文献分享 | 如何更好的检测驾驶员的认知负荷水平？一项fNIRS和眼动的双模态研究。

　　道路交通事故的一个常见原因是驾驶员分心，当驾驶员的注意力同时从事另一项任务时，就会发生分心，例如，与乘客的对话、打电话和听音乐等。美国2019年的车祸数据显示，分心导致了9%的致命车祸、15%的伤害车祸及15% 的警方报告的机动车交通事故(NHTSA, 2020)，相应的经济损失高达980亿美元(Blincoe  et al., 2023)。

　　分心导致的事故可能原因之一是驾驶员的工作记忆水平下降，无法从次要任务及时切换回来，以维持对车辆的控制和前方视野的关注。另外，为了保证车辆的安全驾驶，驾驶员还需要同时关注次要任务以外的各种刺激，刺激类型越多、越复杂，所需要的认知资源越多。然而，认知负荷、工作记忆容量的个体差异与驾驶表现之间的关系却很少受到关注。

图1 驾驶模拟场景(Okada et al., 2023)

　　被试：21名(10女，11男)。

　　驾驶次要任务：修正后的2-back任务。

　　认知负荷测量方法：主观报告法(心理努力评定量表，RSME)、近红外光谱技术(fNIRS)(前额叶氧饱和度(rSO2)的变化)和眼动追踪技术(凝视行为)。

　　工作记忆能力评估：操作跨度任务(Operation Span task, OSPAN)。

　　驾驶表现：违规行为及程度。

图2 实验流程

　　双任务条件下前额叶rSO2和感知精神努力显著高于单任务条件。在双重任务条件下，参与者的目光停留在路上的时间更长，他们的注视次数更少，持续时间更长。在这种情况下，参与者能够保持驾驶表现，尽管这是以牺牲次要任务的表现为代价的。此外，双任务条件下的驾驶违规行为与参与者的工作记忆容量呈负相关。

图3 双任务和单任务前额叶氧饱和度(rSO2)和眼动指标的差异

　　fNIRS技术可以很好的表征驾驶状态下的工作负荷，并可结合眼动等指标，更准确的预测驾驶员在不同任务条件下的认知负荷差异。认知负荷增加对凝视行为和驾驶表现具有显著影响，并且执行功能的个体差异可能有助于减轻认知挑战性驾驶条件下驾驶表现的下降。

　　Blincoe, L., Miller, T., Wang, J.-S., Swedler, D., Coughlin, T., Lawrence, B., Guo, F., Klauer, S., Dingus, T. 2023. The economic and societal impact of motor vehicle crashes, 2019 (Revised) (Report No. DOT HS 813 403). National Highway Traffic Safety Administration.

　　Broadbent, D.P., D’Innocenzo, G., Ellmers, T.J., Parsler, J., Szameitat, A.J., & Bishop, D.T. (2023). Cognitive load, working memory capacity and driving performance: A preliminary fNIRS and eye tracking study. Transportation Research Part F: Traffic Psychology and Behaviour, 92, 121-132. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trf.2022.11.013.

　　National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) 2020. Traffic Safety Facts: Distracted Driving 2019. Report No: DOT HS 813 111.

　　Okada, H., Sawamura, D., Kunita, K., Ogasawara, H., Maeda, K., Morimoto, T., & Ikeda, N. (2023). Prefrontal activation during simulated driving in people with schizophrenia: A functional near-infrared spectroscopy study. Psychiatry Research, 326. DOI: https://doi.org/10.1016/j.psychres.2023.115285.