Psychophysiologische Beanspruchungskorrelate während kognitiver Belastung : eine Laborstudie mittels EEG und EKG

Abstract

fordert das Gehirn in vielen Bereichen seiner exekutiven Funktionen heraus. Das Ziel dieser Laborstudie war die Suche nach Zusammenhängen zwischen spektralen Elektroenzephalogramm(EEG)- und Herzfrequenzvariabilität(HRV)-Parametern während kognitiver Belastung – also die Suche nach sog: Beanspruchungskorrelaten, um anhand der HRV-Parameter eine vergleichbare Aussage zu der mentalen Beanspruchung treffen zu können. Zudem sollen Mitarbeiter*innen bei zukünftigen Untersuchungen im realen Arbeitsumfeld nicht zusätzlich durch Messmethoden, wie ein EEG belastet,werden. Methodik. An der Studie nahmen 22 gesunde Proband*innen teil. Der Versuchsablauf beinhaltete drei standardisierte psychometrische Tests des Wiener Testsystems, Ruhepausen sowie durchgängige EEG- und Elektrokardiogramm(EKG)-Messungen. Ergebnisse. Sowohl bei den Auslenkungen der HRV-Parameter als auch bei den Änderungen in den EEG-Parametern verschiedener Frequenzbänder wurden Anpassungsreaktionen an die psychometrischen Tests beobachtet. Hinsichtlich der Beanspruchungskorrelate zwischen HRV und EEG stachen insbesondere die HRV-Parameter niederfrequente normalisierte Einheit (LF nu), hochfrequente normalisierte Einheit (HF nu) und der Anteil der aufeinanderfolgenden RR-Intervalle, die sich um mehr als 50 ms unterscheiden (pNN50) hervor, die unter bestimmten Kriterien Rückschlüsse auf die EEG-ermittelte mentale Beanspruchung zulassen. Schlussfolgerung. Es wurden keine expliziten HRV-Parameter gefunden, die durchgängig in allen Tests und Frequenzbändern mit den spektralen Parametern des EEG korrelierten. Die Gründe dafür können in unterschiedlichen kognitiven Anforderungen dieser drei psychometrischen Tests liegen.

Background. The modern working world challenges the brain in many areas of its executive functions. The aimof this laboratory study was the search for associations between spectral electroencephalogram (EEG) variability and heart rate variability (HRV) parameters during cognitive workload. This was carried out to search for so-called strain correlates in order to make a comparable statement on the mental strain, that occurs based on the HRV parameters. In addition, measuring methods such as the EEG burden employees,which should be avoided in future studies in the real working environment Methods. A total of 22 healthy volunteers took part in the study. The trial included three standardized psychometric tests of the Vienna test system, rest breaks, and continuous EEG and electrocardiogram (ECG) measurements. Results. Adaptation reactions to the psychometric tests occurred within the deflections of the HRV parameters and with the changes in the EEG parameters of different frequency bands. Regarding the strain correlates between HRV and EEG, the HRV parameters low-frequency normalized unit (LF nu), high-frequency normalized unit (HF nu) and the percentage of successive RR intervals, that differ by more than 50ms (pNN50) attracted attention, which allowed conclusions about the EEG-mediatedmental strain under certain criteria. Conclusion. No explicit HRV parameterswere found, that continuously correlated with the EEG in all tests and frequency bands. A reason for this could be the different cognitive loads in the three psychometric tests.