デフォルトネットワークの活動とより良い警戒タスクのパフォーマンスの関連

Default Network Activity Is Associated with Better Performance in a Vigilance Task
Carsten Bogler, Alexander Vowinkel, Paul Zhutovsky and John-Dylan Haynes
Frontiers in human neuroscience, vol.11, no.623, 2017

長時間にわたって注意を払う必要がある場合,パフォーマンスはゆっくりと変動し,エラーが発生する可能性がある.注意の欠如は前頭葉および頭頂葉のBOLD シグナルと相関することが示されている.これは,注意の変動がどのようにfronto-parietal default network にリンクしているかという疑問を提起する.注意状態がゆっくりと変動することから,注意揺らぎと脳活動との間の潜在的なつながりは,より長い時間スケールで,タスクの実行前にも観察可能であることが期待される.本研究では,fMRI を使用して,注意喚起と相関する脳活動を同定した.これは,持続的な注意喚起の間の反応時間(RT)の変動として定義される.被験者が比較的長いRT を有する場合,visual cortex,parietal lobe(PL),inferior and superior frontal gyrus,and supplementary motor area(SMA) における脳活動はより高い結果が得られた.私たちの期待とは対照的に,被験者が比較的短いRT を有するとき,デフォルトネットワーク(DN)における活性は高かった.これは,その区間においてパフォーマンス改善されたことを意味する.このDN の変調は,タスク実行の数秒前にすでに存在していたため,単純な反復タスクでパフォーマンスが向上する潜在的な原因として,DN のアクティビティを示した.

昼間の単調な運転時における運転者の認知疲労と速度変動との関係

The Relationship Between Drivers’ Cognitive Fatigue and Speed Variability During Monotonous Daytime Driving
Jinfei Ma, Jiaqi Gu, Huibin Jia, Zhuye Yao and Ruosong Chang
Frontiers in psychology, Volume.9, p.459, 2018

認知負荷が不足すると,長時間運転した際の運転者の認知的疲労および警戒の減少につながる可能性がある.本研究では,単調な運転での運転疲労に対する速度変動の影響を調査した.21人の参加者が60分間のシミュレータによる運転課題を実施した.すべての被験者の認知疲労は,心理的および生理学的測定を用いて評価された.結果は全ての被験者間で,車速の変動性は運転タスク中の眠気および警戒の度合いと負の相関があることを示した.さらに,速度変動が大きいグループの運転者は,速度変動が小さいグループの運転者よりも眠気が少なく、疲労が少なく、警戒感が高いことが示された.また,これらのドライバーは3つの異なる周波数帯θ,αおよびβ波のパワースペクトルが小さいことが示された.したがって速度限界内での速度のより大きな変動性が,運転者の認知疲労を抑制することが示唆された.

単純なタスク対する持続的注意:警戒注意の神経機構のメタ分析レビュー

Sustaining Attention to Simple Tasks: A Meta-Analytic Review of the Neural Mechanisms of Vigilant Attention

Psychological Bulletin, Vol 139(4), Jul 2013, 870-900.

数秒以上の注目を維持することは,日常生活において不可欠である.しかし,私たちの特定のタスクに対して
集中する能力は,タスク時間の増加に伴うパフォーマンスの減退に知られる結果の通り,限られている.興味深い
ことに,そのタスクが認知的に単純で反復的であっても,そのような減退は起こる可能性が高い.知的にやりが
いのない,興味のない活動に対する長期的な注意機能は,「警戒注意」と呼ばれている.ここで私たちは,この不
可欠な精神的能力のメカニズムについて脳機能イメージングから学んだことについて総合的に扱う.この目的の
ために,関連する神経イメージング研究の定量的メタ分析を,因子を抑える補足分析を含めて,実施した.さら
に私たちは,局所的脳損傷のある患者から得られた情報を考慮しながら,神経的なタスク時間の影響に関する入
手可能な証拠を検討した.メタ分析とレビューの両方の結果を統合し,主に右半球の脳領域セットが人間の警戒
注意を補助する中心ネットワークを形成しうると確認された.背内側,中,腹外側の前頭前野,前部島皮質,頭
頂領域(頭頂間溝,側頭頭頂接合部),皮質下構造(小脳虫部,視床,被殻,中脳) などを含む.私たちはこのネッ
トワークの異なるノードの潜在的機能的役割だけでなく,警戒注意の理論上評価のための私たちの調査結果の意
義についても議論する.注意の維持は単一の精神的能力ではなく多成分であると推測された.それには(i) タスク
のセット・覚醒の保守を補助する持続・再発の過程と(ii) 目標駆動型の注意の再配向を補助する過渡過程の2 つの
混合物を含む.最後に,これまでの研究の限界を考え,今後の研究への提案を提供する.

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警戒は多くの心的作業を必要とし、ストレスが強い

Vigilance Requires Hard Mental Work and Is Stressful

Human factors, 2008, 50(3), pp.433-441.

目的:警戒の研究における主要な発見や進展について説明する.
背景:警戒タスクは通常、少しの心的努力を必要とする大変でない課題であるとみなされてきた。警戒の減衰
機能も低刺激によってもたらされる覚醒の減少に起因すると考えられてきた。
方法:最近の警戒の研究は、4 つの分野で検討されている。タスクタイプの研究、警戒中の精神作業負荷の研究、
警戒中の資源需要の神経計測、タスクによって誘発されるストレスの研究。
結果:連続した同時警戒タスクを比較した実験は、警戒の注意資源理論をサポートしています。主観報告でも、
警戒の作業負荷が高く、処理要求を高める要因に敏感であることを示している。経頭蓋ドップラー超音波検査を用
いたNeuroimaging 研究は、警戒タスクにおける性能低下に関連した資源の変化に対する強力な、独立した証拠
を提供する。最後に、生理学的および主観的な報告では、警戒タスクはタスクの関与を減らし、疲労を増大させ、
さらにこれらの変化がタスクの難易度で上昇させることを確認する。
結論:行動学的、神経学的、主観的な計測による証拠をまとめ、警戒が心的作業を必要とし、ストレスの多い
ことを示す。
アプリケーション:本研究は、人の監視が必要なほとんどの人-機械システム、特に自動化されたサブシステム
を含むシステムに適用される。

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