像两个同事在附近交谈这样简单的事情可能会使通常可以处理的任务变得复杂。
扬·克鲁考/Pexels, FAL

是否可以在阅读电子邮件的同时牢记周末计划并在电话中聆听某人的讲话?随着远程办公和数字技术的快速扩张(如果不是入侵),多任务处理已成为我们日常生活的重要组成部分。

我们可能感觉自己在同时做两件事,但实际上我们的大脑会无意识地快速将注意力从一项任务转移到另一项任务。经过50多年的科学研究,表达 “脑力负担” 开始在日常生活和各种专业环境中听到。但这个概念仍然引发了许多问题,包括其精确定义以及如何研究或日常管理它。

心理工作负荷也称为认知工作负荷,相当于 在给定时间内要完成的脑力劳动量,对个人有潜在的后果,例如疲劳加剧或执行任务时出错的次数。例如,在杂乱的视觉显示中进行搜索、参加困难的考试或在繁忙的高速公路上行驶。这些和其他活动需要感知、认知和/或运动过程来产生 灵活且适应性强的行为.

根据具体情况(日常活动与突发事件),这些过程的参与、维护和控制需要不同程度的脑力劳动。有时,这种巨大的脑力劳动会导致科学家所说的“认知超载”或“精神超载”。


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寻找通用定义

研究人员仍在努力提出一个跨越与脑力负荷有关的学科的通用定义,包括心理学、管理学和认知科学。对于某些人来说,它对应于个人的概念 能力有限 处理信息——注意力资源的“蓄水池”。对于其他人来说,它指的是注意力资源的管理并专注于 手头任务的要求. 在众多之中 提议的定义,脑力负荷可以定义为个人在执行任务时投入的精力,作为可用资源和任务特征的函数。

在神经科学、认知心理学和人体工程学(涉及人类与其工作之间关系的科学学科)中,脑力负荷的研究特别涉及所谓的安全关键应用。

当认知成本超过可用资源时,结果可以是 “无意识耳聋”.

产生的超载加剧了发生事故的风险。在航空、航天、国防和医学等领域,结果可能是灾难性的——例如,当飞行员在恶劣的天气条件下着陆时。

虽然实验室研究增进了我们对特定任务期间大脑功能的了解,但评估个人在日常生活中遇到的复杂工作环境中的表现和精神负荷也很重要。神经人体工程学学科创立于 20 世纪末,汇集了神经科学、人体工程学和工程学的方法和工具。它被定义为 研究人脑与工作和日常生活表现的关系。一个例子是外科医生大脑活动的测量,对于他们来说 脑力负荷增加可能会导致错误并对表现产生不利影响.

如何研究脑力负荷?

没有任何单一的工具或方法可以完整地描述个人如何响应特定任务。结合的方法 来自多个传感器或测量的数据 可以更加准确可靠地实时估算脑力负荷。在不断变化的环境(照明、温度、噪音等波动)或需要适应情况的环境(不适、技术事件等)中更是如此。

自我评估问卷可用于收集人们对他们正在执行的任务的看法。例如,通过结合多维评估程序, NASA-TLX 调查问卷 提供任务期间或之后的总体心理负荷分数。它基于六个主观领域分数(从 0 到 100)的加权平均值。这些都是:

  • 心理需求:心理活动水平。

  • 体力需求:体力活动水平。

  • 时间需求:在给定时间内完成任务的压力感。

  • 绩效:任务目标的实现程度。

  • 努力:涉及的努力量。

  • 挫败感:完成任务时的不满情绪。

分析单个任务的表现也有助于估计脑力负荷。例如,如果任务要求增加,更频繁的错误或信息处理速度的降低可能表明精神负担更高。在双重认知运动任务的情况下(开车时打电话, 骑自行车或步行时找到方向...),与单独执行这两个任务相比,共享由此创建的资源可能会导致性能下降。

神经工效学还提出整合客观措施来评估脑力负荷 使用多种技术 在随时间变化的环境中——工作场所、教室、医院、高速公路等。例如,眼球追踪分析可以通过测量个人的注意力集中在哪里来提供有关精神负荷的信息。心率及其变异性、皮肤电活动甚至便携式脑成像等生理测量可以提供精神负荷的特定神经生理学指标。

大脑前额叶皮层是一个关键指标

脑力负荷尤其表现在前额叶皮层,该区域是人类在过去几百万年中经历了最大发展的大脑区域。我们大脑的这一部分与 认知控制,监督和管理决策过程的机制。它涉及冲突解决、错误检测和抑制,旨在保证与任务要求和不可预见事件相关的足够的性能水平,同时保持可接受的认知成本。

测量前额叶皮层的激活可以提供有关所调动的资源数量的信息。事实上,困难的任务或需要持续关注的任务会导致 前额皮质和相关大脑网络的激活更加明显.

这种情况也会发生在复杂环境中要求体力消耗的情况下,例如在骑自行车的交通情况下,每个骑车人单独行动,权衡每个选择的成本和收益。在这种身体和认知双重任务的情况下, 速度选择决策 是认知控制的。

管理负载

在苛刻的环境中,我们的精神负荷可能会在各种外部和内部因素的影响下发生变化。那么,我们该如何应对众多需要关注的因素呢?具体建议如下:

  • 概述所有需要完成的任务并确定其优先顺序。这允许建立一系列要按顺序完成的任务,并搁置不重要的任务。

  • 每项任务应对应 20 分钟左右的具体短期目标。

  • 根据手头的任务调整工作时间。这可以让您有效地管理脑力负荷并减少分散注意力的干扰。

  • 始终给自己足够的恢复时间(阅读、运动等)。

应用神经人体工程学原理可以为管理脑力负荷提供个性化且有效的解决方案。研究仍然非常重要,特别是在考虑人们处理信息和与环境互动的个人方式时。在这方面, 使用人工智能方法 从多次测量中提取信息是一种持续评估从事某项任务的个人的心理负荷的有趣方法。谈话

史蒂芬·佩雷, 运动生理学/神经科学综合大学教授, EuroMov 运动数字健康研究中心主任, 蒙彼利埃大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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