Cardiovascular correlates of emotional state, cognitive workload and time-on-task effect during a realistic fight simulation

（情绪状态、认知负荷以及练习效应在仿真飞行任务中的影响及生理表现）

Journal:《International Journal of Psychophysiology》 , 2018 , 128 :62-69

研究背景：

在飞行过程中，情绪和认知负荷会增加飞行员完成任务的人因错误，而对飞行员心理状态的生理监控能够很好的预防事故的发生。前人的研究大多对情绪与认知进行了分开的研究，分别探讨了其在飞行过程中的影响。

对于情绪，前人的研究更多的研究紧张在飞行过程中的影响，认知负荷的程度则与任务的难度有关，因此本篇文献综合考虑情绪与认知负荷，同时研究练习效应在模拟飞行过程中的影响。

研究目的：

这项研究考察了情绪唤醒状态（高唤醒,HA；低唤醒,LA），认知负荷（高认知负荷,HCW；低认知负荷,LCW）以及练习效应对主任务（飞行任务）以及次要任务的（认知任务）的影响，并使用ECG对整个实验过程进行记录以检验练习效应的影响。

研究方法：

本研究被试21名来自法国民航大学的学生，进行过飞行训练，至少有50小时的飞行经验。其中一人由于心脏问题被排除，共20名被试进行实验。

自变量情绪唤醒状态通过设置实验室情景进行控制（Low Arousal；High Arousal）。自变量认知负荷通过设置次要任务的难度进行控制（LCW；HCW）。练习效应则是通过在任务上过程中截取不同时间段（T1;T2;T3）的心率进行研究。

实验分为两个阶段，每个阶段35分钟，两个阶段之间休息20分钟。第一阶段为低唤醒状态，被试单独在实验室，实验开始时，要求被试执行飞行任务，包括起飞阶段4分钟，巡航阶段24分钟，并告诉被试在巡航阶段分别执行两种任务，第一个任务要求被试听到数字大于五进行触屏反应，同时忽略屏幕视觉刺激，这时会有一个铃声刺激，听到铃声，被试应该进行第二个任务，即听到数字大于五且屏幕数字为红色或绿色进行触屏反应，最后为降落阶段。同时在整个飞行过程中，会呈现飞行要求，如要求被试减速，降低高度，转向等操作。第二阶段为高唤醒状态，实验室内放置摄像机并录音，同时有两名工作人员在实验室观看操作，告诉被试实验带有竞争性，实验开始时，同样要求被试执行飞行任务，飞行要求与上一阶段相似，如上一阶段在第五分钟要求被试向左转360度，那么这一阶段就要求被试在倒数第五分钟向右转360度。巡航阶段的第一个任务要求听到数字为偶数进行触屏反应，忽略屏幕视觉刺激，这时会有一个铃声刺激，听到铃声，被试应该进行第二个任务，即听到数字为偶数且屏幕数字为品红或蓝色进行触屏反应。

记录该段过程的反应时以及ECG指数。

实验结果：

实验结果显示在整个实验过程中，两次飞行任务行为之间无差异，表明次要任务不会损害主任务的执行。次要任务上高唤醒状态的反应时明显快于低唤醒状态下的反应时；低认知负荷的反应时明显快于高认知负荷的反应时；同时，高唤醒状态下的疏忽错误明显少于低唤醒状态。对次要任务来说，高唤醒状态能够帮助被试更快的进入任务，使被试的疏忽错误减少。在ECG指数上，随着任务过程时间的增加，被试的心率缓慢的下降，在高认知负荷下差异显著。这可能是由于认知负荷的增加导致了疲劳以及练习效应在整个过程的影响。

讨论：

本研究情绪刺激的生态效度值得考虑，在实际飞行过程中，影响情绪变化的更可能是特殊飞行事件刺激，这些刺激可能危及生命安全;社会压力引起的情绪反应，提高了次要任务的动机和行为;认知负荷的增加会损害次要任务的反应行为;而ECG的结果不支持情绪唤醒，可能是由于情绪刺激不充足。

感悟：

首先，在以后的研究当中，可以学习其对唤醒状态的区分操作以及认知负荷难度的区分操作，同时对于两次飞行的任务研究者采用相似任务减小了被试飞行任务的练习效应。

其次，文中对情绪刺激操作的生态学效度值得我们在以后的研究中考虑；对于为何在第一阶段的认知负荷选择数字大于5反应而在第二阶段选择偶数进行反应这个问题也值得我们进一步查阅文献；在以后的研究中也可以尝试在飞行任务为主任务的情况下插入刺激频率不同的次要任务以探查二者之间的差异变化。

最后，关于这方面的研究还有很多地方值得大家继续学习探究，未来的探索之路还很长。