7: EEG 2

• Beschreibung der Beanspruchung von Kraftfahrern in Abhängigkeit von der Schwierigkeit der Fahraufgabe und der Gedächtnisbelastung (z.B. durch Nebentätigkeiten)

• Erfassung des EEG und EKG bei Fahrten in einem einfachen Fahrsimulator („Sitzkiste“, „driving box“)

Forschungsziele:

•  Vergleich der Sensitivität verschiedener Indikatoren des Spontan-EEGs für verschiedene Beanspruchungsaspekte beim Autofahren (Frage nach der Diagnostizität)

• Vergleich der Sensitivität von hirnelektrischen vs. kardiovaskulären Indikatoren für die Erfassung von Fahrerbeanspruchung

Ergebnisse kardiovaskuläre Indikatoren:

HR differenziert bei Fahraufgabe nur zwischen Kontrolle und langsam/schnell; bei „n-back“ i.d.R. alle drei Stufen (Ausnahme: Kontrollbed.)

• HRV differenziert jeweils nur zwischen einzelnen Bedingungen (z.B. Kontrolle/“langsam“ vs. „schnell“; N0 vs. N2)

Ergebnisse Theta- & Alpha-Aktivität

• Theta: Differenziert die Beanspruchungsunterschiede bei n-back, nicht aber die der Fahraufgabe

• Alpha: Differenziert bei beiden Arten von Beanspruchungsunterschieden

• Kennzeichnung durch Polarität, Latenzzeit (bzw. Reihenfolge) und Topographie der Maximalamplitude

• Für psychologische Forschung besonders interessant: späte Komponenten mit Latenzzeit > 100-200 msec, die unabhängig von spezifischen physikalischen Charakteristika eines Ereignisses auftreten („endogene Komponenten“)

• Besonders gut untersucht: P3/P300-Komponente des EKP

• positive Spannungsveränderung frühzeitig 300 msec nach Reizdarbietung

• maximale Amplitude über dem parietalen Kortex (Pz) Auslösbar durch seltene, aufgabenrelevante Reize

„Oddball“-Paradigma:

der Vp werden Sequenzen zweier unterschiedlicher Reize dargeboten; Reiz A tritt häufig auf und soll ignoriert werden; Reiz B tritt selten auf (10-20%) und soll gezählt werden

• Deutlich ausgeprägte P3(00) nach Reiz B

• Latenzzeit abhängig von Schwierigkeit der Wahrnehmung und Kategorisierung eines Reizes, aber unabhängig von Reaktionsanforderungen (Kutas et al., 1977; Magliore et al., 1984)

• Amplitude abhängig von der Menge an Ressourcen, die der Aufgabe zugewiesen werden (Isreal et al.,1980; Wickens et al., 1983)

Untersuchungslogik:

• Analyse der P300-Amplitude auf Sekundäraufgabenreize

• Oddball-Aufgabe als leicht umsetzbare Sekundäraufgabe

Annahme:

• Wenn P300-Amplitude die Menge der jeweils verfügbaren (investierten) Ressourcen anzeigt, sollte die Amplitude auf Sekundäraufgabenreize invers zur Schwierigkeit der Primäraufgabe variieren

• Schlussfolgerungen: Amplitude der P300 auf Sekundäraufgabenreize...

•  ...ist reduziert im Vergleich zu single-task Kontrollbedingungen

• ...bleibt von der motorischen Schwierigkeit der Primäraufgabe unbeeinflusst

•  ...variiert umgekehrt proportional zu den perzeptiv-kognitiven Anforderungen der Primäraufgabe

• P300-Amplitude als physiologisches Korrelat perzeptiv-kognitiver Ressourcen im Sinne des Modells multipler Ressourcen (Wickens, 1980, 1984, 2002)

• P300-Amplitude auf Sekundäraufgabenreize sensitiver Indikator für perzeptiv- kognitive Beanspruchung

• Registrierung durch Anbindung an Sekundäraufgaben allerdings nicht völlig interferenzfrei

  • weniger problematisch als Leistungsmaße durch Möglichkeit des Verzichts auf erfassbare motorische Reaktionen

  • trotzdem Risiko von Veränderungen der Aufgabenanforderungen

• Alternative: Ableitung von Beanspruchungsindikatoren von EKPs auf irrelevante Probenreize (irrelevant probe technique)

• Irrelevante Probenreize: Reize, die während der Bearbeitung einer Primäraufgabe dargeboten werden, ohne dass die Person darauf achten oder damit etwas machen soll

• Fragestellung: Lösen auch solche irrelevanten Reize EKPs aus, deren Komponenten- Amplituden in Abhängigkeit von der Beanspruchung in der Primäraufgabe variieren?

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• Stichprobe: 20 Erwachsene

• Primäraufgabe: Tetris®

• Probenreize: unerwartete Alltagsgeräusche (z.B. zerbrechendes Glas; Husten o.ä.)

  alle 6-30 sec

• Unabhängige Variablen: Schwierigkeit der Primäraufgabe: nur zuschauen (Kontrolle),

  leicht (level 1-3), schwer (level 8-11)

• AV: EKP-Komponenten von 30 Ableitorten (10-20 System)

• N1, P2, P3, späte (langsame) Positivierung (LPP)

• P300-Amplitude auf Sekundäraufgabenreize sensitiver und diagnostischer Indikator für perzeptiv-kognitive Beanspruchung

• Neuere Befunde weisen darauf hin, dass das auch bei irrelevant probe techique der Fall ist

• Möglicherweise auch frühere Komponenten interessant als Indikatoren perzeptiver Beanspruchung (wenig Befunde bisher)

• Für Felduntersuchungen kaum geeignet (nur Simulator)

  • Technischer Aufwand

  • Artefaktanfälligkeit (vor allem Bewegungen)