zurniimtpeМедицина труда и промышленная экологияRussian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology1026-94282618-8945FSBSI “Izmerov Research Institute of Occupational Health”10.31089/1026-9428-2026-66-2-133-140hqpnodzurniimtpe-4090Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯBRIEF REPORTSОценка состояния когнитивных функций человека при выполнении умственной деятельности в искусственной гипоксической средеAssessment of the state of human cognitive functions when performing mental activity in an artificial hypoxic environmenthttps://orcid.org/0000-0001-7590-431XШупоринЕвгений СергеевичShuporinEvgenii S.

И.о. зав. лаб. средств индивидуальной защиты и промышленных экзоскелетов ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова».

e-mail: ppe-lab@irioh.ru

Acting Head of the Laboratory and Researcher at the Laboratory for Personal Protective Equipment and Industrial Exosceletons (Izmerov Research Institute of Occupational Health).

e-mail: ppe-lab@irioh.ru

ppe-lab@irioh.ruhttps://orcid.org/0009-0004-2746-2915ЧудоваЕлена СтаниславовнаChudovaElena S.

Мл. науч. сотр. лаб. средств индивидуальной защиты и промышленных экзоскелетов ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова».

Junior Research Assistant at the Laboratory for Personal Protective Equipment and Industrial Exosceletons (Izmerov Research Institute of Occupational Health).

https://orcid.org/0009-0000-9760-8685ИльенкоОлег ВладимировичIlyenkoOleg V.

Мл. науч. сотр. лаб. средств индивидуальной защиты и промышленных экзоскелетов ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова».

Junior research assistant at the Laboratory for Personal Protective Equipment and Industrial Exosceletons (Izmerov Research Institute of Occupational Health).

https://orcid.org/0000-0001-5704-0650ГлуховДмитрий ВалерьевичGlukhovDmitry V.

Зав. лаб. физиологии труда и профилактической эргономики ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова», д-р. мед. наук.

e-mail: d.gluhov@irioh.ru

Head of the Laboratory of Physiology of Labor and Preventive Ergonomics (Izmerov Research Institute of Occupational Health), Dr. of Sci. (Med.).

e-mail: d.gluhov@irioh.ru

d.gluhov@irioh.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0180-5754ЕремееваАнастасия ГеннадьевнаEremeevaAnastasiya G.

Ст. науч. сотр. лаб. физиологии труда и профилактической эргономики ФГБНУ «НИИ МТ»; ассист. каф. медицины труда, авиационной, космической и водолазной медицины ФГАОУ ВО Первый МГМУ имени И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), канд. биол. наук.

e-mail: anastasia.merkoulova@gmail.com

Senior Researcher of Labor Physiology and Preventive Ergonomics of FSBSI IRIOH; assistant of department of occupational medicine, aviation, space and diving medicine of Sechenov First Moscow State Medical University, Cand. of Sci. (Biol.).

e-mail: anastasia.merkoulova@gmail.com

anastasia.merkoulova@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-4603-8034КалининаСветлана АлександровнаKalininaSvetlana A.

Ст. науч. сотр. лаб. физиологии труда и профилактической эргономики ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова», канд. биол. наук.

e-mail: kalininas.a.82@mail.ru

Senior Researcher of the Laboratory of Labor Physiology and Preventive Ergonomics (Izmerov Research Institute of Occupational Health), Cand. of Sci. (Biol.).

e-mail: kalininas.a.82@mail.ru

kalininas.a.82@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0004-2765-145XВагаИван НиколаевичVagaIvan N.

Инженер лаб. средств индивидуальной защиты и промышленных экзоскелетов ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова».

Engineer at the Laboratory for Personal Protective Equipment and Industrial Exosceletons (Izmerov Research Institute of Occupational Health).

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова»РоссияIzmerov Research Institute of Occupational HealthRussian FederationФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова»; ФГАОУ ВО Первый Московский Государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет)РоссияIzmerov Research Institute of Occupational Health; I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)Russian Federation202630032026662133140Copyright © Шупорин Е.С., Чудова Е.С., Ильенко О.В., Глухов Д.В., Еремеева А.Г., Калинина С.А., Вага И.Н., 20262026Шупорин Е.С., Чудова Е.С., Ильенко О.В., Глухов Д.В., Еремеева А.Г., Калинина С.А., Вага И.Н.Shuporin E.S., Chudova E.S., Ilyenko O.V., Glukhov D.V., Eremeeva A.G., Kalinina S.A., Vaga I.N.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.journal-irioh.ru/jour/article/view/4090

В связи с появлением и развитием систем противопожарной безопасности на основе гипоксической среды актуальной становится оценка умственной работоспособности специалистов в условиях кислородной недостаточности.

Цель исследования — оценка состояния когнитивных функций человека при эксплуатации средств противопожарной защиты объектов на основе нормобарической азотной гипоксической среды.

Оценка состояния функционального состояния организма проводилась в условиях лабораторной модели умственной трудовой деятельности с использованием медико-биологических методов: регистрация частоты сердечных сокращений, артериального давления, сатурации. Для оценки динамики показателей когнитивной деятельности использовались тест Струпа и зрительно-моторные тесты. Для субъективной оценки состояния проводилось анкетирование.

При пребывании в гипоксической среде отмечены снижение сатурации кислорода в крови и увеличение частоты сердечных сокращений. Изменение показателей когнитивных функций не было связано с воздействием гипоксии, однако незначительное изменение самочувствия было отмечено как в экспериментальной группе (увеличение головной боли), так и во всей выборке (головная боль, заторможенность, учащение сердцебиения).

Результаты исследования свидетельствуют, что при моделировании умственной деятельности в гипоксической среде в течение 30 минут показатели когнитивных функций и самочувствие работников не ухудшаются.

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Ограничения связаны с численностью выборки, но результаты, полученные у отдельных добровольцев, не противоречили друг другу. Исследование безопасности использования системы предотвращения пожара проводилось в искусственно созданных условиях, которые не полностью соответствовали реальным условиям работы, но характеристики гипоксической среды были воспроизведены. Исследования проводились только при среднем содержании кислорода в воздухе на уровне 14%, поскольку данный уровень предполагался как минимальный при использовании данной системы пожаротушения.

Этика

Этика. Исследование одобренного Локальным этическим комитетом ФГБНУ «НИИ МТ» (протокол № 2 заседания Локального этического комитета от 19.02.2025 г.).

Участие авторов

Участие авторов:Шупорин Е.С. — концепция и дизайн исследования, написание текста, редактирование;Чудова Е.С. — концепция и дизайн исследования, написание текста, редактирование;Ильенков О.В. — написание текста;Глухов Д.В. — написание текста;Еремеева А.Г. — сбор и обработка данных;Калинина С.А. — сбор и обработка данных;Вага И.Н. — сбор и обработка данных, редактирование.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления

Дата поступления: 15.12.2025 / Дата принятия к печати: 21.01.2026 / Дата публикации: 27.03.2026

Due to the emergence and development of fire safety systems based on a hypoxic environment, it is becoming relevant to assess the mental performance of specialists in conditions of oxygen deficiency.

The study aims to assess the state of the volunteers cognitive functions during the operation of fire protection facilities based on a normobaric nitrogen hypoxic environment.

The authors have assessed the state of the functional state of the body on a laboratory model of mental labor activity using biomedical methods: registration of heart rate, blood pressure and saturation. To assess the dynamics of cognitive activity indicators, they used the Stroop test and visual-motor tests. For a subjective assessment of the condition, the specialists conducted a survey.

The researchers noted a decrease in blood oxygen saturation and an increase in heart rate when in a hypoxic environment. Changes in cognitive function indicators were not associated with the effects of hypoxia, however, scientists noted a minor change in well-being both in the experimental group (increased headache) and in the entire sample (headache, sleepiness, rapid heartbeat).

The results of the study show that when simulating mental activity in a hypoxic environment for 30 minutes, the cognitive functions and well-being of employees do not deteriorate.

Limitations

Limitations. Limitations are associated with the sample size, but the results obtained from individual volunteers did not contradict each other. The experts conducted a safety study of the fire protection system in artificially created conditions that did not fully correspond to the actual working conditions, but the characteristics of the hypoxic environment were reproduced. The studies were conducted only with an average oxygen content of 14% in the air, since it was assumed that this level was the minimum when using this fire extinguishing system.

Ethics

Ethics. The study was approved by the Local Ethics Committee of the Izmerov Research Institute of Occupational Health (Minutes No. 2 of the meeting of the Local Ethics Committee dated 02/19/2025).

Contributions

Contributions:Shuporin E.S. — research concept and design, text writing, editing;Chudova E.S. — research concept and design, text writing, editing;Ilyenko O.V. — writing the text;Glukhov D.V. — writing the text;Eremeeva A.G. — data collection and processing;Kalinina S.A. — data collection and processing;Vaga I.N. — data collection and processing, editing.

Funding

Funding. The study had no funding.

Conflict of interests

Conflict of interests. The authors declare no conflict of interest.

Received

Received: 15.12.2025 / Accepted: 21.01.2026 / Published: 27.03.2026

гипоксияфункциональное состояниеумственная работоспособностькогнитивная деятельностьсистемы пожаротушенияhypoxiafunctional statemental performancecognitive activityfire extinguishing systemsReferencesKimmerle G. Aspects and methodology for the evaluation of toxicological parameters during fire exposure. The Journal of Fire and Flammability Combustion Toxicology Supplement. 1974; 1: 4-51.Kimmerle G. Aspects and methodology for the evaluation of toxicological parameters during fire exposure. The Journal of Fire and Flammability Combustion Toxicology Supplement. 1974; 1: 4-51.Angerer P., Nowak D. Working in permanent hypoxia for fire protection-impact on health. Int. Arch. Occ. and Environ. Health. 2003; 76(2): 87–102. https://doi.org/10.1007/s00420-002-0394-5Angerer P., Nowak D. Working in permanent hypoxia for fire protection-impact on health. Int. Arch. Occ. and Environ. Health. 2003; 76(2): 87–102. https://doi.org/10.1007/s00420-002-0394-5Литвицкий П.Ф. Гипоксия. Вопросы современной педиатрии. 2016; 15(1): 45–58. https://elibrary.ru/vlmfmxLitvitskiy P.F. Hypoxia. Voprosy sovremennoy pediatrii. 2016; 15(1): 45–58. https://elibrary.ru/vlmfmx (in Russian).DiPasquale D.M., Kolkhorst F.W., Nichols J.F. Effect of acute normobaric hypoxia on peripheral sweat rate. High Altitude Medicine & Biology. 2002; 3(3): 289–292. https://pubmed.ncbi.nlmфnih.gov/12396883/DiPasquale D.M., Kolkhorst F.W., Nichols J.F. Effect of acute normobaric hypoxia on peripheral sweat rate. High Altitude Medicine & Biology. 2002; 3(3): 289–292. https://pubmed.ncbi.nlmфnih.gov/12396883/Иванов А.О., Петров В.А., Бочарников М.С., Безкишкий Э.Н. Возможности длительного пребывания человека в аргоносодержащих газовых средах, снижающих пожароопасность гермообъектов. Экология человека. 2017; 1: 3–8. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2017-1-3-8Ivanov A.O., Petrov V.A., Bocharnikov M.S., Bezkishkiy E.N. The possibility of prolonged human exposure to argon-containing gas environments that reduce the fire hazard of hermetic facilities. Ekologiya cheloveka. 2017; 1: 3–8. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2017-1-3-8 (in Russian).Иванов А.О., Мотасов Г.П. Ерошенко А.Ю., Анистратенко Л.Г., Грошилин С.М., Линченко С.Н. и др. Влияние различных воздушных сред, применяемых для снижения пожароопасности обитаемых гермообъектов, на функциональное состояние человека. Медицина катастроф. 2019; 4: 24–28. https://elibrary.ru/hjzfnfIvanov A.O., Motasov G.P. Eroshenko A.Yu., Anistratenko L.G., Groshilin S.M., Linchenko S.N. et.al. The influence of various air environments used to reduce the fire hazard of inhabited hermetic facilities on the functional state of a person. Meditsina katastrof. 2019; 4: 24–28. https://elibrary.ru/hjzfnf (in Russian)Иванов А.О., Петров В.А., Безкишкий Э.Н., Гудков А.Б., Ерошенко А.Ю., Грошилин С.М. Оценка отдаленных последствий длительного непрерывного пребывания человека в аргоносодержащей гипоксической газовой среде. Экология человека. 2017; 6: 9–13. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2017-6-9-13Ivanov A.O., Petrov V.A., Bezkishkiy E.N., Gudkov A.B., Eroshenko A.Yu., Groshilin S.M. et.al. Assessment of the long-term consequences of prolonged continuous human exposure to argon-containing hypoxic gas environment. Ekologiya cheloveka. 2017; 6: 9–13. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2017-6-9-13 (in Russian).Безкишкий Э.Н., Иванов А.О., Петров В.А., Ерошенко А.Ю., Грошилин В.С., Анистратенко Л.Г. и др. Работоспособность человека при периодическом пребывании в гипоксических воздушных средах, снижающих пожароопасность гермообъектов. Экология человека. 2018; 9: 4–11. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2018-9-4-11Bezkishkiy E.N., Ivanov A.O., Petrov V.A., Eroshenko A.Yu., Groshilin V.S., Anistratenko L.G. et.al. Human performance during periodic stay in hypoxic air environments that reduce the fire hazard of hermetic facilities. Ekologiya cheloveka. 2018; 9: 4–11. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2018-9-4-11 (in Russian).Петрукович В.М., Иванов А.О., Зотов М.В., Федоров С.И. Влияние гипоксии на умственную работоспособность операторов с различными стратегиями переработки информации в оперативной памяти. Вестник Санкт-Петербургского университета. Социология. 2015: 3: 27–37. https://elibrary.ru/slsefzPetrukovich V.M., Ivanov A.O., Zotov M.V. Fedorov S.I. The effect of hypoxia on the mental performance of operators with different strategies for processing information in short-term memory. Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta. Sotsiologiya. 2015; 3: 27-37. https://elibrary.ru/slsefz (in Russian).McCarthy D., Miller O.T. Effects of mild hypoxia on decision making: a signal detection approach. Engineering Psychology and Cognitive Ergonomics. 1997; 1: 237–244.McCarthy D., Miller O.T. Effects of mild hypoxia on decision making: a signal detection approach. Engineering Psychology and Cognitive Ergonomics. 1997; 1: 237–244.Loprinzi P.D., Matalgah A., Crawford L. Yu J.J., Kong Z., Wang B. et al. Effects of Acute Normobaric Hypoxia on Memory Interference. Brain Sci. 2019; 9: 323. https://doi.org/10.3390/brainsci9110323Loprinzi P.D., Matalgah A., Crawford L. Yu J.J., Kong Z., Wang B. et al. Effects of Acute Normobaric Hypoxia on Memory Interference. Brain Sci. 2019; 9: 323. https://doi.org/10.3390/brainsci9110323Li L., Zhou Y., Zou S., Wang Y. The Effects of High-Altitude Mountaineering on Cognitive Function in Mountaineers: A Meta-Analysis. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2023; 20: 5101. https://doi.org/10.3390/ijerph20065101Li L., Zhou Y., Zou S., Wang Y. The Effects of High-Altitude Mountaineering on Cognitive Function in Mountaineers: A Meta-Analysis. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2023; 20: 5101. https://doi.org/10.3390/ijerph20065101Post T.E., Heijn L.G., Jordan J., van Gerven J.M.A. Sensitivity of cognitive function tests to acute hypoxia in healthy subjects: a systematic literature review. Front. Physiol. 2023; 14: 1244279. https://doi.org/10.3389/fphys.2023.1244279Post T.E., Heijn L.G., Jordan J., van Gerven J.M.A. Sensitivity of cognitive function tests to acute hypoxia in healthy subjects: a systematic literature review. Front. Physiol. 2023; 14: 1244279. https://doi.org/10.3389/fphys.2023.1244279Pilmanis A.A., Balldin U.I., Fischer J.R. Cognition Effects of Low-Grade Hypoxia. Aerosp Med Hum Perform. 2016; 87(7): 596–603. https://doi.org/10.3357/AMHP.4558.2016Pilmanis A.A., Balldin U.I., Fischer J.R. Cognition Effects of Low-Grade Hypoxia. Aerosp Med Hum Perform. 2016; 87(7): 596–603. https://doi.org/10.3357/AMHP.4558.2016Ando S., Hatamoto Y., Sudo M., Kiyonaga A., Tanaka H., Higaki Y. The Effects of Exercise Under Hypoxia on Cognitive Function. PLoS ONE. 2013; 8(5): e63630. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0063630Ando S., Hatamoto Y., Sudo M., Kiyonaga A., Tanaka H., Higaki Y. The Effects of Exercise Under Hypoxia on Cognitive Function. PLoS ONE. 2013; 8(5): e63630. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0063630Жильцова И.И., Благинин А.А., Михеева Г.Ф. Гипоксическая тренировка как метод коррекции пограничных функциональных состояний организма операторов сложных эргатических систем. В кн.: Гипоксическая тренировка как метод коррекции пограничных функциональных состояний организма операторов сложных эргатических систем: Монография. Нижневартовск: Изд-во Нижневарт. гос. ун-та. 2015: 106. https://elibrary.ru/xwarntBlaginin A.A., Zhil'tsova I.I., Mikheeva G.F. Hypoxic training as a method of correction of borderline functional states of the body of operators of complex ergatic systems. In: Hypoxic training as a method of correction of borderline functional states of the body of operators of complex ergatic systems: The monograph. Nizhnevartovsk: Izd-vo Nizhnevart. gos. un-ta, 2015: 106. https://elibrary.ru/xwarnt (in Russian)Загайная Е.Э., Щекочихин Д.Ю., Копылов Ф.Ю., Глазачев О.С., Сыркин А.Л., Сазонтова Т.Г. Интервальные гипоксические тренировки в кардиологической практике. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2014; 7(6): 28–34. https://elibrary.ru/tjwtvjZagaynaya E.E., Shchekochikhin D.Yu., Kopylov F.Yu., Glazachev O.S., Syrkin A.L., Sazontova T.G. Interval hypoxic training in cardiology practice. Kardiologiya i serdechno-sosudistaya khirurgiya. 2014; 7(6): 28–34. https://elibrary.ru/tjwtvj (in Russian).Иорданская Ф.А. Гипоксия в тренировке спортсменов и факторы, повышающие её эффективность. Изд-во «СПОРТ»; 2019. https://elibrary.ru/vrtcpzIordanskaya F.A. Hypoxia in athletes' training and factors that increase its effectiveness. Izd-vo «SPORT». 2019: 200. https://elibrary.ru/vrtcpz (in Russian).Rybnikova E.A., Nalivaeva N.N., Zenko M.Y., Baranova K.A. Intermittent hypoxic training as an effective tool for increasing the adaptive potential, endurance and working capacity of the brain. Front. Neurosci. 2022; 16: Art. No. 941740. https://doi.org/10.3389/fnins.2022.941740Rybnikova E.A., Nalivaeva N.N., Zenko M.Y., Baranova K.A. Intermittent hypoxic training as an effective tool for increasing the adaptive potential, endurance and working capacity of the brain. Front. Neurosci. 2022; 16: Art. No. 941740. https://doi.org/10.3389/fnins.2022.941740Chroboczek M., Kostrzewa M., Micielska, K., Grzywacz, T., Laskowski R. Effect of Acute Normobaric Hypoxia Exposure on Executive Functions among Young Physically Active Males. J. Clin. Med. 2021; 10: 1560. https://doi.org/10.3390/jcm10081560Chroboczek M., Kostrzewa M., Micielska, K., Grzywacz, T., Laskowski R. Effect of Acute Normobaric Hypoxia Exposure on Executive Functions among Young Physically Active Males. J. Clin. Med. 2021; 10: 1560. https://doi.org/10.3390/jcm10081560Hanning C.D., Alexander-Williams J.M. Pulse oximetry: a practical review. BMJ. 1995; 311(7001): 367−370. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/7640545/Hanning C.D., Alexander-Williams J.M. Pulse oximetry: a practical review. BMJ. 1995; 311(7001): 367−370. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/7640545/Гришин О.В., Басалаева С.В., Устюжанинова Н.В. Уманцева Н.Д., Гладырь С.Н. Реакции внешнего дыхания и интенсивность энергетического обмена у неадаптированных к гипоксии людей в условиях нарастающей гипоксии. Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2014; 51: 8–14. https://elibrary.ru/rzaqklGrishin O.V., Basalaeva S.V., Ustyuzhaninova N.V. Umantseva N.D., Gladyr' S.N. Reactions of external respiration and intensity of energy metabolism in people who are not adapted to hypoxia in conditions of increasing hypoxia. Byulleten' fiziologii i patologii dykhaniya. 2014; 51: 8–14 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.