fNIRS技術(shù)用于心理負荷評估

研究目的：

功能性近紅外光譜（fNIR）是一種可現(xiàn)場部署的非侵入性光學(xué)腦監(jiān)測技術(shù)，可測量前額葉皮質(zhì)內(nèi)對感覺、運動或認知活動的反應(yīng)。fNIR安全、高度便攜、用戶友好且相對便宜，具有快速的應(yīng)用時間和近乎零的運行時成本，為現(xiàn)實條件下的心理負荷測量提供了一種潛在的便攜式系統(tǒng)。

研究方法：

前額葉皮層（PFC）在記憶和相關(guān)工作負荷的處理中起著重要作用。因此，可通過執(zhí)行標準化（n-back）和復(fù)雜認知任務(wù)（空中交通管制-ATC）來測量作業(yè)人員的心理負荷。研究表明，在n-back任務(wù)中，激活水平隨著任務(wù)難度的增加而增加，3-back比0-back和1-back條件下引起的氧合血紅蛋白增加更大。在模擬空中交通管制任務(wù)中也同樣表現(xiàn)出任務(wù)難度越大（18架飛機vs.6架飛機）氧合血紅蛋白增加量越大。

研究結(jié)論：

研究表明，用fNIR測量PFC的血流動力學(xué)反應(yīng)，可以有效地量化和分類精神負荷。fNIR測量對心理任務(wù)負荷和實踐水平敏感，為fNIR在現(xiàn)場應(yīng)用提供了依據(jù)，它能夠監(jiān)測與操作者相對認知負荷變化相關(guān)的血流動力學(xué)變化，有可能被部署在未來的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)環(huán)境中，以個性化培訓(xùn)方案或評估人類操作員在關(guān)鍵的多任務(wù)環(huán)境中所付出的努力。

圖1

圖2  

參考文獻：

Herff, C., Heger, D., Fortmann, O., Hennrich, J., Putze, F., & Schultz, T. (2013). Mental workload during n-back task-quantified in the prefrontal cortex using fNIRS. Front Hum Neurosci, 7, 935. doi:10.3389/fnhum.2013.00935