بعد 17 إلى 19 ساعة من اليقظة قد يهبط الأداء إلى حدّ الكحول القانوني — ويليامسون وفاير

أبقى ويليامسون وفاير 39 متطوّعاً من النقل والجيش مستيقظين 28 ساعة، وقاسا أداءهم في ثمانية اختبارات حاسوبية، وقاسا أداء الأشخاص أنفسهم في يوم آخر بعد جرعات كحول متدرّجة حتى نحو 0.1% في الدم. النتيجة: بعد 17 إلى 19 ساعة من الاستيقاظ، أي نحو 22:30 إلى 01:00 في هذه التجربة، صار الأداء في بعض الاختبارات مساوياً لأداء من في دمه 0.05% كحول أو أسوأ، وهو تركيز يُتّفق على نطاق واسع على خطره، وبعد فترات أطول بلغ ما يعادل 0.1% [ص 649]. ويدعو الباحثان الدول إلى التفكير في معايير للتعب كمعايير الكحول [ص 654].

يذكر الباحثان أن التعب يُعتقد، بحسب دراسات سابقة، أنه يُسهم في ما بين 16% و60% من حوادث الطرق. لكن المشكلة العملية: عند أيّ مستوى من التعب يصير الأداء مشكلة؟ أما الكحول فله مقياس جاهز: حدود قانونية للقيادة وُضعت على أساس ما يفعله بسرعة الأداء ودقّته في المختبر والمحاكي والطريق. فإذا قورن أداء الشخص بعد عدد معلوم من ساعات اليقظة بأدائه عند تركيز كحول متّفق على خطره، وهو 0.05%، أمكن تحديد عدد الساعات التي يحدث عندها العجز نفسه [ص 649].

وكانت دراسة سابقة لداوسون وريد (Dawson & Reid) قد فعلت ذلك باختبار واحد للتناسق بين اليد والعين، فأراد ويليامسون وفاير (Williamson & Feyer) مجموعة اختبارات تغطّي السرعة الذهنية والحركية والدقّة والتناسق والانتباه، لأن اختباراً واحداً قد لا يكفي لمعايير تصلح لبيئات عمل مختلفة [ص 649].

المشاركون 39 متطوّعاً (37 رجلاً وامرأتان): 30 من شركة نقل برّي كبيرة و9 من سلاح النقل في الجيش الأسترالي. لم تظهر على أحدهم علامات انقطاع النفس في النوم، وناموا في المتوسّط 7.54 ساعة قبل يوم الكحول و7.16 قبل يوم السهر، فلم يكونوا محرومين من النوم مسبقاً [ص 649 – 651].

الاختبارات الثمانية حاسوبية: ساعة ماكوورث (Mackworth clock) لليقظة السلبية، وزمن الاستجابة البسيط، والتتبّع (تناسق اليد والعين)، ومهمة مزدوجة تجمعهما، وترميز الرموز والأرقام، والذاكرة المكانية، والذاكرة والبحث، والاستدلال النحوي، مع تقدير ذاتي للتعب في كلّ جلسة [ص 650].

التصميم متقاطع عشوائي: خضع كلّ مشارك للحالتين، نصفهم بدأ بالكحول ونصفهم بالسهر، وبينهما ليلة راحة. بعد ظهيرة تدريب بدأ الاختبار في نحو الثامنة صباحاً بعد ساعتين من الاستيقاظ. في يوم الكحول: اختبار أساس، ثم أربع جرعات كلّ ساعة، معدّلة بحسب نسبة دهون الجسم والوزن والجنس والعمر لتبلغ 0.025% و0.05% و0.075% و0.1%، واختبار بعد نصف ساعة من كلّ جرعة. وفي يوم السهر: التسلسل نفسه كلّ ساعة في الساعات الخمس الأولى، ثم كلّ ساعتين مدة عشرين ساعة، وآخر اختبار بعد 28 ساعة من الاستيقاظ [ص 650 – 651].

عند 0.05% بطؤ زمن الاستجابة بنحو 8–15% في اختبارات الاستجابة والمهمة المزدوجة وماكوورث والترميز، وتراجع تناسق اليد والعين نحو 10%، وزادت الإشارات الفائتة في اختبار الاستجابة 200%، والإنذارات الكاذبة في ماكوورث أكثر من 50%، وارتفع تقدير التعب الذاتي 77%. أما الاستدلال النحوي والذاكرة والبحث فلم يتغيّرا تقريباً [ص 651 – 652].

وعند 0.1% ساء كلّ شيء: الإشارات الفائتة نحو سبعة أضعاف الأساس، والإنذارات الكاذبة ثلاثة أضعافه، وتراجع التناسق 50%، وبطؤت سرعة اختبار ماكوورث 42%، بينما بقي تراجع الاختبارات الذهنية العليا نحو 10% فقط. فالكحول، كما يلاحظ الباحثان، لا يؤثّر في كلّ الوظائف بالقدر نفسه [ص 652].

بين السابعة مساءً والخامسة فجراً (نحو 13 إلى 23 ساعة من اليقظة) بطؤت سرعة اختبار ماكوورث 57%، والمهمة المزدوجة 27%، والترميز 15%، والاستجابة البسيطة 9%، وتراجع التناسق بين 26 و31%، وزادت الإشارات الفائتة 187% في الاستجابة وأكثر من 40% في ماكوورث، والإنذارات الكاذبة 200%. أما الاستدلال والذاكرة والبحث فتراجعا 5–10% فقط. وهي، كما يقول الباحثان، مجموعة الاختبارات نفسها تقريباً التي أثّر فيها الكحول. وصعد تقدير التعب الذاتي من 19.87 في جلسة الثامنة صباحاً إلى 75.47 عند 03:44 [ص 652 – 653].

حدّد الباحثان لكلّ مشارك، من مقارنته بنفسه، عدد ساعات اليقظة التي هبط عندها أداؤه إلى ما دون مستواه عند 0.05% ثم عند 0.1%. والمتوسّط: التعادل مع 0.05% بعد 16.91 إلى 18.55 ساعة بحسب الاختبار، أي بين 22:38 و00:17 في هذه الدراسة؛ والتعادل مع 0.1% بعد 17.74 إلى 19.65 ساعة، أي بين 23:28 و01:23. وكان التفاوت بين الاختبارات قليلاً: أول ما تأثّر فيما يبدو ماكوورث بعد 17 ساعة بقليل، وآخره المهمة المزدوجة [ص 653 – 654].

من الجدول 6 في الدراسة (ص 653) مختصراً؛ النسبة حصّة المشاركين الذين هبط أداؤهم إلى ذلك المستوى ضمن نافذة التحليل. ولم يُدرج الاستدلال والذاكرة والبحث لأن تغيّرهما مع السهر قليل، فمعادلته بالكحول قد تضلّل، كما يقول الباحثان.

يقظة 16 إلى 17 ساعة يوم عادي لمعظم الناس، ويقول الباحثان إنه يمكن القول إن هذا النمط المعتاد يؤدّي دوراً كبيراً في حفظ السلامة؛ فمن يمدّ يومه بعدها يُرجَّح أن يتدهور أداؤه بما يمثّل خطر إصابة أكبر بكثير، ومن يقود إلى بيته بعد يوم عمل طويل قد يزيد احتمال حادثه، والسائق الذي سهر أكثر من 17–18 ساعة يُرجَّح أن يكون أبطأ استجابة بدرجة ملحوظة، وأن يزداد تفويته المعلومات كلما طال سهره [ص 654].

وينبّه الباحثان إلى حدود دراستهما: ليلة واحدة بلا نوم بعد نوم كافٍ، لا الحرمان الجزئي المزمن الذي تفرضه جداول العمل أياماً وأسابيع، وترجّح مراجعة حديثة خطره؛ وتزامن أطول سهر فيها مع قاع الساعة البيولوجية فربما ضخّم الأثر، غير أن التعادل مع 0.05% حدث بين 22:00 و00:00، قبل القاع بكثير، فمصدر القلق عندهما الحرمان من النوم لا الإيقاع اليومي، وإن كان الإيقاع يزيد التدهور [ص 654].

وخلاصتهما أن أثر السهر المعتدل لا يمكن إهماله، وأن النوم في آخر اليوم شرط لتجنّب تدهور الأداء، وأن على الدول التي تحدّد حدّاً قانونياً للكحول أن تفكّر في معايير مماثلة للتعب، تُبعد من مضت عليهم 18 ساعة أو أكثر بلا نوم عن القيادة والطيران وتشغيل الآلات [ص 654].

• المصدر ورقة علمية من سبع صفحات في مجلة Occupational and Environmental Medicine، مموّلة من المكتب الفيدرالي لسلامة الطرق. حصلنا على النصّ الكامل من نسخة Europe PMC المجانية، لأن صفحة الناشر تعرض الملخّص فقط.
• لم يهبط كلّ المشاركين إلى مستوى الكحول في كلّ اختبار، فمتوسّطات الجدول محسوبة من الذين هبطوا فقط [ص 651].

Williamson and Feyer kept 39 transport and army volunteers awake for 28 hours, measuring their performance on eight computer tests, and on another day measured the same people after graded doses of alcohol up to a blood level of about 0.1%. The result: after 17 to 19 hours awake, around 22:30 to 01:00 in this experiment, performance on some tests matched or fell below that of someone with 0.05% alcohol in their blood, a concentration widely agreed to be dangerous, and after longer periods it reached the equivalent of 0.1% [p 649]. The researchers urge countries to consider fatigue standards like those for alcohol [p 654].

The researchers note that fatigue is thought, according to earlier studies, to contribute to between 16% and 60% of road accidents. The practical problem: at what level of fatigue does performance become a problem? Alcohol, by contrast, comes with a ready-made yardstick: legal driving limits set according to what it does to how fast and how accurately people perform in the laboratory, the simulator and on the road. So if a person’s performance after a known number of hours awake is compared with their performance at an alcohol concentration broadly accepted as dangerous, 0.05%, then the number of hours at which the same deficit appears can be pinned down [p 649].

An earlier study by Dawson & Reid had done this with a single test of eye–hand coordination, so Williamson & Feyer wanted a battery of tests covering speed of mind and hand, accuracy, coordination and attention, because one test may not be enough for standards that suit different work settings [p 649].

The participants were 39 volunteers (37 men and two women): 30 employees of a large trucking company and 9 from the Australian army’s transport corps. None showed signs of sleep apnoea, and on average they slept 7.54 hours before the alcohol day and 7.16 before the sleep-deprivation day, so they were not already sleep-deprived [pp 649 – 651].

The eight tests were computer-based: the Mackworth clock for passive vigilance, simple reaction time, tracking (eye–hand coordination), a dual task combining the two, symbol–digit coding, spatial memory, memory and search, and grammatical reasoning, with a self-rating of fatigue in every session [p 650].

The design was a randomized crossover: every participant went through both conditions, half starting with alcohol and half with sleep deprivation, with a night’s rest in between. After an afternoon of practice, testing began at about eight in the morning, two hours after waking. On the alcohol day: a baseline test, then four hourly doses, adjusted to each person’s body-fat percentage, weight, sex and age to reach 0.025%, 0.05%, 0.075% and 0.1%, with a test half an hour after each dose. On the sleep-deprivation day: the same sequence every hour for the first five hours, then every two hours for the next twenty, with the last test 28 hours after waking [pp 650 – 651].

At 0.05%, response times slowed by about 8–15% in reaction time, the dual task, the Mackworth test and coding, eye–hand coordination declined by about 10%, missed signals on the reaction-time test rose by 200%, false alarms on the Mackworth test by more than 50%, and self-rated tiredness by 77%. Grammatical reasoning and the memory-and-search test barely changed [pp 651 – 652].

At 0.1% everything got worse: missed signals were about seven times the baseline, false alarms three times, coordination fell by 50% and Mackworth test speed slowed by 42%, while the decline on the higher cognitive tests stayed at only about 10%. Alcohol, as the researchers observe, does not affect every function to the same degree [p 652].

Between seven in the evening and five in the morning (roughly 13 to 23 hours awake), Mackworth test speed slowed by 57%, the dual task by 27%, coding by 15% and simple reaction by 9%; coordination fell by 26 to 31%; missed signals rose by 187% for reaction time and by over 40% on the Mackworth clock, and false alarms by 200%. Reasoning and the memory-and-search task fell by only 5–10%. These are, as the researchers put it, much the same range of tests that alcohol affected. Self-rated tiredness climbed from 19.87 at the eight o’clock session to 75.47 at 03:44 [pp 652 – 653].

For each participant, compared against themselves, the researchers identified the number of hours awake at which their performance dropped below their own level at 0.05% and then at 0.1%. On average, equivalence with 0.05% came after 16.91 to 18.55 hours, depending on the test, that is between 22:38 and 00:17 in this study; equivalence with 0.1% came after 17.74 to 19.65 hours, that is between 23:28 and 01:23. Variation between tests was small: the first apparently affected was the Mackworth test, a little over 17 hours in, and the last the dual task [pp 653 – 654].

Abridged from Table 6 in the study (p 653); the share is the proportion of participants whose performance fell to that level within the analysis window. Reasoning and memory-and-search are omitted because they changed little with sleep loss, so equating them with alcohol could mislead, as the researchers say.

Being awake 16 to 17 hours is an ordinary day for most people, and the researchers say it could be argued that this familiar pattern does much to keep people safe; whoever stretches the day beyond it is likely to see performance decline enough to make injury far more likely, whoever drives home after a long working day may raise the chance of an accident, and a driver awake beyond 17–18 hours is likely to react markedly more slowly and to miss more information the longer the sleep loss goes on [p 654].

The researchers also point to the limits of their study: a single night without sleep after adequate rest, not the chronic partial sleep loss that work schedules impose for days and weeks, though a recent review suggests that is a serious risk; and the longest stretch awake coincided with the trough of the body clock, which may have magnified the effect, yet equivalence with 0.05% occurred between 22:00 and 00:00, well before that trough, so in their view the concern is sleep deprivation rather than the daily rhythm, even if the rhythm adds to the deterioration [p 654].

Their conclusion is that the effect of a moderate stretch awake cannot be discounted, that sleep at the end of the day is a condition for avoiding a drop in performance, and that countries that set a legal alcohol limit should consider similar standards for fatigue, keeping anyone who has gone 18 hours or more without sleep away from driving, flying and operating machinery [p 654].

• The source is a seven-page scientific paper in Occupational and Environmental Medicine, funded by the Federal Office of Road Safety. We obtained the full text from the Europe PMC copy, since the publisher’s page shows only the abstract.
• Not every participant fell to the alcohol level on every test, so the averages in the table are calculated only from those who did [p 651].