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Überwachung der Auswirkung mentaler Ermüdung auf die körperliche Leistungsfähigkeit mithilfe tragbarer Sensoren und physiologischer Parameter

22. Dezember 2025 aktualisiert von: Bart Roelands, Vrije Universiteit Brussel

Überwachung der Auswirkung von mentaler Ermüdung auf die körperliche Leistung unter Verwendung tragbarer Sensoren und physiologischer Parameter

Mentale Ermüdung (MF) beeinträchtigt sowohl die kognitive als auch die körperliche Leistungsfähigkeit negativ und erhöht das Fehlerrisiko in risikoreichen Umgebungen wie Sport und Chirurgie. Traditionelle Methoden zur Bewertung von MF stützen sich auf subjektive Selbstberichtsskalen, die anfällig für Verzerrungen sind, oder auf komplexe Hirnmessungen (z. B. EEG), die außerhalb von Laborsituationen unpraktisch sind. Diese Studie zielt darauf ab, eine Echtzeit-Überwachungsmethode für MF unter Verwendung tragbarer physiologischer Sensoren zu entwickeln. Die Studie wird gesunde, trainierte Läufer (18-35 Jahre alt) rekrutieren, die sowohl eine MF-induzierende kognitive Aufgabe (Stroop-Test) als auch eine Kontrollbedingung (Dokumentation ansehen) in einem randomisierten, ausbalancierten Crossover-Design absolvieren. Die Herzfrequenzvariabilität, Atemfrequenz und Pupillenmetriken werden kontinuierlich mit tragbaren Geräten aufgezeichnet. Maschinelle Lernmodelle werden verwendet, um sowohl den MF-Grad als auch die Auswirkung von MF auf die körperliche Leistung (5-km-Zeitfahren auf einem Laufband) unter Verwendung der physiologischen Daten als Eingabe vorherzusagen.

Studienübersicht

Status

Rekrutierung

Bedingungen

Intervention / Behandlung

Studientyp

Interventionell

Einschreibung (Geschätzt)

30

Phase

  • Unzutreffend

Kontakte und Standorte

Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.

Studienkontakt

Studienorte

  • Belgien
      • Brussels, Belgien, 1050
        • Rekrutierung
        • Brussels Labo voor Inspanning en Topsport
        • Kontakt:

Teilnahmekriterien

Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.

Zulassungskriterien

Studienberechtigtes Alter

  • Erwachsene

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Ja

Beschreibung

Einschlusskriterien:

  • Gesund (keine neurologischen, kardiovaskulären oder muskuloskelettalen Erkrankungen jeglicher Art)
  • Männlich oder weiblich
  • Keine Vorkenntnisse über das Konzept von MF
  • Keine Medikamenteneinnahme
  • Nichtraucher
  • 18-35 Jahre alt
  • Erfahrene Läufer: (≥15 km/Woche und/oder ≥2 Einheiten/Woche während der letzten 6 Monate)

Ausschlusskriterien:

  • Verletzungen in den letzten 6 Monaten, die die Laufleistung beeinträchtigen
  • Leiden unter einer chronischen Gesundheitsstörung (könnte neurologisch, kardiovaskulär, intern oder muskuloskelettal sein)
  • Teilnahme an gleichzeitiger Betreuung oder Forschungsstudien
  • Vorgeschichte von psychischen/psychiatrischen Störungen
  • Medikamenteneinnahme
  • Konsum von Koffein und schwere Anstrengungen 24 Stunden vor jedem Versuch
  • Leiden unter Farbsehschwächen
  • Keine standardisierte Mahlzeit am Morgen jedes Versuchs und am Abend vor jedem Versuch

Studienplan

Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

  • Hauptzweck: Grundlegende Wissenschaft
  • Zuteilung: Zufällig
  • Interventionsmodell: Crossover-Aufgabe
  • Maskierung: Single

Waffen und Interventionen

Teilnehmergruppe / Arm
Intervention / Behandlung
Experimental: Zustand mentaler Erschöpfung
Die Aufgabe zur mentalen Ermüdung wird einen modifizierten Stroop-Test umfassen, der aus früheren Forschungen adaptiert wurde. Wörter werden auf dem Bildschirm in 34-Punkt-Schrift für 1000 Millisekunden angezeigt, wobei das Interstimulus-Intervall basierend auf der Stroop-Max-Test-Leistung jedes Teilnehmers personalisiert wird. Die Dauer der Stroop-Aufgabe beträgt 60 Minuten für jeden Teilnehmer. Die Teilnehmer werden angewiesen, so schnell und genau wie möglich zu reagieren.
Verhalten: Mentale Erschöpfung
Mentale Ermüdung (MF) ist ein psychobiologischer Zustand, der durch Gefühle von Müdigkeit und/oder einen messbaren Leistungsabfall nach längerer oder intensiver kognitiver Aktivität gekennzeichnet ist.
Kein Eingriff: Kontrollbedingung
Die Kontrollaufgabe wird darin bestehen, eine vorab genehmigte, emotional neutrale 60-minütige Dokumentation anzusehen.

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Herzfrequenzvariabilität Zeitbereichsparameter
Zeitfenster: Während der kognitiven Intervention und der Kontrollbedingung am Studientag kontinuierlich (ca. 75 Minuten).
Quadratischer Mittelwert der sukzessiven Unterschiede [RMSSD], Standardabweichung der Normal-zu-Normal-Intervalle [SDNN] in Millisekunden.
Während der kognitiven Intervention und der Kontrollbedingung am Studientag kontinuierlich (ca. 75 Minuten).
Herzfrequenzvariabilität-Frequenzbereich-Parameter
Zeitfenster: Während der kognitiven Intervention und der Kontrollbedingung am Studientag durchgängig (ca. 75 Minuten).
Niederfrequenz (NF), Hochfrequenz (HF) in Millisekunden zum Quadrat (ms²) und Nieder-/Hochfrequenz-Verhältnis [NF/HF]
Während der kognitiven Intervention und der Kontrollbedingung am Studientag durchgängig (ca. 75 Minuten).
Atemfrequenz
Zeitfenster: Während der kognitiven Intervention und der Kontrollbedingung am Studientag kontinuierlich (ca. 75 Minuten).
Die Atemfrequenz (AF) wird als Anzahl der Atemzüge pro Minute (Atemzüge/min) gemessen
Während der kognitiven Intervention und der Kontrollbedingung am Studientag kontinuierlich (ca. 75 Minuten).
Pupillendurchmesser
Zeitfenster: Während der kognitiven Intervention und der Kontrollbedingung am Studientag kontinuierlich (etwa 75 Minuten).
Der Pupillendurchmesser (PD) wird in Millimetern (mm) als Maß für die Aktivität des autonomen Nervensystems gemessen.
Während der kognitiven Intervention und der Kontrollbedingung am Studientag kontinuierlich (etwa 75 Minuten).
Blinkfrequenz
Zeitfenster: Während der kognitiven Intervention und der Kontrollbedingung am Studientag kontinuierlich (etwa 75 Minuten).
Die Blinkfrequenz (BR) wird als Anzahl spontaner Lidschläge pro Minute (Lidschläge/min) gemessen
Während der kognitiven Intervention und der Kontrollbedingung am Studientag kontinuierlich (etwa 75 Minuten).
Lidöffnung
Zeitfenster: Während der kognitiven Intervention und der Kontrollbedingung am Studientag kontinuierlich (ca. 75 Minuten).
Die Lidöffnung (EO) wird als vertikaler Abstand zwischen Ober- und Unterlid in Millimetern (mm) gemessen.
Während der kognitiven Intervention und der Kontrollbedingung am Studientag kontinuierlich (ca. 75 Minuten).
Kognitive Leistungsgenauigkeit
Zeitfenster: Zu Beginn (vor der Intervention), während der 60-minütigen kognitiven Intervention und unmittelbar nach Abschluss der Intervention am Studientag (insgesamt etwa 70 Minuten).
Die kognitive Leistung wird mithilfe einer Go/No-Go-Aufgabe bewertet. Die Aufgabe beginnt mit einem allgemeinen Anweisungsbildschirm, gefolgt von der gleichzeitigen Präsentation von zwei Arten von Stimuli: einem Go- oder No-Go-Signal und einem Richtungsanzeiger für links oder rechts. Dies ergibt vier mögliche Kombinationen: GoRight, GoLeft, NoGoRight und NoGoLeft. Wenn ein Go-Signal erscheint, müssen die Teilnehmer reagieren, indem sie die Pfeiltaste drücken, die der linken oder rechten Richtung entspricht. Wenn dagegen ein No-Go-Signal angezeigt wird, müssen die Teilnehmer unabhängig vom Richtungshinweis jede Reaktion unterdrücken. Dieses Paradigma soll Aufmerksamkeit, Reaktionshemmung, Arbeitsgedächtnis und exekutive Funktionen bewerten, von denen bekannt ist, dass sie alle negativ von MF beeinflusst werden. Die Genauigkeit in Prozent (%) der richtigen Antworten in dieser Go/No-Go-Aufgabe sowie die Genauigkeit während der Stroop-Interventionsaufgabe werden gemessen.
Zu Beginn (vor der Intervention), während der 60-minütigen kognitiven Intervention und unmittelbar nach Abschluss der Intervention am Studientag (insgesamt etwa 70 Minuten).
Kognitive Leistung Reaktionszeit
Zeitfenster: Zu Beginn (vor der Intervention), während der 60-minütigen kognitiven Intervention und unmittelbar nach Abschluss der Intervention am Studientag (insgesamt etwa 70 Minuten).
Die kognitive Leistung wird mithilfe einer Go/No-Go-Aufgabe bewertet. Die Aufgabe beginnt mit einem allgemeinen Instruktionsbildschirm, gefolgt von der gleichzeitigen Präsentation zweier Arten von Reizen: einem Go- oder No-Go-Signal und einem Links- oder Rechts-Richtungsanzeiger. Dies führt zu vier möglichen Kombinationen: GoRechts, GoLinks, NoGoRechts und NoGoLinks. Wenn ein Go-Signal erscheint, müssen die Teilnehmer reagieren, indem sie die Pfeiltaste drücken, die der linken oder rechten Richtung entspricht. Wenn dagegen ein No-Go-Signal angezeigt wird, müssen die Teilnehmer unabhängig vom Richtungshinweis jede Reaktion unterdrücken. Dieses Paradigma soll Aufmerksamkeit, Reaktionshemmung, Arbeitsgedächtnis und exekutive Funktionen bewerten, von denen bekannt ist, dass sie durch MF negativ beeinflusst werden. Die Reaktionszeit (RT) wird in Millisekunden (ms) als Latenz zwischen Reizbeginn und der Verhaltensreaktion (Tastendruck) des Teilnehmers bei der Go/No-Go-Aufgabe und während der Stroop-Interventionsaufgabe gemessen.
Zu Beginn (vor der Intervention), während der 60-minütigen kognitiven Intervention und unmittelbar nach Abschluss der Intervention am Studientag (insgesamt etwa 70 Minuten).
Körperliche Leistungsfähigkeit: Zeit bis zum Abschluss
Zeitfenster: Unmittelbar nach Abschluss der 60-minütigen kognitiven Intervention, während eines einzigen 5-km-Laufband-Zeitfahrens am Studientag (etwa 20 Minuten).
Die Teilnehmer absolvieren einen 5-km-Laufzeitversuch auf einem Laufband, um die Ausdauerleistung unter MF zu bewerten. Das Laufband wird auf eine Steigung von 1 % eingestellt, gemäß etablierter Protokolle zur Nachahmung von Laufbedingungen im Freien. Vor Beginn des Zeitversuchs absolvieren die Teilnehmer ein standardisiertes Aufwärmprogramm von 5 Minuten. Um selbstbestimmte Laufbedingungen aufrechtzuerhalten, erhalten die Teilnehmer Echtzeit-Feedback über die zurückgelegte Strecke, jedoch keine Informationen über Laufgeschwindigkeit oder verstrichene Zeit. Die Forscher bleiben anwesend, bieten jedoch keine mündliche Ermutigung oder Tempohinweise, um sicherzustellen, dass die Anstrengung intern reguliert bleibt. Sobald die 5-km-Strecke absolviert ist, hören die Teilnehmer sofort mit dem Laufen auf und treten auf die seitlichen Plattformen des Laufbands. Die insgesamt verstrichene Zeit wird aufgezeichnet.
Unmittelbar nach Abschluss der 60-minütigen kognitiven Intervention, während eines einzigen 5-km-Laufband-Zeitfahrens am Studientag (etwa 20 Minuten).

Sekundäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Subjektives Gefühl von mentaler Erschöpfung
Zeitfenster: Zu Studienbeginn (vor der Intervention), alle 5 Minuten während der 60-minütigen kognitiven Intervention und unmittelbar nach Abschluss der Intervention am Studientag.
Die Mental Fatigue Visual Annalogue Scale (0-10 cm) wird bewerten, wie mental erschöpft sich der Teilnehmer fühlt (100-Punkte-VAS-Skala) und reicht von 'überhaupt nicht' bis 'völlig erschöpft'.
Zu Studienbeginn (vor der Intervention), alle 5 Minuten während der 60-minütigen kognitiven Intervention und unmittelbar nach Abschluss der Intervention am Studientag.
Stimmung
Zeitfenster: Zu Studienbeginn, vor Beginn jedes experimentellen und Kontrollversuchs am Studientag.
Die Brunel Mood Scale (BRUMS) wird zur Angabe der Stimmung verwendet und dient als Kontrollmaßnahme sowohl für Erregung als auch für Langeweile. Sie umfasst 24 Stimmungsdeskriptoren (unterteilt in 6 Subskalen (d.h. Ärger, Verwirrung, Depression, Müdigkeit, Anspannung und Vitalität)), bei denen die Teilnehmer für jede Stimmung einen Wert auf einer 5-Punkte-Likert-Skala angeben müssen (d.h. 0 = überhaupt nicht bis 4 = extrem) in Antwort auf die Frage: "Wie fühlen Sie sich gerade?"
Zu Studienbeginn, vor Beginn jedes experimentellen und Kontrollversuchs am Studientag.
Motivation
Zeitfenster: Zu Beginn (vor der Intervention) und unmittelbar nach Abschluss der 60-minütigen kognitiven Intervention am Studientag.
Moti-VAS: Die Motivation wird mithilfe einer VAS bewertet. Die Teilnehmer werden gefragt: „Wie motiviert fühlen Sie sich für die bevorstehende Aufgabe?“ und werden angewiesen, ihre Antwort auf einer 10 cm langen Linie zu bewerten, wobei die Aussagen „überhaupt nicht“ und „extrem motiviert“ an entgegengesetzten Enden dieser Linie stehen.
Zu Beginn (vor der Intervention) und unmittelbar nach Abschluss der 60-minütigen kognitiven Intervention am Studientag.
Schläfrigkeit
Zeitfenster: Zu Studienbeginn (vor der Intervention) und unmittelbar nach Abschluss der 60-minütigen kognitiven Intervention am Studientag.
Die Karolinska-Schläfrigkeitsskala (KSS) wird durchgeführt. Diese 10-Punkte-Skala misst das subjektive Maß an Schläfrigkeit und reicht von 1 = 'äußerst wach' bis 10 = 'äußerst schläfrig, schläft ständig ein'.
Zu Studienbeginn (vor der Intervention) und unmittelbar nach Abschluss der 60-minütigen kognitiven Intervention am Studientag.
Körperliche Erschöpfung
Zeitfenster: Unmittelbar vor dem körperlichen Leistungstest am Studientag.
Um das subjektive Gefühl körperlicher Müdigkeit zu messen, wird vor jedem körperlichen Leistungstest eine P-VAS-Skala (0-10 cm) verwendet, um das Ausmaß der subjektiven körperlichen Müdigkeit der Teilnehmer zu überprüfen. Die Teilnehmer werden gebeten, ihre allgemeine körperliche Müdigkeit auf einer 10 cm langen Linie von "überhaupt nicht" bis "völlig erschöpft" einzuschätzen.
Unmittelbar vor dem körperlichen Leistungstest am Studientag.
Wahrgenommene körperliche Anstrengung
Zeitfenster: Während des 5-km-Laufband-Zeitfahrens, bewertet am Ende jedes Kilometers am Studientag.
Die Bewertung der empfundenen Anstrengung (RPE) wird anhand der Borg CR100®-Skala gemessen, die von 0 bis 100 reicht, wobei 0 für "keine Anstrengung" und 100 für "maximale Anstrengung" steht. Höhere Werte zeigen eine größere empfundene Anstrengung an. Die Teilnehmer werden gebeten, am Ende jedes Kilometers während des 5-km-Zeitfahrens eine RPE-Bewertung abzugeben.
Während des 5-km-Laufband-Zeitfahrens, bewertet am Ende jedes Kilometers am Studientag.
Schrittmacher
Zeitfenster: Während des 5-km-Laufband-Zeitfahrens, das am Ende jedes Kilometers am Studientag bewertet wurde.

Das Pacen wird als Muster der Geschwindigkeitsregulation während des 5-km-Zeitfahrens bewertet. Die Laufgeschwindigkeit (km/h) wird kontinuierlich aufgezeichnet und pro Kilometer zusammengefasst, um die Pacing-Strategie (positives, negatives oder gleichmäßiges Pacen) zu charakterisieren. Die relative Geschwindigkeit wird auch als Prozentsatz der durchschnittlichen Versuchsgeschwindigkeit ausgedrückt. Neben der Gesamtfertigungszeit dient das Pacen als Indikator dafür, wie die Teilnehmer ihre Anstrengung unter selbstbestimmten Laufbedingungen verteilen.

Die Teilnehmer werden jeden Kilometer gefragt, wie schnell sie ihrer Meinung nach in diesem Moment laufen, um etwaige Abweichungen von ihrer tatsächlichen Laufgeschwindigkeit zu überprüfen und festzustellen, ob ein Lerneffekt oder ein Bedingungseffekt vorliegt.
Während des 5-km-Laufband-Zeitfahrens, das am Ende jedes Kilometers am Studientag bewertet wurde.

Mitarbeiter und Ermittler

Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.

Sponsor

Vrije Universiteit Brussel

Studienaufzeichnungsdaten

Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.

Haupttermine studieren

Studienbeginn (Geschätzt)

1. Januar 2026

Primärer Abschluss (Geschätzt)

1. Juni 2026

Studienabschluss (Geschätzt)

1. Juni 2026

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

22. August 2025

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

22. Dezember 2025

Zuerst gepostet (Tatsächlich)

7. Januar 2026

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

7. Januar 2026

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

22. Dezember 2025

Zuletzt verifiziert

1. August 2025

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Schlüsselwörter

Zusätzliche relevante MeSH-Bedingungen

Andere Studien-ID-Nummern

  • EC-2025-113

Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)

Planen Sie, individuelle Teilnehmerdaten (IPD) zu teilen?

NEIN

Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Nein

Diese Informationen wurden ohne Änderungen direkt von der Website clinicaltrials.gov abgerufen. Wenn Sie Ihre Studiendaten ändern, entfernen oder aktualisieren möchten, wenden Sie sich bitte an register@clinicaltrials.gov. Sobald eine Änderung auf clinicaltrials.gov implementiert wird, wird diese automatisch auch auf unserer Website aktualisiert .

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