fNIRS,EEG,ECG和GSR揭示了复杂,动态变化的环境对认知负载,情绪状态和表现的影响,但不是生理压力
Henrikke Dybvik1,2,3, Christian Kuster Erichsen2, Chris Snider1
1School of Electrical, Electronic and Mechanical Engineering, University of Bristol, Bristol, United Kingdom.
Frontiers in human neuroscience
|June 18, 2025
概括
这项研究调查了在Tetris游戏过程中使用多种生理测量方法的认知负载和压力. 工作量增加使认知负载和压力升高到一个点,之后精神疲劳发生,影响表现和情感状态.
科学领域:
- 认知心理学 认知心理学
- 神经科学是一个神经科学.
- 人与计算机的互动.
背景情况:
- 了解认知负载和压力对于设计有效的人机交互至关重要.
- 动态环境给认知和情感调节带来了独特的挑战.
研究的目的:
- 在动态变化的环境中研究认知负载和压力反应,使用多式生理和性能测量方法.
- 在不同的工作负载条件下区分eustress和stress.
主要方法:
- 功能性近红外光谱学 (fNIRS),电脑图 (EEG),心电图 (ECG),皮电活动 (EDA),性能指标和主观报告从30名参与者玩Tetris.
- 使用了三个游戏条件:Easy (持续低难度),Hard (持续高难度) 和Ramp (逐渐增加难度).
主要成果:
- 性能随着难度的增加而下降 (Easy> Ramp> Hard).
- 认知负载和压力通常随着工作量增加而增加,但在非常高的水平下降,表明精神疲劳或脱离.
- 在持续高工作负载下,EEG表示精神疲劳 (Delta功率增加).
- 生理压力 (ECG,EDA) 显示条件之间的差异很小,而主观评分显示了不同的情绪状态 (eustress in Easy, distress in Hard).
结论:
- 认知负载和压力是复杂的,对工作负载的非线性反应,受精神疲劳和脱离的影响.
- 主观的情感状态 (eustress和 distress) 可能与客观的生理应激反应有很大差异.
- 多模式评估对于全面了解复杂交互系统中人类反应至关重要.
