張 英 陳 晨 劉振華 胡思源

(北京師范大學(xué)心理學(xué)部，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)心理北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，心理學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(北京師范大學(xué))，北京 100875)

1 前言

疲勞是一種工作中和生活中司空見慣的現(xiàn)象，是由于過(guò)多的腦力、體力投入(Van Cutsem et al.，2017)或疾病(Raaf，Klerk，& Rijt，2013)造成的腦力或/和體力活動(dòng)能力和有效性下降的心理生理狀態(tài)(Phillips，2015；李峰等，2016)，通常伴隨著不舒服、想休息、動(dòng)機(jī)下降的主觀體驗(yàn)(Ishii，Tanaka，& Watanabe，2014)。疲勞已經(jīng)被認(rèn)為是危及職業(yè)安全的關(guān)鍵因素(Williamson et al.，2011)，尤其是在飛機(jī)操控、高速列車駕駛等交通部門，疲勞很有可能造成致命傷害(Connor，2009；Ishii et al.，2014)。疲勞可以分為精神疲勞和體力疲勞(Ishii et al.，2014；Marcora，Staiano，& Manning，2009)。相對(duì)于有明顯生理狀態(tài)變化的體力疲勞，精神疲勞是指由長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的認(rèn)知活動(dòng)或任務(wù)引起，涉及行為反應(yīng)、注意、情緒、動(dòng)機(jī)(Faber，Maurits，& Lorist，2012；Ishii et al.，2014；Marcora et al.，2009；Van Cutsem et al.，2017)等多個(gè)維度的心理狀態(tài)變化。精神疲勞對(duì)客觀行為的影響先于主觀報(bào)告(Hockey，2013)，所以從客觀行為指標(biāo)上對(duì)精神疲勞進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)具有重要的理論價(jià)值和應(yīng)用意義。本研究旨在針對(duì)具體認(rèn)知任務(wù)，從客觀行為上對(duì)被試的精神疲勞狀態(tài)的變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，細(xì)致分析不同任務(wù)水平下的精神疲勞狀態(tài)對(duì)行為表現(xiàn)的影響。

精神疲勞對(duì)行為表現(xiàn)的影響主要表現(xiàn)為執(zhí)行控制能力降低，警覺水平下降，以及加工速度減緩等方面。已有研究表明，精神疲勞導(dǎo)致注意切換的靈活性(Lorist et al.，2000)和最優(yōu)計(jì)劃(Van der Linden，F(xiàn)rese，& Meijman，2003)等自上而下控制能力的降低(Lorist，2008)。精神疲勞從不同方面影響被試的注意水平，導(dǎo)致被試對(duì)干擾刺激的忽視(Csathó，Van Der Linden，Hernádi，Buzás，& Kalmár，2012)、無(wú)關(guān)信息的抑制(Faber et al.，2012)、局部特征的加工(Van der Linden & Eling，2006)等能力顯著下降。精神疲勞也導(dǎo)致警覺下降(Mackworth，1948)，觀察者在枯燥無(wú)趣，沒有挑戰(zhàn)(比如，雷達(dá)信號(hào)監(jiān)測(cè)、汽車駕駛)的任務(wù)中，警覺水平隨著時(shí)間的增加而降低，導(dǎo)致對(duì)目標(biāo)刺激的敏感性下降，客觀行為上表現(xiàn)為完成任務(wù)的反應(yīng)時(shí)變慢和錯(cuò)誤率上升(See，Howe，Warm，& Dember，1995)。

疲勞對(duì)行為的影響與任務(wù)狀態(tài)有關(guān)。有研究者按照任務(wù)負(fù)荷水平不同，將疲勞狀態(tài)區(qū)分為源于認(rèn)知負(fù)荷超載產(chǎn)生的主動(dòng)疲勞(active fatigue)和源于認(rèn)知負(fù)荷不足引起的被動(dòng)疲勞(passive fatigue)(Desmond & Hancock，2001)。有研究表明，與復(fù)雜任務(wù)相比，簡(jiǎn)單任務(wù)更受精神疲勞影響(Guo，Chen，Zhang，Pan，& Wu，2016；Thomson，Besner，& Smilek，2013)。但也有研究發(fā)現(xiàn)，在高需求的認(rèn)知任務(wù)中，被試完成任務(wù)的錯(cuò)誤比例隨著疲勞增加而顯著升高，低認(rèn)知需求任務(wù)中卻不受影響(Haga，Shinoda，& Kokubun，2002；Helton & Russell，2011)。精神疲勞對(duì)客觀行為不一致的影響，除了任務(wù)水平的差異，可能還源于用于疲勞檢測(cè)的任務(wù)特征所致。選擇能夠多維度地衡量心理和生理狀態(tài)變化、綜合反映疲勞效應(yīng)的行為任務(wù)是研究精神疲勞對(duì)行為影響的關(guān)鍵。

精神運(yùn)動(dòng)警覺性任務(wù)(Psychomotor Vigilance Task，簡(jiǎn)稱PVT)(Dinges & Powell，1985)是一種廣泛應(yīng)用于測(cè)量被試注意狀態(tài)、喚醒水平、警覺變化的行為測(cè)試任務(wù)，該測(cè)試主要通過(guò)對(duì)突顯信號(hào)的及時(shí)響應(yīng)的檢測(cè)，評(píng)估持續(xù)注意能力。通過(guò)考察其不同指標(biāo)變化，可以從生理和心理的不同維度反映疲勞對(duì)行為的影響(Dorrian et al.，2005)。測(cè)試中常用的行為指標(biāo)主要有以下四個(gè)：(1)最快10%反應(yīng)時(shí)是行為表現(xiàn)中最優(yōu)表現(xiàn)，反映被試的警覺水平變化(Drummond et al.，2005)。(2)注意忽視是指對(duì)刺激響應(yīng)的延時(shí)，反映被試的喚醒水平變化(Dorrian，Rogers，& Dinges，2005；Jung et al.，2011)。(3)平均反應(yīng)時(shí)，測(cè)查的是持續(xù)任務(wù)時(shí)間效應(yīng)，反映認(rèn)知控制水平變化。(4)最慢10%反應(yīng)時(shí)主要包括忽視范圍內(nèi)的響應(yīng)時(shí)間，反映個(gè)體注意水平的變化(Dinges & Powell，1985；Drummond et al.，2005；Lim & Dinges，2008)。 PVT任務(wù)具有操作簡(jiǎn)單，學(xué)習(xí)效應(yīng)小，受個(gè)體差異影響小，能夠很好地減少甚至消除被試間被試內(nèi)差異等優(yōu)點(diǎn)(Dinges et al.，1997)。測(cè)試的信效度高：注意忽視的重測(cè)信度的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.89(Dorrian et al.，2005)；對(duì)睡眠剝奪(Basner et al.，2008)、興奮藥劑(Walsh，Randazzo，Stone，& Schweitzer，2004)、任務(wù)參數(shù)(Buckley，Helton，Innes，Dalrymple-Alford，& Jones，2016)等研究反應(yīng)靈敏。

前人關(guān)于精神疲勞對(duì)行為表現(xiàn)影響不盡一致的結(jié)果，可能源于不同的疲勞引發(fā)任務(wù)和疲勞探測(cè)任務(wù)。本研究采用相同的疲勞引發(fā)任務(wù)，設(shè)置不同的負(fù)荷水平，同時(shí)利用PVT任務(wù)的特點(diǎn)，采用雙任務(wù)范式(Matthews & Davies，2001)，在引發(fā)疲勞的同時(shí)探測(cè)被試的疲勞狀態(tài)。測(cè)查不同任務(wù)負(fù)荷水平是否能夠引起不同的疲勞狀態(tài)，并且通過(guò)對(duì)PVT任務(wù)不同指標(biāo)的測(cè)量，考察不同疲勞狀態(tài)對(duì)行為表現(xiàn)的影響。預(yù)期在不同任務(wù)水平下，被試都能達(dá)到主觀疲勞體驗(yàn)，而不同的PVT任務(wù)指標(biāo)可以反映不同任務(wù)水平下的疲勞狀態(tài)。

2 方法

2.1 被試

北京師范大學(xué) 44名在校本科生和研究生參與了本實(shí)驗(yàn)，其中男生11名，女生33名。年齡范圍17～30歲，平均年齡為21.38±2.49歲。實(shí)驗(yàn)前一晚平均睡眠時(shí)間為7.57±0.70小時(shí)，參加實(shí)驗(yàn)之前無(wú)明顯睡眠不足，沒有服用精神類藥物，實(shí)驗(yàn)前4小時(shí)無(wú)咖啡因攝入。所有被試雙眼視力或矯正視力正常，均為右利手。

2.2 儀器和材料

所有刺激材料都用17英寸清華純平CRT顯示器呈現(xiàn)，分辨率為1280×1024，刷新頻率為85Hz。實(shí)驗(yàn)程序采用MATLAB Psychtoolbox-3(Brainard，1997)編制。

視覺搜索任務(wù)中，屏幕背景為黑色，刺激畫面為7個(gè)白色小圓盤，圓盤中央有黑色大寫英文字母。白色小圓盤位置為圍繞中心的13個(gè)等距圓盤中的7個(gè)隨機(jī)位置，小圓盤視角大小為1.5°，距離屏幕中央視角為5°。字母分別為目標(biāo)字母：F或J，非目標(biāo)字母：A C G S V Z O，字母大小為1.35°。精神運(yùn)動(dòng)警覺性任務(wù)中，刺激為呈現(xiàn)在屏幕中央的紅色注視框內(nèi)不斷變化的黃色數(shù)字，內(nèi)容為從數(shù)字呈現(xiàn)開始計(jì)算的當(dāng)前毫秒數(shù)。注視框大小為2.13°×0.98°，數(shù)字大小為0.6°。疲勞自評(píng)等級(jí)為9，1為“完全不疲倦”，9為“極度疲倦”。

2.3 實(shí)驗(yàn)流程

實(shí)驗(yàn)采用2(任務(wù)：簡(jiǎn)單/復(fù)雜)×2(時(shí)間：兩個(gè)階段)混合設(shè)計(jì)。其中，任務(wù)為被試間變量，時(shí)間為被試內(nèi)變量。因變量為被試對(duì)目標(biāo)刺激的反應(yīng)時(shí)、正確率和疲勞自評(píng)報(bào)告值。

圖1 實(shí)驗(yàn)流程圖

實(shí)驗(yàn)流程示意圖見圖1。被試分為簡(jiǎn)單任務(wù)條件組和復(fù)雜任務(wù)條件組，每組除完成各自任務(wù)水平的視覺搜索任務(wù)之外，都需要完成相同的PVT任務(wù)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程分為4個(gè)組塊，每個(gè)組塊10分鐘。在每個(gè)組塊內(nèi)，視覺搜索任務(wù)和PVT任務(wù)分布隨機(jī)，各有70試次，整個(gè)實(shí)驗(yàn)包括搜索任務(wù)和PVT任務(wù)各280試次。每個(gè)組塊前后均記錄一次被試主觀疲勞程度報(bào)告。取第一和第四組塊的PVT任務(wù)作為初始階段和末尾階段數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。被試眼睛距離屏幕65cm。在正式實(shí)驗(yàn)之前均有練習(xí)。

圖2 單個(gè)試次示意圖a)視覺搜索任務(wù)；b)PVT任務(wù)

視覺搜索任務(wù)(如圖2a)中，每個(gè)試次開始時(shí)，屏幕中央呈現(xiàn)一個(gè)紅色注視框作為注視點(diǎn)，呈現(xiàn)時(shí)間為隨機(jī)1～6s，隨后在直徑為10°的虛擬圓形的圓周上隨機(jī)呈現(xiàn)7個(gè)白色小圓盤，500ms后在白色小圓盤內(nèi)呈現(xiàn)搜索字母序列。在簡(jiǎn)單任務(wù)條件下，目標(biāo)字母(F或J)隨機(jī)呈現(xiàn)在7個(gè)圓圈中任意一個(gè)，其余圓圈內(nèi)為非目標(biāo)字母O。在復(fù)雜任務(wù)條件下，目標(biāo)字母(F或J)與非目標(biāo)字母A C G S V Z隨機(jī)呈現(xiàn)在7個(gè)白色小圓盤內(nèi)。當(dāng)目標(biāo)字母為F時(shí)，被試按F鍵反應(yīng)，當(dāng)目標(biāo)字母為J時(shí)，被試按J 鍵反應(yīng)，按鍵后或5秒內(nèi)未按鍵自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)試次。

PVT任務(wù)(如圖2b)中，每個(gè)試次開始與搜索任務(wù)一致，都是紅色注視框，呈現(xiàn)時(shí)間1～6s，一旦方框內(nèi)有數(shù)字出現(xiàn)，要求被試盡快按空格鍵反應(yīng)，數(shù)字為從數(shù)字呈現(xiàn)開始計(jì)算的當(dāng)前毫秒數(shù)，被試按鍵后或5秒內(nèi)未按鍵，自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)試次。

對(duì)被試的要求為：對(duì)隨機(jī)出現(xiàn)的視覺搜索任務(wù)或者PVT任務(wù)準(zhǔn)確并迅速做出反應(yīng)。

2.4 數(shù)據(jù)獲取及處理

3 結(jié)果分析

3.1 搜索任務(wù)的結(jié)果分析

表1 搜索任務(wù)反應(yīng)時(shí)(均值±標(biāo)準(zhǔn)誤) 單位：ms

除1名被試以外，所有被試視覺搜索任務(wù)平均正確率為95.70%，而該被試的正確率65.73%，位于3倍標(biāo)準(zhǔn)差以外，故未將其數(shù)據(jù)納入分析，后續(xù)數(shù)據(jù)分析包含43名被試。

對(duì)視覺搜索任務(wù)反應(yīng)時(shí)(見表1)的重復(fù)測(cè)量方差分析顯示：搜索任務(wù)難度主效應(yīng)顯著(F(1，41)=24.55，p<0.001，η2=0.38)，被試完成簡(jiǎn)單任務(wù)反應(yīng)速度顯著快于完成復(fù)雜的字母搜索任務(wù)，說(shuō)明本研究對(duì)任務(wù)水平的操作有效，兩種任務(wù)存在顯著的難易差異。時(shí)間主效應(yīng)顯著(F(1，41)=43.27，p<0.001，η2=0.51)，任務(wù)持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，被試反應(yīng)越快，說(shuō)明存在顯著的練習(xí)效應(yīng)；任務(wù)和時(shí)間的交互作用邊緣顯著(F(1，41)=4.02，p=0.052)。為了進(jìn)一步確認(rèn)不同任務(wù)水平條件下，不同階段的搜索任務(wù)是否存在差異，做配對(duì)樣本t檢驗(yàn)結(jié)果顯示：各負(fù)荷任務(wù)條件下，初始階段平均反應(yīng)時(shí)都顯著高于末尾階段，其統(tǒng)計(jì)值分別為：低負(fù)荷任務(wù)(t(21)=3.35，p=0.003，Cohen’sd=0.75)；高負(fù)荷任務(wù)(t(20)=5.79，p<0.001，Cohen’sd=1.29)結(jié)果表明，不同負(fù)荷條件下，都存在顯著的練習(xí)效應(yīng)。

3.2 自評(píng)疲勞程度的結(jié)果分析

表2 疲勞自評(píng)報(bào)告值(均值±標(biāo)準(zhǔn)誤)

本研究通過(guò)疲勞自評(píng)報(bào)告測(cè)查長(zhǎng)時(shí)間完成不同水平任務(wù)是否都能引起被試的疲勞。由表2可知，不管是簡(jiǎn)單任務(wù)還是復(fù)雜任務(wù)，末尾階段的疲勞自評(píng)值都有顯著增加。對(duì)主觀報(bào)告疲勞程度進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析顯示：時(shí)間主效應(yīng)顯著(F(1，41)=115.09，p<0.001，η2=0.74)，說(shuō)明通過(guò)持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的任務(wù)確實(shí)引起被試的疲勞狀態(tài)。任務(wù)主效應(yīng)不顯著(F(1，41)=0.29，p=0.59)，即在不同任務(wù)負(fù)荷水平下，被試主觀報(bào)告的疲勞程度沒有差異。交互作用也不顯著(F(1，41)=0.01，p=0.92)。

3.3 PVT任務(wù)下的結(jié)果分析

為了進(jìn)一步探討不同任務(wù)水平造成的疲勞狀態(tài)是否存在差異，對(duì)PVT不同指標(biāo)進(jìn)行了分析。選取初始階段和末尾階段最快10%反應(yīng)時(shí)、注意忽視頻次、平均反應(yīng)時(shí)、最慢10%反應(yīng)時(shí)進(jìn)行比較(見表3)。

表3 PVT各指標(biāo)各任務(wù)水平下變化情況(均值±標(biāo)準(zhǔn)誤)

注：最快10%反應(yīng)時(shí)、平均反應(yīng)時(shí)、最慢10%反應(yīng)時(shí)單位：ms

對(duì)最快10%反應(yīng)時(shí)做重復(fù)測(cè)量方差分析結(jié)果顯示(見圖3(a))：時(shí)間主效應(yīng)顯著(F(1，41)=16.30，p<0.001，η2=0.28)，最快反應(yīng)時(shí)隨著任務(wù)時(shí)間的增加而增加；任務(wù)主效應(yīng)不顯著(F(1，41)=2.74，p=0.11)；交互作用也不顯著(F(1，41)=0.098，p=0.75)。為了進(jìn)一步確認(rèn)各任務(wù)水平不同階段是否存在差異，將各任務(wù)水平不同階段進(jìn)行了配對(duì)t檢驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在各任務(wù)水平下，最快10%反應(yīng)時(shí)在末尾階段都顯著大于初始階段。其統(tǒng)計(jì)值分別為，簡(jiǎn)單任務(wù)條件下(t(21)=-2.48，p=0.017，d=0.53)；復(fù)雜任務(wù)條件下(t(20)=-3.31，p=0.0028，d=0.72)。結(jié)果表明，與被試主觀疲勞體驗(yàn)一致，各任務(wù)水平下，被試的最快反應(yīng)時(shí)間都隨著疲勞的增加而變慢。

對(duì)注意忽視頻次做重復(fù)測(cè)量方差分析，該指標(biāo)測(cè)量的是對(duì)刺激反應(yīng)的延時(shí)。結(jié)果顯示(見圖3(b))，不同階段的時(shí)間主效應(yīng)顯著(F(1，41)=4.76，p=0.039，η2=0.10)，注意忽視頻次隨著任務(wù)持續(xù)時(shí)間的增加而增加。 任務(wù)主效應(yīng)顯著(F(1，41)=9.61，p=0.003，η2=0.19)，簡(jiǎn)單任務(wù)條件的注意忽視頻次顯著高于復(fù)雜任務(wù)條件的注意忽視頻次。交互作用不顯著(F(1，41)=0.54，p=0.47)。為了比較各任務(wù)水平在不同階段是否存在差異，進(jìn)一步做配對(duì)樣本t檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在簡(jiǎn)單任務(wù)條件下，初始階段與末尾階段注意忽視頻次存在顯著差異(t(21)=-2.18，p=0.041，Cohen’sd=0.48)；而在復(fù)雜條件下，初始階段與末尾階段注意忽視頻次沒有顯著差異(t(20)=-1.18，p=0.23)。結(jié)果表明，注意忽視頻次在簡(jiǎn)單任務(wù)條件下顯著大于復(fù)雜任務(wù)，并隨著任務(wù)持續(xù)時(shí)間的增加而增加，而在復(fù)雜任務(wù)條件下，注意忽視頻次不受任務(wù)持續(xù)時(shí)間的影響。

圖3 PVT任務(wù)各指標(biāo)在不同任務(wù)水平和實(shí)驗(yàn)階段的平均值注：(a)最快10%反應(yīng)時(shí)；(b)注意忽視頻次；(c)平均反應(yīng)時(shí)；(d)最慢10%反應(yīng)時(shí)。誤差線表示標(biāo)準(zhǔn)誤。圖中*p<0.05，**p<0.01。

對(duì)平均反應(yīng)時(shí)做重復(fù)測(cè)量方差分析(見圖3(c))，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，任務(wù)主效應(yīng)顯著(F(1，41)=6.30，p=0.017，η2=0.13)，與復(fù)雜任務(wù)相比，簡(jiǎn)單任務(wù)條件下PVT平均反應(yīng)時(shí)更大。時(shí)間主效應(yīng)顯著(F(1，41)=6.37，p=0.017，η2=0.14)，平均反應(yīng)時(shí)隨著任務(wù)持續(xù)時(shí)間的增加而變長(zhǎng)，交互效應(yīng)不顯著(F(1，41)=0.12，p=0.73)。配對(duì)樣本t檢驗(yàn)顯示，在各任務(wù)條件下，初始階段與末尾階段的平均反應(yīng)時(shí)均存在差異趨勢(shì)(復(fù)雜任務(wù)條件下：t(20)=-1.83，p=0.082；簡(jiǎn)單任務(wù)條件下：t(21)=-1.79，p=0.087)。結(jié)果表明，平均反應(yīng)時(shí)可能是一個(gè)較為綜合的指標(biāo)，既體現(xiàn)了一定的疲勞效應(yīng)，也體現(xiàn)了任務(wù)水平的差異。

對(duì)最慢10%反應(yīng)時(shí)均值做重復(fù)測(cè)量方差分析(見圖3(d))，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，任務(wù)主效應(yīng)顯著(F(1，41)=7.62，p=0.0089，η2=0.16)，與復(fù)雜任務(wù)相比，簡(jiǎn)單任務(wù)條件下最慢10%反應(yīng)時(shí)更大。時(shí)間主效應(yīng)不顯著(F(1，41)=2.43，p=0.13)；交互效應(yīng)不顯著(F(1，41)=1.54，p=0.22)。為了進(jìn)一步考察各任務(wù)水平在不同階段的處理情況，將各任務(wù)水平不同階段進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各任務(wù)水平條件下，最慢10%反應(yīng)時(shí)在不同階段均沒有顯著差異(簡(jiǎn)單任務(wù)條件下：t(21)=-1.58，p=0.13；復(fù)雜任務(wù)下：t(20)=-0.37，p=0.72)。結(jié)果表明，最慢10%反應(yīng)時(shí)不能直接反映被試的主觀疲勞感受，但受到任務(wù)水平的顯著影響。

為了探究PVT任務(wù)各指標(biāo)與各任務(wù)水平的主觀疲勞程度的關(guān)系，考察了末尾階段與初始階段PVT任務(wù)各指標(biāo)差值和被試主觀疲勞自評(píng)差值的相關(guān)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在簡(jiǎn)單任務(wù)條件下，主觀疲勞差值與PVT任務(wù)各指標(biāo)的差值都不相關(guān)(p>0.10)。而在復(fù)雜條件下，疲勞差值與其他四個(gè)指標(biāo)的差值都顯著相關(guān)，其統(tǒng)計(jì)值分別為：與最快10%反應(yīng)時(shí)(r(19)=0.44，p=0.046)；與注意忽視頻次(r(19)=0.45，p=0.032)；與平均反應(yīng)時(shí)(r(19)=0.59，p=0.0047)；與最慢10%反應(yīng)時(shí)(r(19)=0.52，p=0.019)。結(jié)果表明，在復(fù)雜任務(wù)條件下，主觀疲勞程度的增加與PVT任務(wù)各指標(biāo)的變化顯著相關(guān)，但在簡(jiǎn)單任務(wù)條件下均不相關(guān)。說(shuō)明在本研究的實(shí)驗(yàn)條件下，被試的主觀疲勞評(píng)價(jià)與復(fù)雜任務(wù)下的疲勞程度更相關(guān)。復(fù)雜任務(wù)下的疲勞可能主要源于主動(dòng)疲勞，如認(rèn)知資源的消耗，主觀疲勞評(píng)定可能主要也體現(xiàn)了這種疲勞狀態(tài)。

4 討論

本研究發(fā)現(xiàn)，不同任務(wù)負(fù)荷條件下，PVT任務(wù)的不同指標(biāo)可以反映不同的精神疲勞狀態(tài)。在各任務(wù)水平下，最快10%反應(yīng)時(shí)與被試的主觀疲勞體驗(yàn)基本一致，隨著任務(wù)持續(xù)時(shí)間的增加而增加，不受任務(wù)水平影響。以往研究發(fā)現(xiàn)，PVT任務(wù)中最優(yōu)表現(xiàn)的最快10%反應(yīng)時(shí)取決于持續(xù)注意網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)皮層的激活，最快10%反應(yīng)時(shí)反映被試的持續(xù)注意水平(Drummond et al.，2005)，或稱警覺注意水平(Langner & Eickhoff，2013)。與認(rèn)知負(fù)荷相關(guān)的資源消耗論和精神缺失理論，是解釋警覺下降的兩大主流理論(Thomson，Besner，& Smilek，2015)。前者認(rèn)為警覺下降是由于有限的注意資源消耗所致，任務(wù)需求越高，資源消耗越大，可用資源越少，腦力資源的消耗導(dǎo)致認(rèn)知負(fù)荷超載(Smit，Eling，& Coenen，2004；Warm，Parasuraman，& Matthews，2008)，最終導(dǎo)致警覺顯著下降(Smit et al.，2004)；而精神缺失理論則認(rèn)為單調(diào)無(wú)趣的警覺任務(wù)造成任務(wù)參與者對(duì)任務(wù)的脫離，行為上表現(xiàn)為對(duì)目標(biāo)刺激的忽視，從而導(dǎo)致行為績(jī)效降低(Ralph，Onderwater，Thomson，& Smilek，2017)。在本研究中的兩種任務(wù)水平可能正好對(duì)應(yīng)了這兩種解釋，簡(jiǎn)單搜索任務(wù)下由于單調(diào)無(wú)趣的任務(wù)引起對(duì)目標(biāo)刺激的忽視，復(fù)雜搜索任務(wù)下由于資源的消耗引起認(rèn)知負(fù)荷超載，他們都造成了警覺性下降，反映為疲勞水平上升。最快10%反應(yīng)時(shí)對(duì)由不同任務(wù)水平引起的疲勞效應(yīng)都表現(xiàn)出較高的敏感性。

對(duì)于注意忽視頻次指標(biāo)，雖然任務(wù)難度和時(shí)間過(guò)程的交互作用不顯著，但進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)，僅在簡(jiǎn)單任務(wù)條件下，注意忽視頻次隨著任務(wù)持續(xù)時(shí)間增加而增加，在復(fù)雜任務(wù)條件下無(wú)此效應(yīng)。該結(jié)果支持精神缺失理論，低認(rèn)知負(fù)荷和低喚醒水平導(dǎo)致行為績(jī)效下降(Jackson，Kleitman，& Aidman，2014)。任務(wù)難度增加有助于提高個(gè)體喚醒程度(Ralph et al.，2017)，降低任務(wù)難度可能增加微睡眠的發(fā)生(Buckley et al.，2016)。注意忽視指標(biāo)可能更多反映的是微睡眠頻次。在簡(jiǎn)單任務(wù)條件下，視覺搜索任務(wù)中分心物更少，認(rèn)知負(fù)荷更低，個(gè)體喚醒程度也更低，從而增加了“微睡眠”的發(fā)生。與復(fù)雜任務(wù)比較，簡(jiǎn)單任務(wù)條件下的注意忽視頻次更多。因此，PVT的注意忽視頻次指標(biāo)可以很好地反映簡(jiǎn)單任務(wù)條件下的疲勞體驗(yàn)。

平均反應(yīng)時(shí)是完成一個(gè)階段任務(wù)的平均反應(yīng)時(shí)間，因此，最快10%反應(yīng)、最慢10%反應(yīng)，以及注意忽視頻次等信息都會(huì)在平均反應(yīng)時(shí)上有所體現(xiàn)，是一個(gè)較為綜合的指標(biāo)。有研究表明，平均反應(yīng)時(shí)的變化可能與大腦激活的整體狀態(tài)變化有關(guān)(Drummond et al.，2005；Honn，Riedy，& Grant，2015；Lim & Dinges，2008；Mehta & Parasuraman，2014；Phillips，2015；Wascher et al.，2014)。本研究發(fā)現(xiàn)，平均反應(yīng)時(shí)隨主觀疲勞增加而增加，并且不同知覺負(fù)荷條件下存在顯著差異。平均反應(yīng)時(shí)是較好的反映任務(wù)水平差異和疲勞狀態(tài)差異的綜合指標(biāo)。

本研究發(fā)現(xiàn)，簡(jiǎn)單任務(wù)條件下PVT最慢10%反應(yīng)時(shí)均值顯著高于復(fù)雜任務(wù)，不存在持續(xù)任務(wù)時(shí)間效應(yīng)，交互效應(yīng)也不顯著。有研究發(fā)現(xiàn)，最慢10%反應(yīng)時(shí)可能與任務(wù)脫離和非注意狀態(tài)相關(guān)(Drummond et al.，2005)。在簡(jiǎn)單任務(wù)條件下，低喚醒水平也勢(shì)必導(dǎo)致個(gè)體的非注意狀態(tài)增加，以及任務(wù)脫離時(shí)間增加。最慢10%反應(yīng)時(shí)均值可能只是反映出任務(wù)水平差異，不能很好地體現(xiàn)疲勞效應(yīng)。

在復(fù)雜任務(wù)條件下，PVT任務(wù)的多個(gè)指標(biāo)與主觀報(bào)告疲勞程度顯著相關(guān)，而在簡(jiǎn)單任務(wù)條件下，PVT任務(wù)各指標(biāo)與主觀報(bào)告疲勞程度都不相關(guān)?？赡鼙砻?，主觀疲勞報(bào)告更多的是反映認(rèn)知資源消耗引起的主動(dòng)疲勞，與復(fù)雜任務(wù)下的疲勞狀態(tài)更為一致。而簡(jiǎn)單任務(wù)下的疲勞更多的是反映個(gè)體的喚醒程度、動(dòng)機(jī)水平等造成的注意忽視，所以兩者之間的相關(guān)性較小。

5 結(jié)論

PVT任務(wù)對(duì)不同精神疲勞狀態(tài)反應(yīng)靈敏。最快10%反應(yīng)時(shí)與被試主觀疲勞報(bào)告反應(yīng)一致，可能更多體現(xiàn)被試的主動(dòng)疲勞狀態(tài)；注意忽視頻次可能更多反映喚醒水平不足引起的被動(dòng)疲勞狀態(tài)；平均反應(yīng)時(shí)是任務(wù)水平差異和疲勞效應(yīng)的綜合反映；最慢10%反應(yīng)時(shí)主要反映了任務(wù)水平差異。