Erprobung und Evaluation zirkadianer Wachsysteme für die Marine

Stefan Röttger^a, Johanna Abendroth^a, Melanie Giesche^b, Theresa Kohn^a, Thomas Jacobsen^c, Panagiotis Matsangas^d, Nita Lewis Shattuck^d

^a Schifffahrtmedizinisches Institut der Marine, Fachgebiet Ergonomie und Schifffahrtpsychologie, Kronshagen
^b Einsatzflottille 1, Dezernat Truppenpsychologie, Kiel
^c Helmut-Schmidt-Universität/Universität der Bundeswehr Hamburg, Lehrstuhl für Allgemeine und Experimentelle Psychologie
^d Naval Postgraduate School, Department of Operations Research, Monterey, CA, USA

Hintergrund

Der kontinuierliche Betrieb eines Kriegsschiffes erfordert die Arbeit der Besatzung in Schichten, in der Seefahrt Wachen genannt. Menge und Zeitpunkt der Arbeits- und Ruhezeiten können dabei in Konflikt mit dem zirkadianen Schlaf-Wach-Rhythmus der Besatzungsangehörigen stehen und zu Müdigkeit, Erschöpfung, reduzierter Leistungsfähigkeit und letztlich auch Havarien führen. Nach einer Serie von Havarien hat die U.S. Navy daher aktuelle Leitlinien für die Wachplangestaltung aufgestellt, die so weit wie möglich die menschliche zirkadiane Rhythmik berücksichtigen sollen. Der Vortrag soll einen Überblick über ein Sonderforschungsprojekt zur Erprobung und Evaluation solcher zirkadianen Wachsysteme in der Deutschen Marine geben.

Fragestellungen

In insgesamt 3 Datenerhebungen sollte untersucht werden, ob (1.) ein nach den Prinzipien zirkadianer Wachsystemgestaltung optimiertes Zweiwachsystem zu besserem Befinden, mehr gesundem Schlaf und höherer Leistungsfähigkeit führt als das traditionelle Zweiwachsystem der Marine, (2.) wie sich Müdigkeit, Schlaf und Leistungsfähigkeit in einem Wachsystem mit vier Wachen im Zeitverlauf entwickeln und zwischen den einzelnen Wachen unterscheiden und (3.) ob und in welcher Richtung es Unterschiede zwischen diesen Parametern in einem Dreiwachsystem mit festen und rotierenden Wachzeiten gibt.

Abb. 1: Ein an den zirkadianen Rhythmus angepasstes Zweiwachsystem hatte Vorteile im Hinblick auf eine Verkürzung der Reaktionszeiten, war allerdings ohne Einfluss auf das subjektive Empfinden der Studienteilnehmer.

Methode

Zur Erfassung der subjektiven Müdigkeit und Erschöpfung wurden die Epworth Sleepiness Scale und die ­Fatigue Severity Scale jeweils summarisch und retrospektiv für die vergangene Seefahrt und die Karolinska Sleepiness Scale wiederholt für die momentane Müdigkeit verwendet. Die Schlaf- und Wachzeiten wurden durch am Handgelenk getragener Aktigraphen und zur Unterstützung der Auswertung mittels Tagesprotokoll erfasst. Die Leistungsfähigkeit wurde mittels in die Aktigraphen integrierter Vigilanztests (Psychomotor Vigilance Task) ermittelt, die zu jedem Wachwechsel selbstständig durchgeführt werden sollten.

Die Datenerhebung zur Untersuchung der Zweiwach­systeme wurde im Cross-Over-Design parallel auf zwei Minenjagdbooten durchgeführt, die im Rahmen eines Übungsvorhabens zwei 7-tägige Seefahrten gemeinsam im gleichen Seegebiet durchführten, und von denen jedes Wachsystem für jeweils 7 Tage erprobt wurde. Das Vierwachsystem wurde an Bord eines Einsatzgruppenversorgers während einer 8-tägigen Seefahrt mit verschiedenen Manövern untersucht. Die Datenerhebungen im rotierenden (A) und im festen (B) Dreiwachsystem wurden während 5 Seefahrten über einen Zeitraum von 7 Wochen an Bord einer Fregatte im UNIFIL-Einsatz im A – B – B – B – A Design durchgeführt.

Abb. 2: Bis auf die Besatzungsangehörigen, die regelmäßig die Wache von 0 h bis 3 h zu gehen hatten, konnten die Untersuchten einen Rückgang der subjektiven Müdigkeit im Verlauf der Seefahrt beobachten.

Ergebnisse

Das optimierte Zweiwachsystem bot Vorteile für die Vigilanzleistung der Besatzungen im Sinne kürzerer Reaktionszeiten, nicht jedoch für das subjektive Befinden. Im untersuchten Vierwachsystem war für den größten Teil der Besatzung ein Rückgang der subjektiven Müdigkeit im Laufe der Seefahrt zu beobachten. Nur für die Besatzungsangehörigen, die regelmäßig von Mitternacht bis 3 Uhr morgens Wache gehen mussten, zeigte sich dieser Rückgang nicht, sie waren zum Ende der Seefahrt müder als die übrigen Studienteilnehmer. Zwischen den untersuchten Dreiwachsystemen mit festen und rotierenden Wachzeiten zeigten sich tagsüber (zwischen 8 und 20 Uhr) keine Unterschiede in der subjektiven Müdigkeit. In der Nacht (zwischen 20 und 8 Uhr) war die Müdigkeit im rotierenden Wachsystem geringfügig, aber statistisch signifikant niedriger als im Wachsystem mit konstanten Wachzeiten.

Diskussion und vorläufiges Fazit

Die Auswertung der an Bord erhobenen Daten ist noch nicht abgeschlossen. Als vorläufiges Fazit lässt sich ­ziehen, dass sich das untersuchte Vierwachsystem sehr positiv auf die Müdigkeit der meisten Besatzungs­angehörigen auswirkt, das optimierte Zweiwachsystem den im traditionellen Wachsystem im Laufe einer Seefahrt eintretenden Leistungseinbußen effektiv entgegenwirkt.

Für die Verfasser

Dr. rer.nat. Stefan Röttger
Schifffahrtmedizinisches Institut der Marine
Kopperpahler Allee 120, 24119 Kronshagen
E-Mail: stefanroettger@bundeswehr.org

Philosophisch-anthropologische Fragen zur Luft- und Raumfahrt

Joachim Hoitz

„Was ist der Mensch für ein Wesen, dass er sich in die Lüfte erheben, die Schwerkraft überwinden und seinen Heimatplaneten verlassen will?“

Menschenbilder von der Antike zur Gegenwart

In der Antike war das Menschenbild von der Einschätzung geprägt, dass der Mensch als irdisches Ebenbild der Götter, eingebettet in den Kosmos, die persönliche Vervollkommnung als Lebensziel hat. Die Lehre aus Dädalus und Ikarus lautet, die Hybris zu vermeiden, den Göttern gleichen zu wollen. In der jüdisch-christlichen Tradition sind flugfähige Wesen wie Engel, Cherubim und Seraphim dem Bereich Gottes zuzuordnen. Himmelfahrten (Elias, Jesu) sind außergewöhnliche Gunsterweisungen Gottes. Kirchenvater Augustinus sah die Sinnstiftung eines Menschenlebens in der Vorbereitung auf das ewige Leben bei Gott. In der Renaissance begann der Mensch sich seiner selbst bewusst zu werden. Schöpferische Tätigkeit, Neugierde und Forscherdrang inspirierten Leonardo da Vinci, Flugmaschinen zu konstruieren, und ermöglichten die kopernikanische Wende zum heliozentrischen Weltbild.

René Descartes fomulierte mit „Cogito ergo sum“ eine „res cogitans“ (denkendes Etwas) und eine „res extensa“ (ausgedehntes Etwas), was als cartesianischer Dualismus zum bis heute prägenden Menschenbild wurden. Auf der „res extensa“ basieren die Naturwissenschaften, in der Medizin z. B. die Zellularpathologie und die daraus abgeleitete Somatik, auf der „res cogitans“ die Geisteswissenschaften, in der Medizin z. B. Psychoanalyse und Psychologie.

Im 20. Jahrhundert wollte man diesen cartesianischen Dualismus überwinden. In der Medizin entstand die Psychosomatik, in der Philosophie zeichneten Max Scheler, Helmuth Plessner und Arnold Gehlen ein neues Menschenbild, die philosophische Anthropologie. Für Scheler war der „Geist“ die entscheidende Wesenstatsache des Menschen. Herausgelöst aus dem tierischen Triebsystem, mit dem Drang nach Wesenserkenntnis sei dem Menschen die Umlenkung von Lebensdrang auf wertvolle Ziele in der Welt bedeutsam. Plessner führte den Begriff der exzentrischen Positionalität ein, wobei diese, im Gegensatz zur tierisch-zentrischen, beim Menschen auf Grund seiner Befähigung zur Reflexion und als Zuschauer seiner selbst exzentrisch sei. Der Mensch könne nur durch Technik und Kultur sein Leben führen, zwingend vermittelt durch den Verstand und unter der Notwendigkeit, eine künstliche Ordnung zu schaffen. Gehlen sieht den Menschen als Mängelwesen, der seine Mängelbedingungen in Chancen zur Lebensfristung umarbeite. Die Mängelkompensation führe dabei auch zur Organüberbietung z. B. einem Fluggerät.

Philosophische Anthropologie in Bezug auf Luft- und Raumfahrt

In Luft- und Raumfahrt benötigt der Mensch, als Mängelwesen in der Welt ausgesetzt, zwingend die Technik, führt die Wesenserkenntnis und die Selbstreflektion in Verbindung mit der Fantasie und Umlenkung der Triebenergie auf sinnvolle Ziele zu Wissenschaft und Erfindergeist, und ist als konstitutiv wurzelloses, exzentrisch positioniertes Wesen auf eine eigene künstliche Ordnung angewiesen.

Daraus ist ein Anforderungsprofil zur Auswahl von Menschen in der Luft- und Raumfahrt ableitbar:

• Befähigung zur Selbstreflektion,
• Weltoffenheit,
• Neugierde,
• Fantasie,
• Wesensdrang nach Erkenntnis,
• Wissbegierde,
• innovative Offenheit und
• Anpassungsfähigkeit an eine künstliche Ordnung.

Notwendige Rahmenbedingungen für Menschen in der Luft- und Raumfahrt sind folglich:

• Unterstützung bei der Selbstreflektion,
• Einbindung innovativer Kreativität und Fantasie in Gesamtprojekte,
• Aufnahme des Antriebsüberschusses und Umlenkung auf erfolgreiche Projekte,
• angepasste Optimierung der technischen Künstlichkeit sowie
• Anerkennung und Support beim Doppelaspekt von „absoluter Verwurzelung und Heimat“ (Positionalität) und der „seligen Fremde“ (Exzentrizität).

Fazit und Abschlussfrage

Neben physiologischen und psychologischen Perspektiven bei der Auswahl und der Begleitung von Menschen in der Luft- und Raumfahrt bietet sich mit der philosophischen Anthropologie eine ergänzende Perspektive an. Dies kann zur Beantwortung der Abschlussfrage beitragen:

Werden zukünftig Menschen zum Mars fliegen oder, preisgünstiger und ungefährlicher, nur Künstliche Intelligenz?

Literatur beim Verfasser

Verfasser

Generalarzt a. D. Dr. Joachim Hoitz
Duvenstedter Triftweg 15, 22397 Hamburg
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