Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mối tương quan tâm sinh lý trong điều kiện áp lực nhận thức
Tóm tắt
Thế giới công việc hiện đại thách thức não bộ trong nhiều lĩnh vực chức năng điều hành của nó. Mục tiêu của nghiên cứu trong phòng thí nghiệm này là tìm kiếm mối liên hệ giữa các tham số điện não đồ (EEG) và biến thiên nhịp tim (HRV) trong điều kiện căng thẳng nhận thức - tức là tìm kiếm các yếu tố tương ứng với mức độ căng thẳng, nhằm có thể đưa ra những nhận định tương tự về sự căng thẳng tâm lý dựa trên các tham số HRV. Hơn nữa, trong các nghiên cứu tương lai ở môi trường làm việc thực tế, nhân viên không nên bị tác động thêm bởi các phương pháp đo lường như EEG. Nghiên cứu đã có sự tham gia của 22 tình nguyện viên khỏe mạnh. Quy trình thí nghiệm bao gồm ba bài kiểm tra tâm lý tiêu chuẩn từ hệ thống kiểm tra Vienna, thời gian nghỉ ngơi cùng với các đo lường liên tục về EEG và điện tâm đồ (EKG). Cả sự thay đổi của các tham số HRV và sự thay đổi trong các tham số EEG của các dải tần khác nhau đều cho thấy có các phản ứng điều chỉnh đối với các bài kiểm tra tâm lý. Đối với các yếu tố tương ứng giữa HRV và EEG, đặc biệt nổi bật là các tham số HRV: đơn vị bình thường hóa tần số thấp (LF nu), đơn vị bình thường hóa tần số cao (HF nu) và tỷ lệ của các khoảng RR liên tiếp mà chênh lệch hơn 50 ms (pNN50), có thể đưa ra một số kết luận về mức độ căng thẳng tâm lý được xác định bằng EEG theo một số tiêu chí nhất định. Không có các tham số HRV cụ thể nào được tìm thấy có sự tương quan xuyên suốt trong tất cả các bài kiểm tra và dải tần với các tham số quang phổ của EEG. Những lý do cho điều này có thể nằm ở các yêu cầu nhận thức khác nhau của ba bài kiểm tra tâm lý này.
Từ khóa
#kognitives Belastung #Elektroenzephalogramm #Herzfrequenzvariabilität #psychometrische Tests #mentale BeanspruchungTài liệu tham khảo
Başar E, Başar-Eroglu C, Karakaş S et al (2001) Gamma, alpha, delta, and theta oscillations govern cognitive processes. Int J Psychophysiol 39(2-3):241–248
Başar E, Güntekin B (2013) Review of delta, theta, alpha, beta, and gamma response oscillations in neuropsychiatric disorders. Suppl Clin Neurophysiol 62:303–341
Böckelmann I, Peter B, Pfister EA (2006) Beanspruchungsreaktionen bei mentalen Provokationsaufgaben im Labor und arbeitplatzbezogene Stressverarbeitung männlicher Akademiker einer Universität. Arbeitsmed Sozialmed Umweltmed 2006(4):197–209
Böckelmann I (2012) Analyse der Herzfrequenzvariabilität (HRV) – praktische Relevanz. Zbl Arbeitsmed 62(5):275–279
Böckelmann I, Sammito S (2016) Herzfrequenzvariabilität. Handbuch der Arbeitsmedizin : Arbeitsphysiologie, Arbeitspsychologie, klinische Arbeitsmedizin, Prävention und Gesundheitsförderung. ecomed Medizin, Landsberg, S 1–32
Böckelmann I (2018) Auswirkungen neuer Arbeitswelten auf die Menschen. Arbeitsmed Sozialmed Umweltmed 53(5):308–311
Borg GA (1982) Psychophysical bases of perceived exertion. Med Sci Sports Exerc 14(5):377–381
Brookings JB, Wilson GF, Swain CR (1996) Psychophysiological responses to changes in workload during simulated air traffic control. Biol Psychol 42(3):361–377
Buzsáki G (2006) Rhythms of the brain. Oxford University Press, Oxford
Dorn A, Minow A, Darius S et al (2019) Auswirkungen von Aufmerksamkeitstests unterschiedlicher kognitiver Anforderungen auf die Auslenkung der HRV-Parameter. Zbl Arbeitsmed 41(4):197
Drössler S, Steputat A, Schubert M et al (2018) Informationsüberflutung durch digitale Medien am Arbeitsplatz. Zbl Arbeitsmed 68(2):77–88
Forte G, Favieri F, Casagrande M (2019) Heart rate variability and cognitive function: a systematic review. Front Neurosci 13:710
Galetta SL (Hrsg) (2014) Encyclopedia of the neurological sciences, 2. Aufl. Academic Press, Oxford
Gevins A, Smith ME, McEvoy L et al (1997) High-resolution EEG mapping of cortical activation related to working memory: effects of task difficulty, type of processing, and practice. Cereb Cortex 7(4):374–385
Gevins A, Smith ME (2000) Neurophysiological measures of working memory and individual differences in cognitive ability and cognitive style. Cereb Cortex 10(9):829–839
Goodale MA, Milner AD (1992) Separate visual pathways for perception and action. Trends Neurosci 15(1):20–25
Hansen AL, Johnsen BH, Thayer JF (2003) Vagal influence on working memory and attention. Int J Psychophysiol 48(3):263–274
Harmony T (2013) The functional significance of delta oscillations in cognitive processing. Front Integr Neurosci 7:83
Inouye T, Shinosaki K, Iyama A et al (1994) Potential flow of frontal midline theta activity during a mental task in the human electroencephalogram. Neurosci Lett 169(1-2):145–148
Joiko K, Schmauder M, Wolff G (2010) Psychische Belastung und Beanspruchung im Berufsleben, 5. Aufl. Baua, Dortmund
Kim DH, Lipsitz LA, Ferrucci L et al (2006) Association between reduced heart rate variability and cognitive impairment in older disabled women in the community: women’s health and aging study I. J Am Geriatr Soc 54(11):1751–1757
Klimesch W (1999) EEG alpha and theta oscillations reflect cognitive and memory performance: a review and analysis. Brain Res Brain Res Rev 29(2-3):169–195
Knyazev GG (2012) EEG delta oscillations as a correlate of basic homeostatic and motivational processes. Neurosci Biobehav Rev 36(1):677–695
Sá Canabarro SL, Garcia A, Satler C et al (2017) Interaction between neural and cardiac systems during the execution of the stroop task by young adults: electroencephalographic activity and heart rate variability. AIMS Neurosci 4(1):28–51
Makeig S, Bell AJ, Jung T‑P et al (1996) Independent component analysis of electroencephalographic data. Adv Neural Inf Process Syst 9:8
Malik M (1996) Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Task force of the European society of cardiology and the north American society of pacing and electrophysiology. Eur Heart J 17(3):354–381
Marschall J, Hildebrandt S, Nolting H‑D (2019) DAK-Gesundheitsreport 2019
Nicholls MER, Thomas NA, Loetscher T et al (2013) The flinders handedness survey (FLANDERS): a brief measure of skilled hand preference. Cortex 49(10):2914–2926
Posner MI, Petersen SE (1990) The attention system of the human brain. Annu Rev Neurosci 13:25–42
Posner MI, Rothbart MK (1992) Attentional mechanisms and conscious experience. The neuropsychology of consciousness. Elsevier, Amsterdam, S 91–111
Pumprla J, Howorka K, Groves D et al (2002) Functional assessment of heart rate variability: physiological basis and practical applications. Int J Cardiol 84(1):1–14
Rohmert W, Rutenfranz J (1975) Arbeitswissenschaftliche Beurteilung der Belastung und Beanspruchung an unterschiedlichen industriellen Arbeitsplätzen. Bundesminister für Arbeit und Sozialordnung Referat Öffentlichkeitsarbeit, Bonn
Sammer G, Blecker C, Gebhardt H et al (2007) Relationship between regional hemodynamic activity and simultaneously recorded EEG-theta associated with mental arithmetic-induced workload. Hum Brain Mapp 28(8):793–803
Sammito S, Darius S, Böckelmann I (2011) Validierungsstudie zum Einsatz eines funklosen Brustgurtsystems zur Messung der Herzratenvariabilität unter Ruhebedingungen und in Fahrzeugen. Arbeitsmed Sozialmed Umweltmed 46(2):60–65
Sammito S, Böckelmann I (2012) Validierung von drei verschiedenen Systemen zur Erfassung der Herzschlagfrequenz in Sanitätsfahrzeugen. ErgoMed 36(2):38–45
Sammito S, Thielmann B, Seibt R et al (2014) AWMF Leitlinie: Nutzung der Herzschlagfrequenz und der Herzfrequenzvariabilität in der Arbeitsmedizin und der Arbeitswissenschaft
Sammito S, Thielmann B, Seibt R et al (2015) Guideline for the application of heart rate and heart rate variability in occupational medicine and occupational science
Schellig D (2013) Manual Block-Tapping-Test vorwärts Block-Tapping-Test rückwärts Supra-Blockspannen-Test (Version 25 – Revision 3)
Schuhfried G (2011) Manual cognitrone (Version 42)
Schuhfried G (2012) Manual Determinationstest (Version 35)
Shen MJ, Zipes DP (2014) Role of the autonomic nervous system in modulating cardiac arrhythmias. Circ Res 114(6):1004–1021
Smith ME, Gevins A, Brown H et al (2001) Monitoring task loading with multivariate EEG measures during complex forms of human-computer interaction. Hum Factors 43(3):366–380
Staudt F (Hrsg) (2014) Kinder-EEG. Thieme, Stuttgart
Stenfors CUD, Hanson LM, Theorell T et al (2016) Executive cognitive functioning and cardiovascular autonomic regulation in a population-based sample of working adults. Front Psychol 7:1536
Stuss DT (1992) Biological and psychological development of executive functions. Brain Cogn 20(1):8–23
Thayer JF, Hansen AL, Saus-Rose E et al (2009) Heart rate variability, prefrontal neural function, and cognitive performance: the neurovisceral integration perspective on self-regulation, adaptation, and health. Ann Behav Med 37(2):141–153
Thayer JF, Yamamoto SS, Brosschot JF (2010) The relationship of autonomic imbalance, heart rate variability and cardiovascular disease risk factors. Int J Cardiol 141(2):122–131
Welch P (1967) The use of fast Fourier transform for the estimation of power spectra: a method based on time averaging over short, modified periodograms. IEEE Trans Audio Electroacoust 15(2):70–73
Wilson GF (2002) An analysis of mental workload in pilots during flight using multiple psychophysiological measures. Int J Aviat Psychol 12(1):3–18
Wilson GF, Russell CA (2003) Operator functional state classification using multiple psychophysiological features in an air traffic control task. Hum Factors 45(3):381–389