【摘 要】
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长时间认知任务会导致精神疲劳,精神疲劳会增加事故发生的风险。长期处于精神疲劳状态会导致抑郁、慢性疲劳综合征等。精神疲劳会损害认知能力,而工作记忆（Working Memory,WM）是人类的认知中枢和认知基础,支持人类更高的认知功能,分为编码期、保持期与提取期。本文基于事件相关电位（Event-Related Potentials,ERPs）分析,同时引入时频域能量特征,研究精神疲劳如何影响编码期
【基金项目】
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国家自然科学基金（51877067）；
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长时间认知任务会导致精神疲劳,精神疲劳会增加事故发生的风险。长期处于精神疲劳状态会导致抑郁、慢性疲劳综合征等。精神疲劳会损害认知能力,而工作记忆（Working Memory,WM）是人类的认知中枢和认知基础,支持人类更高的认知功能,分为编码期、保持期与提取期。本文基于事件相关电位（Event-Related Potentials,ERPs）分析,同时引入时频域能量特征,研究精神疲劳如何影响编码期、保持期与提取期的认知资源分配,寻找精神疲劳评定的潜在客观指标,探索精神疲劳损害工作记忆的神经机制。本文主要工作如下:1、本文选择自适应N-Back任务诱发精神疲劳,选择改进的Sternberg-WM范式作为工作记忆任务,记录疲劳前后工作记忆任务的脑电数据与行为学数据,使用卡罗林斯卡嗜睡量表（Karolinska Sleepiness Scale,KSS）作为评定精神疲劳的辅助工具,对KSS量表及行为学数据进行统计分析,结果显示精神疲劳前后的KSS量表及行为学数据有显著性差异,表明成功诱发了精神疲劳。2、对工作记忆编码期的脑电信号进行时域以及时频域的特征提取分析。提取时域特征ERPs的N100、P200成分,对其幅值及潜伏期进行统计分析。ERPs峰值期间,theta波和alpha波的诱发能量与相位锁时达到最大,对时频特征theta、alpha频段的功率进行统计分析。结果表明,在精神疲劳状态下,被试在工作记忆编码期用于后续记忆项目的心理努力和对外界环境刺激投入的注意资源显著升高。记忆更新的初始阶段没有受到抑制,保证了记忆更新的开始。3、对工作记忆保持期的脑电信号进行时域以及时频域的特征提取分析。提取时域特征ERPs的P300成分,对其幅值及潜伏期进行统计分析,对时频特征theta、alpha频段的功率进行统计分析。结果表明,精神疲劳对工作记忆保持期的刺激评估以及记忆巩固任务没有显著性影响,但会使大脑注意力分散,更多认知资源用于注意力资源维护。4、对工作记忆提取期的脑电信号进行时域以及时频域的特征提取分析。提取时域特征ERPs的P300成分,对其幅值及潜伏期进行统计分析,对时频特征theta、alpha频段的功率进行统计分析。结果表明,精神疲劳削弱了被试在高工作负荷下的认知资源分配和更新能力,自上而下的执行功能减弱,抑制无关信息干扰的能力降低,导致被试无法在高负荷下更有效的提取记忆。
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