瞳孔大小揭示了隐藏的认知疲劳

研究人员 筑波大学 发现了一种通过瞳孔收缩来检测认知疲劳的新方法。这一发现对于需要高强度脑力劳动的长时间数字活动（如电子竞技）尤为重要。

研究表明，随着认知疲劳的出现，瞳孔直径会减小，这为个人经常忽视的精神压力提供了一个可测量的指标。

解决电子竞技中的认知疲劳问题

随着数字交互日益主宰我们的日常生活，在物理和数字领域之间平衡人类的表现和健康已成为一项重大挑战。

虽然保持身体健康的策略已有详尽的记录，但在延长数字活动期间管理认知健康的方法仍在涌现。

电子竞技是体力活动和数字活动的结合，通常需要高强度和长时间的脑力投入。尽管适度玩游戏对认知有益，但长时间玩游戏也会导致不良影响，包括认知疲劳。

研究重点

研究人员着手探索游戏玩家是否能够准确感知自己的认知疲劳，并确定这种疲劳的潜在非侵入性指标。他们从筑波大学和日本秋叶原的游戏社区招募了 35 名年轻成年参与者。

参与者被分为两组：休闲玩家（休闲地玩电子游戏）和铁杆玩家（从事竞技性电子竞技并经常参加比赛）。

实验方案

参与者接受了详细的实验前方案，包括身体成分分析和调查，以评估他们的游戏习惯、体力活动水平和睡眠模式。

实验当天，个体不摄入酒精、咖啡因，不进行剧烈运动，以确保生理状况的均匀。

实验在受控环境中进行，温度和湿度分别标准化为 23°C 和 50%。参与者在单独的帐篷中连续玩三个小时的虚拟足球比赛，以保持一致的视觉刺激。

在游戏过程中，使用胸前佩戴的心率传感器监测心率，使用位于显示器底部的眼动仪测量瞳孔直径。这种设置可以实时跟踪生理反应，而不会中断游戏体验。

认知能力下降

认知表现通过三项特定任务进行评估：Flanker 任务、Stroop 任务和 Simon 任务。这些任务测量执行功能的不同方面，例如对视觉刺激的反应时间和响应准确性。

在游戏开始前和每小时进行一次评估，以跟踪认知功能随时间的变化。

除了认知任务之外，参与者还完成了问卷调查，使用视觉模拟量表来衡量他们的主观享受感和疲劳感。

最初，休闲玩家在玩了一个小时的游戏后，执行功能有所改善，特别是在 Flanker 任务中，该任务用于衡量管理方向干扰的能力。

然而，两小时后，休闲玩家和铁杆玩家的认知表现都出现下降。这表现为反应时间增加和认知任务准确性下降。

有趣的是，这种认知疲劳与球员的主观疲劳感受并不一致，表明感知的认知状态与实际的认知状态之间存在分离。

认知表现和瞳孔大小

最引人注目的发现是，连续玩游戏超过两个小时后，瞳孔直径显著减小。无论是休闲玩家还是铁杆玩家，瞳孔大小的减小都是一致的，这表明生理兴奋度下降。

瞳孔直径由自主神经系统控制，可以反映认知负荷和疲劳的变化。

随着认知疲劳的出现，瞳孔直径会减小，这表明它可以作为精神疲劳的可靠指标。

对数字疲劳管理的影响

尽管观察到认知疲劳和瞳孔收缩，但在整个游戏过程中心率或皮质醇水平并没有发生显著变化。

传统压力标志没有变化意味着球员所经历的认知疲劳并没有伴随生理压力的增加。

相反，瞳孔直径的减小提供了更敏感的认知疲劳测量标准。

休闲玩家和铁杆玩家都表示，游戏过程中的乐趣有所增加，这与认知疲劳的发生无关。

通过主观问卷调查得出的疲劳感对于休闲玩家来说直到玩了三个小时后才明显增加，而对于铁杆玩家来说则保持相对稳定。

这种差异表明，球员可能没有完全意识到自己的认知能力下降，从而可能在不知不觉中导致过度劳累。

瞳孔直径作为认知疲劳的标志

研究人员得出结论，瞳孔直径是一种很有前途的非侵入性指标，可用于检测电子竞技等长时间数字活动期间的认知疲劳。这一发现对于制定管理数字疲劳和促进更健康的游戏习惯的策略尤为重要。

然而，这项研究也有其局限性。样本量相对较小，实验是在受控环境中进行的，可能无法完全代表现实世界的情况。此外，这项研究关注的是特定类型的电子竞技游戏——虚拟足球——结果可能与其他游戏类型或不同背景不同。

未来的研究可以通过探索其他类型的数字活动、涉及更多样化的参与者群体以及在现实环境中进行测试来扩展这些发现。

研究不同游戏条件（如竞争压力和社交互动）的影响，也可以更深入地了解认知疲劳的动态。

该研究发表在期刊上 科学指导。

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