的记忆长廊测验，是形象比较记忆，涉及信息的储存提取能力，记忆扫描测验是检测信息的提取能力，连续识别记忆测验属学习记忆，反映人的连续记忆能力；空间记忆测验则反映视觉记忆广度能力，属于感觉记忆，其作用虽短暂，却为进一步加工提供了材料和时间。
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反应时或规定时间内完成的作业总数，代表了被试者的作业速度；错误率反映了完成作业任务的准确性；综合绩效同时考虑到“快”和“准”，反映了单位时间内完成作业的质和量，是衡量其整体变化的综合指标。仅单一考虑作业速度或错误率都不能全面、正确地反映缺氧对作业工效的影响[5]。当然，不同测试项目受缺氧的影响程度也将不同，本实验结果已清楚表明这一点。当缺氧使测试的综合绩效降低时，其表现首先是反映时间的延长而不是错误率的增加。因为作业速度与正确率和测验项目的难度、被试者接受的指导语和采取的策略有关，通常情况下被试者都是牺牲作业的速度来减少错误率，故用心理学方法来评估环境应激对认知功能的影响，常常是工作速度的降低而不是错误率的增加[7]。连续识别记忆测验主要测查连续短时学习记忆，时间由计算机控制，被试者无更多“回忆”余地，故绩效降低即表现为错误率的增加。
关于缺氧对认知功能的影响，Schlaepfer等[6]学者认为轻度急性缺氧对人的精神活动和工作能力没有明显影响，贾司光教授[1]提出工效保证区为3000m，工效容许区为4000m的主张，并据此制定了相应的防护措施。Fowler等[8]指出，缺氧使工效降低的阈限为2972 m(9750 ft)。在正常大气压下，吸入气体氧浓度低至13%(约相当于3400m)时会对人体的认知、工效及情绪状态产生不良影响，当缺氧水平接近于4000m时几乎可以分辨出任意一种生理的和心理的功能变化[9]。我们的实验结果表明，2800m暴露1 h已有个别测试项目反应时延长、绩效降低，表明2800m高度的缺氧暴露对记忆能力已产生一定的影响；3600m暴露，尤其是4400m缺氧水平暴露短时记忆的各项测验绩效均显著降低(P<0.05)，无法满足工效要求。本研究为急性缺氧的工效阈限提供了新的实验依据。贡嘎机场和邦达机场着陆后的缺氧程度已达到或超过工效阈值水平，这是高原航线飞行中不容忽视的问题。
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参考文献
[1]贾司光.航空航天缺氧与供氧生理学与防护装备[M].北京：人民军医出版社，1989：118～121
[2]Denison DM.Complex reaction time at simulated cabin altitudes of 5000 feet and 8000 feet[J].Aerospace Med,1968,37:1010～1014
[3]韩厉萍.短期噪声暴露与工作能力要素的关系(博士学位论文)[D].北京图书馆，1998：35～39
[4]王
，汪安圣.认知心理学[M].北京：北京大学出版社，1992：137～165, 百拇医药 [5]Green RG,Morgan DR.The effects of mild hypoxia on a logical reasoning task[J].Aviat Space Environ Med,1985,56:1004～1008
[6]Schlaepfer TE,Bartsch P,Fisch HV et al.Paradoxical effects of mild hypoxia and moderate altitude on human visual perception[J].Clin sci Colch,1992,83(5):633～636
[7]Shukitt HB,Stillman MJ,Welch DI et al.Hypobaric impairs memory in an elevation-dependent fashion[J].Behav Neural Biol,1994,62:244～252
[8]Fowler B,Kelso B,Elcombe DD et al.The threshold for hypoxia effects on perceptual motor performance[J].Human factor,1987,29:61～66
[9]Fulco CS,Cymormon A.Human performance and environmental medicine,chapter 12,Army Research inst.of Environmental Medicine[M].Natick,MA 1987:52
收稿日期：1998-10-12, http://www.100md.com