Cortivision近红外论文分享 | 脑间同步视角下建设工程项目隐性知识转移的微观机制

编者按

本篇近红外超扫描研究采用了两台由我公司供应的 Cortivision 近红外设备，同步采集面对面教学过程中 “教师” 和 “学生” 的大脑活动。

值得注意的是，本次实验采用的 Cortivision 近红外设备来源非常有趣，其中一台来自西北农林科技大学行为经济与政策模拟实验室，另一台来自西安科技大学西安市应急安全人因智能重点实验室。这为多个学校采用同款 Cortivision 近红外设备，联合开展需要多台设备同步采集数据的超扫描实验研究提供了思路借鉴。

此外，由于实验组织者首次开展超扫描实验，本次实验过程由我公司全程提供技术支持。

本次实验的成功开展，再次证明了 Cortivision 近红外设备不但具有高便携、快采集、易处理的优点，还具备同款设备之间无障碍链接，能够多台设备同步采集近红外数据的巨大优势！

李甲华

北京恒挚科技有限责任公司总经理

实验背景

知识一般分为可编码、易于书面表达的显性知识和难以编码、复合性、私有性高的隐性知识两类。在建设工程领域,隐性知识根据内容特征和抽象程度可分为技能类和认知类。技能类知识包括操作技巧和作业经验等。认知类知识包括直觉判断和问题解决能力等。

在建设工程项目中，隐性知识的高效转移对于提升团队合作韧性和促进协同创新具有重要意义。然而，隐性知识的转移过程复杂且难以捉摸，它涉及到人与人之间的认知互动和知识融合。

本研究运用超扫描技术，探究了建设工程项目团队中个体间隐性知识转移的脑部活动和脑间同步，预测了转移效果，揭示了其认知神经层面的微观机制。

理论框架

超扫描研究显示，隐性知识转移中双方的脑间同步是有效传递的关键，它标志着行为、情绪和认知上的一致性，是沟通和社会互动成功的基础。在建设工程项目中，技能类隐性知识的低抽象性促进了较高的脑间同步，而认知类隐性知识的高抽象性则可能导致较低的同步反馈。据此提出假设如下:

不同类型的建设工程项目隐性知识对转移过程中的脑间同步具有显著影响

联盟信号理论指出，认知同步能增强团队合作和任务绩效。在知识转移中，高脑间同步意味着高效的信息传递和更好的认知资源共享，加快了隐性知识的学习和应用。此外，脑间同步还预示着团队的实时互动效果和个体的知识积累。在建设工程项目中，高水平的脑间同步有助于隐性知识的深入理解和有效转移，从而提升绩效。据此提出假设2、3:

H2-3

脑间同步水平对接收方隐性知识转移的调用效率和内化程度具有显著影响

综上所述,本文的理论模型如下图所示。

实验设计

被试选择

研究团队从西安建筑科技大学招募了96名大学生，他们被分为知识发送方和接收方两组。实验设计了两种类型的隐性知识转移任务：技能类和认知类，以模拟建设工程项目中的实际操作和问题解决过程。

实验设计

知识发送方：具备一定工程知识的参与者。

知识接收方：无工程知识背景的参与者，确保了知识的接收是全新的学习过程

实验分为四个阶段：静息阶段、知识转移阶段、思考阶段和测试阶段。在知识转移阶段，发送方通过面对面教学的方式向接收方传递隐性知识。测试阶段则评估接收方对隐性知识的掌握程度。

数据采集

本研究使用两套相同的功能性近红外光谱成像系统(PHOTONCAP,Cortivision,波兰)来同步记录发送方和接收方在进行隐性知识转移过程中的脑活动。发射器将波长760和850nm的光波分别通过头皮和颅骨透射到大脑皮层,探测器测量光的吸收率变化,从而检测含氧血红蛋白(oxyhemoglobin, HbO)和脱氧血红蛋白 (deoxyhemoglobin,HbR) 的相对浓度变化。根据相关文献,左半球在知识转移功能中占主导地位,因此本研究将测量区域确定为与学习、记忆、表达相关的左侧前额叶、左侧额下回、左侧颞叶、左侧颞顶联合区等。光极和通道(CH)的位置如上图所示。接收方和发送方参与人覆盖通道一致,均为 CH1—CH22,采样率为6Hz,发射器和探测器间距约为3cm。

数据处理

脑间同步水平测度模型

对 fNIRS 数据进行预处理，利用小波变换相干计算脑间同步活动，并将选定频率区间转移阶段的脑间同步值减去静息阶段的脑间同步值，作为任务相关的脑间同步值。

隐性知识转移绩效测度标准

选择接收方隐性知识的调用效率和内化程度两个变量来表征隐性知识转移绩效，调用效率由接收方测试完成时间来量化，内化程度由接收方测试完成程度来量化。

实验结果

认知响应

技能组发送方的激活脑区为左侧背外侧前额叶，接收方的激活脑区为左侧颞顶联合区；认知组发送方的激活脑区为中央下区，接收方的激活脑区为左侧额下回。认知类隐性知识转移中接收方的脑部激活值显著高于技能类。

脑脑耦合分析

技能类隐性知识转移时，中央后回的脑间同步值显著高于其他区域；认知类隐性知识转移时，左侧前额叶的脑间同步值显著高于其他区域。技能类隐性知识转移过程中脑间同步值显著高于认知类。

预测效应

技能组发送方的激活脑区为左侧背外侧前额叶，接收方的激活脑区为左侧颞顶联合区；

认知组发送方的激活脑区为中央下区，接收方的激活脑区为左侧额下回。认知类隐性知识转移中接收方的脑部激活值显著高于技能类。

总结

该研究揭示了建设工程项目隐性知识转移的认知过程。在认知类和技能类隐性知识转移过程中，接收方脑部激活和转移双方脑间同步均存在显著差异，认知组接收方的脑部激活值高于技能组，但认知组的脑间同步水平低于技能组。

此外，脑间同步水平与双维度知识转移绩效之间具有显著因果关系。这一结果为优化知识转移过程提供了新的思路和实证依据。然而，该研究也存在一定局限性，未来可考虑结合多模态数据进一步增强研究的生态效度。

原文信息

郭晓彤，张帅龙，田方圆，付汉良，王萌萌. 脑间同步视角下建设工程项目隐性知识转移的微观机制[J]. 清华大学学报 (自然科学版)，2024，

https://link.cnki.net/urlid/11.2223.N.20240904.1140.002

Cortivision无线便携式近红外光学脑成像系统

Cortivision研发的PHOTON CAP设备是一种无线便携式近红外脑光学脑成像系统(fNIRS)，是一款能够有效测量大脑血红蛋白的浓度变化的设备。该设备可记录和分析在人对外界刺激感知时大脑活动区域的氧合血红蛋白浓度和脱氧血红蛋白浓度的变化情况，来推测感知活动脑区和与其相关脑区之间的相互关系。

Cortivision PHOTON CAP是由16个发射器（含4个短波发射器），10个检测器所组成的37通道设备。该设备具有无线、便携、轻巧、安全和兼容性高等特点，可以与VR、EEG/ERP、眼动仪、生理多导仪等多种设备结合使用。

软件特点：

实时 fNIRS 和 IMU 原始数据、氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白、总血红蛋白图；
从原始数据到结果，无需编码；
直观的图形用户界面；
支持 .snirf 和 BIDS 格式；
具有可视化结果图。

Cortivision PHOTON CAP无线便携式近红外光学脑成像系统在人因工程、神经管理、神经工程管理、人机交互、人-机-环境系统工程、环境行为学、建筑设计、用户体验等方向具有广泛应用和重要科研意义。

公司简介

北京恒挚科技有限公司，由中科(广东)科学集团投资，依托于广东人因技术研究院与武汉人因工程技术研究院，是一家新型的以心理人因、驾驶人因、生物力学、用户体验、虚拟现实等方向为基础，集生产、研发、销售、技术服务于一体的高新科技型企业，已入选国家高新技术企业、科技型中小企业、北京市“创新型”中小企业、中关村高新技术企业名单。

恒挚科技自主研发驾驶人因系统、虚拟现实图形化编辑软件、光环境心理评估系统、心理与人因实验教学系统，同时作为波兰Cortivision近红外、俄罗斯Mitsar脑电和德国Eyelogic眼动仪中国区总代理，意大利BTS表面肌电等生物力学与步态分析科研产品总代理，加拿大AdHawk Mindlink高采样眼镜式眼动仪、德国QuaeroSys触觉刺激系统、荷兰Noldus行为科学、瑞典Tobii眼动仪、荷兰MindMedia生理与生物反馈、美国Biopac生理、美国ETT嗅觉/味觉刺激仪等产品代理。已服务单位包括清华大学、北京大学、北京师范大学、东北师范大学、燕山大学、西安建筑科技大学、西北农林科技大学、深圳技术大学、西安科技大学、上海交通大学、新疆师范大学、启元实验室、中国电子科技集团27所、中国电子科技集团28所、华为技术、墨迹天气、网易、航天二院等上千家高校、科研院所及企事业单位，在人才培养、产研合作、成果转化等方面持续进行深入合作。

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