Inconsistencies between mental fatigue measures under compensatory control theories / Inconsistencias entre medidas de fatiga mental bajo las teorías del control compensatorio

ABSTRACT

Mental fatigue has traditionally been defined as a condition of reduced cognitive efficiency and performance, accompanied by a subjective feeling of fatigue. Even though we could expect to find associations between the three defining characteristic of mental fatigue (performance impairment, physiological deactivation and subjective fatigue), research has shown that the emergence of inconsistencies between measures is more frequent than one might expect people proved capable of maintaining adequate performance levels even after having declared themselves fatigued. This could be explained under the compensatory control mechanism models, which state that humans are able to provide additional resources under demanding conditions, but only at the expense of psychophysiological cost and subjective fatigue. We tested this explanation by manipulating task complexity and time performing a simulated air-traffic control task. We collected psychophysiological, performance and subjective data. A decrease in pupil size was seen in the low-aircraft-density condition, while pupil size remained constant in the high-aircraft-density condition. Participants' task performance was optimal in both conditions, though they showed an increase in subjective feelings of fatigue, especially in the high-complexity task condition. Thus, complexity seemed to trigger compensatory mechanisms, which reallocated extra resources that physiologically activated participants in order to deal with a higher complexity task, whereas subjective fatigue could be acting as a signal to the organism of impending resource depletion. Our findings support compensatory control theories and offer an explanation of inconsistencies between fatigue measures. Further research on compensatory mechanisms is needed to enable better management of fatigue effects to prevent work-related accidents

RESUMEN

Tradicionalmente, la fatiga mental ha sido definida como una condición de reducción en los niveles de eficiencia cognitiva y rendimiento, acompañada de una sensación subjetiva de fatiga mental. A pesar de que podríamos esperar encontrar asociaciones (convergencia) entre las tres características definitorias de la fatiga mental (deterioro en el rendimiento, reducción en los niveles de activación fisiológica y surgimiento de fatiga subjetiva), la literatura ha revelado que la aparición de inconsistencias (divergencia) entre las medidas de fatiga es más frecuente de lo esperado la gente se muestra capaz de mantener niveles adecuados de rendimiento a pesar de haber declarado encontrarse fatigados. Esto puede explicarse a partir de los modelos del mecanismo de control compensatorio, los cuales afirman que los seres humanos son capaces de proveerse con recursos adicionales bajo condiciones de elevada demanda cognitiva, únicamente a expensas de un coste psicofisiológico y del surgimiento de la sensación subjetiva de fatiga mental. En el presente estudio, ponemos a prueba esta explicación manipulando el tiempo y la complejidad de una tarea de simulación de control de tráfico aéreo. Recabamos datos psicofisiológicos, de rendimiento y subjetivos. Nuestros resultados desvelan una disminución del diámetro pupilar en la condición de baja densidad de tráfico aéreo, en tanto que se mantiene constante en la condición de alta densidad. El nivel de rendimiento de los participantes resultó ser óptimo en ambas condiciones, a pesar de que se aprecia un incremento lineal en los niveles de fatiga subjetiva, especialmente en la condición de alta complejidad. Así, la complejidad parece activar el mecanismo compensatorio, el cual provee al organismo con recursos adicionales que mantienen fisiológicamente activados a los participantes de la condición de alta densidad de tráfico al objeto de hacer frente a una tarea de mayor dificultad, mientras que la fatiga subjetiva podría estar actuando como una señal del organismo para impedir el agotamiento de los recursos cognitivos. Nuestros hallazgos apoyan las teorías del control compensatorio y ofrecen una posible explicación sobre algunas inconsistencias entre las medidas de fatiga mental. La ciencia necesita seguir investigando el fenómeno del mecanismo compensatorio para favorecer la gestión de los efectos de la fatiga mental y prevenir los accidentes laborales