在使用功能近红外光谱仪的监视器中评估心理工作负载状态

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 认知心理学 认知心理学
• 生物医学工程 生物医学工程

背景情况:

• 技术的快速进步和系统的日益复杂化需要在监控角色中更深入地了解心理工作负载 (MWL).
• 功能近红外谱学 (fNIRS) 通过测量大脑活动的变化来评估MWL,提供了一种有前途的非侵入性方法.

研究的目的:

• 调查fNIRS在区分各种心理工作负载状态中的特定信号特征.
• 探索N-back任务难度,性能指标和前额叶皮层氧化水平之间的关系.

主要方法:

• 20名参与者参与了N-back任务,这是一项旨在诱导不同程度的心理工作负载的认知挑战.
• 收集了fnirs数据,以监测前额叶皮层中氧化血红蛋白 (hbo) 度的变化.
• 记录了性能指标和NASA任务负载指数 (NASA-TLX) 分数,以量化任务难度和主观工作负载.

主要成果:

• 随着N-back任务水平的提高,NASA-TLX得分显著增加,这表明精神工作量不断增加.
• 在N背任务中观察到氧化血红蛋白 (HbO) 度的显著差异,HbO表现为"反转的U"模式.
• 左背侧前额皮层 (DLPFC) 中的特定通道比右侧DLPFC更早地激活,而右侧DLPFC则承受了更大的工作负载.

结论:

• 不同的N-back任务难度可靠地诱导不同的心理工作负载状态,可以通过fNIRS测量.
• 观察到的HbO度变化和DLPFC激活模式提供了MWL的客观指标.
• fNIRS可以有效地评估MWL,随着工作负载的加剧,左侧DLPFC显示的参与时间比右侧DLPFC更早.