La fatiga debido a períodos prolongados de trabajo y descanso insuficiente puede afectar el desempeño laboral, el conocimiento de la situación y la capacidad de toma de decisiones, incluso cuando más se necesita. Específicamente, en entornos críticos para la seguridad, como la respuesta a incendios forestales, la fatiga se ha asociado con un aumento de dos veces en el riesgo de lesiones y errores, y un aumento de cuatro veces en comportamientos que comprometen la seguridad durante emergencias.

Para mitigar estos resultados, los investigadores de la Universidad de Texas A&M están evaluando cómo el impacto de la fatiga, que causa la disminución del rendimiento en los trabajadores críticos para la seguridad, como los bomberos, las enfermeras y los médicos de la sala de emergencias (ER), puede retrasarse mediante el uso de estimulación de corriente transcraneal directa, (tDCS), una tecnología de estimulación cerebral portátil y no invasiva que utiliza corrientes eléctricas débiles para estimular ciertas partes del cerebro.

«Las contramedidas administrativas y personales, como los horarios de sueño/turnos, la educación y los estimulantes como la cafeína, adoptan un enfoque reactivo y son en gran medida poco prácticas durante las emergencias. En algunos casos, van acompañadas de efectos secundarios importantes para la salud», dijo la Dra. Ranjana Mehta, profesor asociado en la Wm. Michael Barnes Departamento de Ingeniería Industrial y de Sistemas. 

«Los paradigmas transformadores de aumento humano para abordar de manera proactiva los déficits de fatiga a través de la neuroestimulación no invasiva han demostrado ser más efectivos que los estimulantes y pueden abordar las barreras de adopción prevalecientes», afirmó.

El equipo realizó un estudio experimental de tres sesiones con 32 participantes. En cada sesión, los participantes completaron una tarea cognitiva agotadora de una hora que se ha demostrado que interrumpe y deteriora los procesos cognitivos y las funciones ejecutivas de un individuo, es decir, la memoria de trabajo. Los participantes recibieron estimulación anódica, asociada con la mejora del área del cerebro estimulada, recibieron una estimulación simulada (placebo) o no recibieron la estimulación en cada una de las tres sesiones.

La estimulación se proporcionó en la marca de 20 minutos durante la tarea agotadora durante 10 minutos a 1 mA (miliamperios). También se evaluaron el rendimiento de la tarea, las respuestas de fatiga, el esfuerzo, la incomodidad y la variabilidad de la frecuencia cardíaca.

Fuera del contrapeso de la estimulación anódica, la estimulación simulada y la ausencia de estimulación, el equipo descubrió que al estimular la actividad neuronal a través de la estimulación anódica, el rendimiento de la tarea bajo fatiga mejoró aproximadamente un 15 % (entre un 10 % y un 50 % en el conjunto del estudio), mientras que disminuyó en las otras dos sesiones.

Los investigadores también pudieron captar los beneficios selectivos de la estimulación anódica en la selección de la respuesta, por ejemplo, la elección de una acción adecuada, que mejoró cuando se proporcionó la estimulación. Si bien el control inhibitorio, o la capacidad de inhibir las respuestas impulsivas, naturales y habituales, no aumentó, los individuos pudieron preservar esta función cognitiva bajo estimulación anódica, que de otro modo disminuyó significativamente bajo estimulación simulada o sin estimulación. Además, estas mejoras fueron comparables tanto para hombres como para mujeres.

La fatiga es una experiencia personal y se ve afectada por la disminución de los recursos cognitivos y neuronales, pero también por la motivación. Un aspecto único de este trabajo fue comprender y capturar los diversos beneficios que pueden proporcionar las neurotecnologías.

«Las mejoras relacionadas con la estimulación no estaban disponibles a un nivel de percepción, es decir, las personas no informaron índices de fatiga más bajos bajo la estimulación anódica. Actualmente estamos investigando cómo se confiará y se pondrán en funcionamiento tales soluciones en el campo, especialmente dentro de los sistemas centrados en el ser humano”, dijo Karthikeyan.

Los hallazgos del estudio enfatizan la potencia de la neuroestimulación como una contramedida equitativa contra la fatiga para apoyar a los trabajadores durante operaciones agotadoras de alto riesgo, como responder a emergencias que pueden durar varios días o semanas, especialmente dada la escasez de mano de obra en la sala de emergencias.

«Todavía tenemos un largo camino por recorrer antes de que esta tecnología pueda implementarse en el campo. Nuestro estudio empleó parámetros de estimulación en niveles no probados previamente, en gran parte para arrojar luz sobre las relaciones dosis-respuesta, pero también teniendo en cuenta lo que es factible en la práctica y ético si dicha tecnología se utilizara en las operaciones de emergencias», dijo Mehta.

Desde entonces, el equipo ha comenzado la siguiente fase de pruebas empíricas junto con los esfuerzos de descubrimiento de clientes con los servicios de emergencia utilizando el programa Innovation Corps Sites ofrecido por la Estación Experimental de Ingeniería de Texas A&M.

«Estamos comprometidos con el desarrollo de soluciones de ingeniería confiables que funcionen para los servicios de emergencia cuando lo necesiten; por lo tanto, adoptar un enfoque centrado en el ser humano es fundamental», dijo Mehta.