Inducing a sense of accomplishment by mental workload and revealing fatigue masking by analyzing electroencephalogram and heart rate variability

通过脑力负荷诱导成就感，并通过分析脑电图和心率变异性揭示疲劳掩蔽

• 批准号: 21K04564
• 负责人: 伊賀崎 伴彦
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04564/
• 关键词: 気分プロフィール検査; 脳波指標差; 心拍変動指標差; 自己符号化器; 活気-活力; 怒り-敵意; 主成分分析; 疲労; 疲労感マスキング; 達成感; 精神作業負荷; 脳波; 心拍変動

健常な大学生7名（21～24歳、男性6名、女性1名）を被験者とした。被験者は、脳波および心電図記録のための電極を装着し、シールドルーム内に設けられた椅子に座り、実験を受けた。作業は、机上に置かれた白色無地のジグソーパズルの完成とし、40ピース（低難易度）、60ピース（中難易度）、106ピース（高難易度）のいずれかが無作為均等に選択された。制限時間は40分とし、制限時間内にジグソーパズルが完成した場合は即刻作業終了、完成しなかった場合は強制作業終了とした。作業開始前と作業終了後にそれぞれ5分間の開眼安静状態を維持し、作業開始前開眼安静前と作業終了後開眼安静後に、気分プロフィール検査が指示された。以上を1実験とし、各難易度が午前と午後に1回ずつ選択されるよう、各被験者合計6実験行った。また、脳波および心電図（心拍変動）から取得した指標を分析することで、作業に対する心理量を生理量で表現することができるか、前年度に引き続き検討を行った。その結果、作業前開眼安静状態を基準とする脳波指標差、心拍変動指標差に対して自己符号化器でモデル化することで、活気-活力といったポジティブな感情を脳波指標差で、怒り-敵意といったネガティブ感情を心拍変動指標差で、2次元平面内に表現できることを確認した。この結果は、並行して実施した主成分分析において確認でき、かつ、主成分分析よりも線形的に表現できていたことから、主成分分析より自己符号化器のほうが正確に感情を表現できる可能性が示唆された。

研究对象为7名健康大学生（21至24岁，6男1女）。受试者佩戴记录脑电图和心电图的电极，坐在屏蔽室的椅子上进行实验。任务是完成一张放在桌子上的普通白色拼图，随机随机选择40块（低难度）、60块（中难度）或106块（高难度）。时限设定为40分钟，如果在时限内完成拼图，任务立即结束，如果没有完成，则任务强制结束。受试者在开始任务前和完成任务后保持睁眼休息状态5分钟，并在任务开始前和睁眼休息后进行情绪概况测试。以上算一次实验，每个科目一共进行六次实验，每个难度选择上午一次，下午一次。继去年的基础上，我们还通过分析脑电图和心电图（心率变异性）获得的指标，研究了是否可以用生理量来表达心理工作量。因此，通过使用自动编码器对基于任务前睁眼的静息状态的脑电图指数差和心率变异性指数差进行建模，我们发现诸如活泼和活力等积极情绪可以通过脑电图指数差来表达，我们证实，诸如此类的负面情绪可以利用心率变异指数差异在二维平面上表达。这一结果在并行进行的主成分分析中得到了证实，并且表达比主成分分析更加线性，这表明自编码器可以比主成分分析更准确地表达情感。

项目成果

Statistical representation of emotions for puzzle workload using electroencephalogram and heart rate variability

使用脑电图和心率变异性对拼图工作量的情绪进行统计表示

• DOI: 10.1109/bmeicon56653.2022.10012068
• 发表时间: 2023
• 期刊: Proceedings of the 14th Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON)
• 作者: Igasaki T;Takahi A;Nishikawa S
• 通讯作者: Nishikawa S

Removal of an artifact by transcutaneous auricular vagus nerve stimulation from electroencephalogram using automatic detection and modeling of the artifact

使用伪影的自动检测和建模，通过经皮耳迷走神经刺激从脑电图中去除伪影

• 发表时间: 2023
• 期刊: IEICE Technical Report
• 作者: Rais I;Igasaki T
• 通讯作者: Igasaki T

Perceived parenting and internalizing behaviours in Japanese youth

日本青少年的养育观和内化行为

• 发表时间: 2021
• 作者: Saori Nishikawa;Sara Karim
• 通讯作者: Sara Karim

脳波と心拍変動の統計分析を用いたパズル作業に対する感情表現に関する基礎的研究

使用脑电波和心率变异性统计分析进行益智任务中的情绪表达基础研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 高日 亜央衣;伊賀崎 伴彦;西川 里織
• 通讯作者: 西川 里織

Ego-resiliency and fear of COVID-19 in Japanese children and adolescents

日本儿童和青少年的自我弹性和对 COVID-19 的恐惧

• 发表时间: 2021
• 作者: Naoya Ryoke;Hironori Kitakaze;Ryo Matsumura;伊賀崎 伴彦;Saori Nishikawa
• 通讯作者: Saori Nishikawa