Computergestützte mentale arthimetische aufgabenbasierte Erkennung des menschlichen Stressniveaus unter Verwendung physiologischer Signale (UNIMAP)

Mental Arithmetic Task (MAT) ist ein häufig verwendeter Stressor, um Stress effizient zu induzieren und zu bewerten. Allerdings ist diese Methode bis heute nicht standardisiert, es kommt aufgrund unterschiedlicher umweltbedingter und psychologischer Faktoren auf die experimentelle Bedingung an. Verschiedene Protokolldesigns, die in verschiedenen Studien zur Stressbewertung verwendet werden, werden ausgearbeitet

Vorherige Protokolldetails mit MAT-basierter Stressinduktion

(Lundberg & Melin, 1994) 62 Probanden & SBP (systolischer Blutdruck), DBP (diastolischer Blutdruck), Herzfrequenz und EMG.

• Eine Reihe von Additionen und Subtraktionen von einstelligen Zahlen.
• Der Proband spricht die Antwort aus, und Fehler werden von Tonbandgerät aufgezeichnet.
• Zur Entspannung wurde sanfte Musik gespielt und physiologische und psychologische Parameter gemessen.

(Ushiyama, et al., 1991) 26 Probanden, Blutproben, BP und EKG. Zunächst 20 Minuten Entspannung

• 7 Subtraktionen von 700 innerhalb von 2,5 min nach der Entspannung. Abschließend 3 Minuten Entspannung.
• Kontinuierliche EKG-Messung über die gesamte Dauer
• Blutproben, Blutdruck für diskrete Variable nur einmal bei jeder Aufgabe.

(Tomaka, Blascovich & Swart, 1994b) 41 Probanden & Herzfrequenz, Hautleitwert (SCR), Schlagvolumen (SV), SBP und DBP

• Kopfrechenaufgabe mit zwei Arten, mit stiller Phase und lauter Phase.
• Anfänglich 10 Minuten Pause vor der Elektrodenplatzierung und 4 Minuten Entspannung nach der Elektrodenplatzierung und Kalibrierung.
• Typ1, schnelle serielle Addition um 13 von 2549. Dauer 4 Minuten mit 5 Minuten Schlussentspannung.
• Typ 2, schnelle serielle Subtraktion um 7 von 2549. Dauer 4 Minuten mit 5 Minuten Schlussentspannung.
• Der Proband spricht die Antwort in einer lauten Phase und in einer stummen Phase aus, in der er schweigen soll, und sollte die Aufgabe ausführen.

(Ring, Drayson, Walkey, Dale & Carroll, 2002) 24 Probanden & SBP, DBP und Pulsfrequenz.

• 4 7-minütige Serienaddition mit einer Präsentationsrate von 3,5, 3,0, 2,5 bzw. 2,0 s.
• Addition von zwei nacheinander präsentierten einstelligen Zahlen (von 1 bis 9) in Audio.
• Die Antworten sollten für die nächste Ergänzung, die auf dem Tonbandgerät präsentiert wird, im Gedächtnis behalten werden.
• SBP, DBP und Pulsfrequenz sind diskrete Variablen, die aus einem bestimmten Zeitintervall genommen werden.

(Linden, 1991) 61 Probanden & DBP, SBP Herzfrequenz.

• Vier verschiedene Geräuschablenkungen während MAT. Subtraktion von 2000 von 6,7, 8,9 nacheinander, Berechnungszeit beträgt 5 Sek. pro Schritt.
• Sprechen Sie die Antwort mündlich aus.
• Aufgabe ohne Lärm (die Aufgabe wird ohne Lärm ausgeführt).
• Variable reale Geräusche (Sirene, warmlaufender Automotor, näher kommender Donner, Hintergrundgeräusche des Bahnhofs usw.).
• Ständige Geräusche aus dem wirklichen Leben (Hintergrundgeräusche von Cafés und Bars).
• Aufgabe mit variablem bedeutungslosem Rauschen (weißes und rosa Rauschen).

(Von Dawans, Kirschbaum & Heinrichs, 2010) 25 Probanden & EKG

• Kopfrechenaufgabe (Reihenrechnen) von 8 min.
• Die Aufgabe, die zwischen anderen stressauslösenden Aufgaben ausgeführt wird.

(Seraganian, Szabo, Brown & Behavior, 1997) 20 Probanden & EKG.

• 11 Aufgaben, die zwei aufeinanderfolgende arithmetische Operationen mit ganzen Zahlen erfordern (z. B. 14* 6-17).
• Der Proband sollte rechnen und auch die 10-Punkte-Skala des Schwierigkeitsgrads bewerten.
• Die Aufgabe wurde auf einem Tonbandgerät in ausgeglichener Reihenfolge präsentiert
• Die Herzfrequenz wurde weiterhin gemessen.

Informationen zum Protokolldesign

In dieser Arbeit ist MAT darauf ausgelegt, das Stressniveau von einem Niveau zum anderen zu induzieren und zu erhöhen, indem es mentale Anforderungen von leicht bis schwer schafft und erhöht. Hier wird die Kopfrechenaufgabe mit Audioablenkung gestaltet, um die Kognition bei geistiger Beanspruchung oder Belastung zu reduzieren. Diese kontinuierliche Exposition ist Grund, den Stress der Teilnehmer zu induzieren. Das Protokoll besteht aus 4 verschiedenen Stufen wie Entspannung mit sanfter Musik, niedrige Stufe (niedriger Schwierigkeitsgrad), mittlere Stufe (mittlere Schwierigkeit), hohe Stufe (hohe Schwierigkeit). Jede Ebene hat 30 arithmetische Aufgaben Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division oder eine Kombination davon. Problemkomplexitäten zwischen den Ebenen werden nach niedrig, mittel und hoch gestaltet. 10 zufällig ausgewählte Echtzeitgeräusche (Generator, Sirene, Motorgeräusch etc.) werden bei jeweils 10 Aufgaben jedes Levels hinzugefügt, um die Konzentration zu reduzieren und die mentale Anforderung zu erhöhen. Entsprechend der Datenerfassungsumgebung werden die Geräusche kalibriert und kontrolliert.

Physiologische Maßnahmen

Nicht-intrusive Messung Elektrokardiogramm Elektromyogramm Galvanische Hautreaktion Hauttemperatur Elektroenzephalogramm

Betreff Informationen

Normale Themen und offene Einladungen werden gegeben, um die Freiwilligen auszuwählen