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事件相关电位在脑力疲劳研究中的应用
本文介绍了事件相关电位技术在脑力疲劳研究领域的应用情况。从一般认知负荷和特定环境下的脑力疲劳研究进展两个部分进行了综述，回顾了事件相关电位的电生理指标在认知加工活动中的作用，并分析了脑力疲劳对电生理指标的影响。
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一种与N-Back诱发脑力疲劳相关的特异性脑电网络结构
探究脑力疲劳引起的静息态脑电网络结构的改变,以及体力疲劳的引入对脑力疲劳相关脑电网络的影响.分别以2-back实验和功率自行车诱发脑力、体力疲劳,采集10名被试脑力疲劳前后以及体脑疲劳前后4种状态下20个导联的静息脑电信号(EEG),进行偏定向相干因果性分析.对被试的脑电网络连接逐个进行威尔科克森符号秩检验,选择PDC值显著性大于阈值的连接赋为1,构建出二值化脑电网络.通过对疲劳前后脑电网络的比较与拆分计算,提取出一个N-back实验下与脑力疲劳相关的特异性脑电网络结构,该网络以额区的FP2导联为中枢节点,呈现出由全脑所有导联指向FP2的规律.在脑力疲劳和体脑疲劳两种疲劳状态下,该网络的连接形式基本保持一致,连接系数分别是4.060 3和4.142 1,没有发生显著改变,所以是一种相对独立、稳定并与脑力疲劳密切相关的功能网络.该方法和结果有望为研究脑力疲劳和探索体脑疲劳交互影响机制提供一个新的视角.
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轮班制对护士疲劳感的影响与对策
目的 探讨护士轮班制和轮班方式对护士疲劳的影响.方法 采用描述性相关性研究的设计方法,应用疲劳量表-14随机调查9家三级甲等医院的1 875名护士.结果 不同轮班频次的护士在总体疲劳感方面存在统计学意义(P<0.05).个体轮夜班频次越频繁,其总体疲劳越明显.同专职上白班的护士相比,1年内值夜班护士的躯体疲劳感强,但是不同轮夜班方式个体的躯体疲劳感无统计学意义(P>0.05).结论 各级管理者应加强对轮夜班护士的关爱,以促进其身心健康.
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威胁人类健康的重要问题——亚健康
一、概念亚健康是健康与疾病的中间状态,无论是身体还是心理均处于一种非健康的状态.20世纪80年代末,美国疾病控制中心将一些慢性、反复发作,脑力疲劳和体力疲劳为特征的症候群,命名为"慢性疲劳综合症".
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基于脑电功率谱特征的脑力疲劳分析
目的 研究连续数学运算对脑力疲劳的影响,探讨脑电的功率谱特征与脑力疲劳之间的关系,寻找脑力疲劳程度评价的客观指标.方法 对连续数学运算前后以及休息后3种状态下脑电的功率谱重心频率以及功率谱熵进行了分析,并采用主观评价和行为学方法对3种状态进行对照分析.结果 连续数学运算后脑电功率谱重心频率以及功率谱熵显著降低,主观感觉疲劳程度、数学运算及PVT测试的平均反应时间显著增加;休息后脑电功率谱特征、主观感觉疲劳程度及反应时间的变化规律相反.结论 脑电功率谱重心频率以及功率谱熵与脑力疲劳有较强的相关性,随着脑力疲劳程度的增加,脑电功率谱重心频率以及功率谱熵降低.同时脑电功率谱特征与主观评价和行为学分析结果有较强的一致性,有望成为衡量脑力疲劳程度的客观指标.
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监控作业脑力疲劳综合评定方法研究
目的 探讨眼动、心率变异性指标与监控作业脑力疲劳间的关系,寻找客观指标,构建脑力疲劳综合评定方法.方法 20名受试者进行1h模拟监控作业,利用眼动仪和Hoher记录作业过程中的眼动和心电数据.以闪光融合频率和监控作业反应时为依据,将受试者分为疲劳组与不疲劳组,对作业前后各指标进行对比分析.结果 作业后,主观疲劳感、眼睑闭合度、LF/CF上升,反应时延长,闪光融合频率、HF(AU)下降.结论 脑力疲劳后,可利用心理学、眼睑闭合度、心率变异性等指标对监控作业脑力疲劳进行多层次综合定性、定量评定.
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自适应多维N-back认知负荷模型下的脑网络研究
目的 弥补传统N-back实验只考察单一维度工作记忆内容的不足,设计多样化的脑力负荷任务,从多方位深入研究脑疲劳及认知负荷.方法 从位置、颜色、形状3个维度划分3个等级,并根据反应正确率自动调节等级,构成自适应多维N-back认知负荷新范式,研究新范式下受试者的行为绩效、脑电频谱特征及脑网络变化.结果 在l-back与2-back任务中,随着认知任务维度升级、脑力负荷增加,脑电alpha/beta功率比下降,PDC脑网络中各脑区之间的信息流增强且不同维度任务的信息流向与当前任务紧密相关.结论 自适应多维N-back实验范式比传统单一维度N-back任务能多方位充分调动大脑认知功能、加速消耗脑力资源并影响其行为绩效,有望为更深层次研究脑认知与脑疲劳提供新思路.
关键词： 多维N-back任务 偏定向相干脑网络 脑力疲劳 认知负荷 -
持续工作负荷所致脑力疲劳对静态平衡能力变化的影响
目的 研究人体在持续工作负荷的脑力疲劳状态下静态平衡能力的变化；评价测试姿势“双足矢状位”和测试方法“NO+反应时”对于疲劳的敏感程度.方法 受试者进行4h的连续脑力负荷作业,分别在时间点0h,lh,2h,3h和4h测试静态姿势图、反应时、闪烁临界频率等指标,并进行NASA-TLX量表评定.结果 反应时、闪烁临界频率、NASA-TLX量表评分随着工作负荷时间增加,差异具有统计学意义(P＜0.05).静态姿势图指标反映出的晃动逐渐增加,在时间点3h达到大(P＜0.05),在时间点4h略下降.结论 在持续的工作负荷下,静态平衡能力随负荷时间逐渐下降；“双足矢状位”的姿势时,一些重心晃动指标可以在一定程度上反应出疲劳的状态；“NO+反应时”中的静态姿势测试不能敏感地反映志愿者的疲劳状态.
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两种去除脑电信号中眼动伪迹的方法比较及其在脑力疲劳测量中的应用
目的 找到更优脑电信号预处理方法和测量脑力疲劳的更佳指标.方法 分别采用伪迹减法和独立分量分析法去除原始脑电伪迹,然后采用小波分解与重构的方法将相关信号提取,后对不同节律能量百分比和能量对比进行分析.结果 两种预处理方法得到各节律能量百分比和不同节律之间的能量这3个指标在脑力疲劳前对比结果基本一致,其中E (alpha)/E (beta)、 E(theta+alpha)/E (beta)、E(delta+ theta+ alpha)/E(beta)这3个指标在脑力疲劳前后有显著差异,采用独立分量分析进行预处理得到的能量指标差异性更显著.结论脑力疲劳前后脑电信号各节律的能量百分比和不同节律之间的能量对比发生了变化,低频段能量百分比增大,高频段能量百分比减小,这些特征的组合可应用到脑力疲劳的监测中.
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模拟飞行任务对飞行员认知能力和心率变异性的影响
目的 通过持续任务操作建立飞行员脑力疲劳模型,比较任务前后飞行员认知能力的变化,探究任务过程中心率变异性的变化规律,为筛选飞行员功能状态的客观监测指标提供依据.方法 选取30名被试完成持续4h的模拟飞行任务,采用自身前后对照设计,在任务前后完成斯坦福嗜睡量表(SSS)、警戒作业任务模拟(PVT)和注意力转换测试(SAT).在模拟飞行过程中对飞行员的心电指标进行监测.结果 模拟飞行任务后,30名被试SSS评分升高(P＜0.05),PVT和SAT反应时间延长(P＜0.05).在模拟飞行过程中,心率(F=9.81,P＜0.05)和心率变异性的时域指标即相邻R-R间期差值的均方根(RMSSD) (F=4.75,P＜0.05)有显著性变化,心率下降,RMSSD升高;其他心率变异性指标变化差异无统计学意义.结论 认知能力相关指标判断脑力疲劳具有较好的敏感性,心电指标对于判别脑力疲劳具有一定的约束性.
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军智Ⅰ号饮料包对长时连续脑力作业神经行为功能的改善作用研究
目的：评估本中心研制的军智Ⅰ号饮料包对长时连续脑力作业神经行为功能的改善作用。方法选取某军校40名学员为受试者，随机分为对照组（n＝20）和干预组（n＝20），受试者于测试日进行连续10 h（8∶00～18∶00）高强度脑力作业，干预组于12∶50服用军智Ⅰ号，所有受试者于17∶00按照WHO规定的测试方法、顺序及分组进行WHO神经行为核心测试组合（ neurobehavioral core test battery，WHO－NCTB）测试及注意广度测试。结果 WHO－NCBT测试发现，长时连续脑力作业后干预组心境状态较对照组稳定，表现为不良情绪得分较低，而正性情绪得分较高；干预组较对照组简单反应时测试平均反应时间缩短且错误反应次数减少，数字倒序、视觉保留及数字译码、习惯用手提转捷度及目标追踪正确数则明显增加（P＜0．05）。此外，干预组在长时连续脑力作业后注意广度测试正确数也显著高于对照组（P＜0．05）。结论本中心研制的军智Ⅰ号饮料包可显著改善长时连续脑力作业后期神经行为功能，具有延缓脑力疲劳产生、保护和增强认知功能的作用。
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脑力疲劳对飞行员功能状态的影响及其评定
目的 通过对比海军航空兵在完成飞行任务前后反应时和静态立位平衡能力的变化情况评估九灯反应时测试和静态立位平衡测试对脑力疲劳的敏感程度,为建立客观监测飞行人员功能状态的有效指标提供可行性建议.方法 在飞行前后对飞行人员进行九灯反应时测试和静态立位平衡测试,静态立位平衡测试包括睁眼站立和睁眼站立于脚垫上2种姿势.九灯反应时测试的分析指标为正确率、第一反应答题平均时间和正确答题平均时间;静态立位平衡测试的分析指标为姿势晃动轨迹的总轨迹长(whole path length,WPL)、有效值面积(effective value area,EVA)、重心轨迹的外周面积(circumference area,CA)、单位面积轨迹长(unit area path length,UAPL).通过对数据进行整理,采用独立样本t检验进行统计分析.结果 在飞行任务完成后,九灯反应时测试中第一反应答题平均时间和正确答题平均时间均有明显延长(P<0.05),正确率无明显改变.静态立位平衡测试的各项指标晃动轨迹有一定的变化趋势,但差异无统计学意义.结论 反应时是脑力疲劳状态评估的敏感性指标,静态平衡能力是否可以作为分析脑力疲劳状态的客观指标仍需不断完善研究,为客观评估功能状态提供科学依据.
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午睡剥夺诱发脑力疲劳对认知能力和心率变异性的影响
目的 通过建立午睡剥夺的脑力疲劳模型,探究午睡剥夺诱发的脑力疲劳对认知功能和心率变异性的影响,为筛选快速有效的监测指标提供参考依据.方法 选取34名受试者在12:00、15:00和18:00分别填写斯坦福嗜睡量表(stanford sleepiness scale,SSS),完成认知能力测试和心率变异性的监测.认知能力测试包括警戒作业任务模拟(psychomotor vigilance task,PVT)、选择性注意力测试(choice reaction time,CRT)、注意力转换测试(shift attention test,SAT)、符号译码(digit symbol substitution test,DSST)、手指敲击(finger tapping test,FTT).采用重复测量的统计学方法处理数据.结果 午睡剥夺后,受试者的SSS评分显著升高(P<0.05),其中15:00的评分高,主观疲劳感明显.评估认知能力的PVT、CRT、SAT、DSST和FTT在午睡剥夺后差异均有统计学意义(P<0.05),在15:00反应时延长明显.心率变异性(heart rate variability,HRV)的时域指标相邻R-R间期差值的均方根(root mean square of the successive normal intervals difference,RMSSD)和频域指标高频成分(high frequency normalized unit,HFnu)差异均有统计学意义(P<0.05).且RMSSD和HFnu在15:00均表现有显著上升.而低频成分(1ow frequency normalized unit,LFnu)和LF/HF虽有变化趋势,但差异无统计学意义(P>0.05).结论 认知能力指标是监测脑力疲劳较为敏感的指标.将生理指标和认知能力指标相结合可对脑力疲劳评估提供科学依据.
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脑力疲劳的实验室诱发模型和评价手段研究进展
对脑力疲劳的研究,一方面需要在实验室建立脑力疲劳的诱发模型,另一方面需要对脑力疲劳的程度进行评价.本文回顾了:(1)脑力疲劳的诱发模型,包括:睡眠剥夺、连线测验(TMT)、Go/No-Go范式、S1-S2线索任务以及需要持续注意和优势抑制的AX-CPT任务；(2)脑力疲劳的评价手段,包括:心理指标中的主观评定、情绪和元认知,行为指标中的反应时、平衡能力及生理指标中的心率变异性(HRV)和脑电(EEG),以期为运动员脑力疲劳研究提供实践参考依据.
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脑力疲劳对飞行员认知功能的影响及相关认知指标探讨
目的 筛选评估飞行员脑力疲劳的客观指标,为飞行员航卫保障提供依据.方法 选取20名男性飞行员,在持续飞行任务前后对其注意力、执行能力和运动控制能力进行评估.运用警戒作业模拟任务(psychomotor vigilance task,PVT)衡量持续性注意力和警觉性,选择注意力测试(choice reaction time,CRT)和注意力转换测试(shifting attention test,SAT)分别考察选择性注意力和注意力转换能力,执行功能评估运用符号译码测试(digit symbol substitution test,DSST),运动控制功能运用手指敲击测试(finger tapping test,FTT).结果 飞行任务前后,PVT分析指标的平均反应时(Mean RTs):飞行前(307.00±6.15) ms,飞行后(349.63±6.65) ms;平均反应时倒数(Mean 1/RTs):飞行前0.003 8±0.000 11,飞行后0.002 9±0.00012;慢反应时的10％的倒数(Slowest 10％1/RTs):飞行前(0.002 2±0.000 01) ms,飞行后(0.001 9±0.000 01) ms;以上三项指标飞行前后差异均有统计学意义(P均＜0.05).但快反应时的10％(Fastest 10％RT)、前跳次数(FalseStarts)、遗漏次数(Lapses),飞行前后差异无统计学意义(P＞0.05).另外,CRT飞行前后平均反应时分别为(382.93±12.09) ms和(430.42±12.20) ms,SAT飞行前后平均反应时分别为(538.66±12.01) ms和(598.58±13.13) ms,二者飞行前后差异均有统计学意义(P均＜0.05).结论 飞行任务后飞行员的平均反应时延长,持续性注意力、选择注意力和注意力转换能力下降;而执行功能和运动控制能力无明显下降.因此注意力指标对脑力疲劳具有较好敏感性.
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慢性疲劳综合征
疲劳有两种,一种为体力疲劳或生理疲劳,在短期休息,并有充足的睡眠时间以后,能够迅速解除疲劳;另一种为脑力疲劳或心理疲劳,单纯休息并不能消除疲劳,这一类疲劳在快节奏高效率的现代社会中越来越多.
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事件相关电位P300与人体疲劳相关性研究
目前,对人体的疲劳测定方法主要有生化法、主观评定法、生理反映测定法及生理参考测定等,而本文采用的测试方法对疲劳尤其是脑力疲劳进行了定量分析,其更客观、实际,更具有相关性.
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韶山7型电力火车司机脑力疲劳与安全关系的研究
目的通过对韶山7型新型电力火车司机值乘后脑力疲劳情况的研究,探讨该车型司机因疲劳而导致的安全事故的可能性.方法用安菲莫夫校字法测定昆明铁路局韶山7型电力火车司机的大脑皮质疲劳程度,以韶山3型电力、东风1型、东风4型内燃火车司机的大脑皮质疲劳程度为对照.结果7型电力火车司机在值乘后脑力疲劳比率为71.9%,韶山3型电力、东风1型、东风4型内燃火车比率分别为68.3%、77.8%、75.9%.结论7型电力火车司机值乘后脑力疲劳状况与其他机车型司机是没有差别的,对安全生产无影响.
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调整心理亚健康
心理亚健康是指介于心理健康和心理疾病之间的中间状态.主要表现为不明原因的脑力疲劳、反应迟钝,记忆力下降,情感抑郁,思维紊乱,心神不定,烦躁不安,坐卧不宁,恐慌焦虑,自卑以及神经质,孤独偏执,轻率冷漠,强烈的妒忌心理,缺乏安全感,甚至产生自杀念头等.
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循环训练法对提高高性能战斗机飞行员肌力协调抗荷能力的效果评定
现代高性能战斗机两长四高(长时间、长距离,持续高载荷、高载荷增长率、高角速度、高认知负荷)的特点,容易引起无任何先兆的空中晕厥,意识不到型空间定向障碍、情景意识丧失和脑力疲劳,从而要求飞行员必须具有耐受高+9Gz的抗荷能力,抗意识不到型空间定向能力,高水平的情景意识,高水平的视觉信息加工能力和很强的飞行耐力.
