连续认知作业致脑力疲劳对风险和不确定性决策的影响

摘要

长时间脑力活动、睡眠不足或生物节律紊乱等导致的困倦、嗜睡或主观感觉到累的状态称作脑力疲劳(Mental Fatigue, MF)。在航空领域，由于脑力劳动强度大及不规律的作息，航空工作者常常处于脑力疲劳状态，进而会使个体的注意、记忆、警觉性、决策等多种认知功能受到不同程度的损害。由于脑力疲劳是造成航空安全事故的重要因素之一，因此对于脑力疲劳的研究已逐渐成为航空工作者关注的重点。飞行员、空管员等航空工作者常常需要在脑力疲劳状态下做出决策，容易造成决策偏差与失误，危及航空安全。但目前国内外关于脑力疲劳影响决策的研究尚无统一结论，部分研究者认为脑力疲劳会导致个体在决策中更倾向于冒险，同时也有研究表明脑力疲劳会导致个体风险规避。对于脑力疲劳影响决策的认知机制的研究更是凤毛麟角。所以本研究在归纳总结前人研究的基础上，采用实验室模拟飞行及现实管制任务两种情景诱发脑力疲劳，以连续作业时间作为脑力疲劳操作定义，以主客观相结合的方式评估疲劳水平，研究脑力疲劳对不确定性及风险决策的影响，并对脑力疲劳影响决策过程的认知成分做初步分析。
　　研究目的：
　　以不同方式诱发不同程度脑力疲劳水平，研究脑力疲劳对不确定性及风险决策的影响，并对其认知机制做初步探讨，为人们正确认识自身状态及决策变化特点，以及尽量避免因脑力疲劳造成决策偏差或失误提供理论依据。
　　研究方法：
　　1.采用连续认知任务—模拟飞行任务，建立实验室条件下脑力疲劳诱导模型，验证模型对于疲劳的诱导效果，在此基础上探讨不同脑力疲劳水平时不确定性及风险决策变化特点。
　　2.采用现场研究以验证实验室结论。选取脑力疲劳代表性岗位—空中交通管制员作为研究对象，探讨现实情境中脑力疲劳前后不确定性和风险决策如何变化以及提高疲劳强度后其对决策影响程度是否增加。
　　3.采用成人决策能力量表测量空中交通管制员在脑力疲劳与休息良好状态下决策能力变化特点，分析脑力疲劳影响决策哪些特定认知成分。
　　研究结果：
　　1.实验室条件下实验组完成2h模拟飞行任务后主观疲劳感明显高于任务前（P＜0.01），模拟飞行任务前30 min综合作业绩效平均得分明显高于最后30 min的得分（P＜0.01），主客观疲劳感分析表明成功建立了脑力疲劳诱导模型，达到模拟脑力疲劳的效果。
　　2.采用爱荷华博弈任务（Iowa Gambling Task，IGT）模块1、2作为评估不确定性决策的工具。比较实验室条件下实验组与对照组的净分数，组间差异无统计学意义（p＞0.05）。现实情境下管制员完成6h管制任务前后在IGT模块1、2中的净分数也无差异（p＞0.05）。
　　3.将IGT模块3~5作为评估风险决策工具。比较实验室条件下实验组与对照组以及现实情境下管制员完成6h管制任务前后，受试者在IGT模块3、4、5中的净分数差异均具有统计学意义（P＜0.01），同时学习曲线趋势分析显示非疲劳状态下个体更多选择有利牌而回避不利牌，而脑力疲劳状态下随着学习次数的增加个体仍然不断选择不利牌。
　　4.采用剑桥博弈任务（Cambridge Gambling Task，CGT）作为评估风险决策的工具，进一步揭示疲劳对风险决策的影响规律。实验室条件下实验组决策质量、冒险指数较对照组无差异（p＞0.05），但决策时间延长（P＜0.05），冲动指数增加（P＜0.05），风险调节能力降低（P＜0.05）。现实情境下增加疲劳强度后，疲劳较休息良好状态除决策时间延长（P＜0.05），冲动指数增加（P＜0.05），风险调节能力降低（P＜0.05）外，冒险指数也明显增加（P＜0.01）。
　　5.疲劳对决策行为影响的认知机制研究发现：完成6h管制任务后受试者抵御框架效应能力降低（P＜0.01），无论正性还是负性框架，脑力疲劳状态下受试者变得更加倾向于风险寻求；疲劳后受试者变得信心不足（P＜0.01），风险感知一致性降低（P＜0.01），对于决策规则的坚持性变差（P＜0.01）。
　　研究结论：
　　1.通过反馈调整决策策略的不确定性决策能力未受脑力疲劳的影响，即增加了脑力疲劳强度后，不确定性决策能力仍未受到明显影响。
　　2.脑力疲劳主要影响风险决策，使个体表现出冲动、冒险决策，同时风险调节能力降低，出现了不能很好地随着风险的不同对自身行为进行精细调节的现象。
　　3.初步认为脑力疲劳使人们更容易受信息表征方式的影响，对风险概率感知能力降低。脑力疲劳使个体低估自身决策能力水平，夸大能力下降程度，整合能力降低。

目录

声明

缩略语表

前言

文献回顾

1脑力疲劳及其相关研究

2 决策及其相关研究

3脑力疲劳对决策影响的研究

1 问题提出与研究意义

2 研究设计

2.1 研究假设

2.2 实验流程

2.3 数据统计处理

第一部分 实验室条件下脑力疲劳对风险和不确定性决策的影响

1 材料

2 方法

3 结果

4 讨论

第二部分 现实情景下管制工作负荷致脑力疲劳对风险和不确定性决策的影响

1 材料

2 方法

3 结果

4 讨论

第三部分 脑力疲劳影响决策能力认知成分的初步分析

1 材料

2 方法

3 结果

4 讨论

小结

参考文献

附录

个人简历和研究成果

致谢