张连毅

(上海电机学院电子信息学院,上海200240)

基于 KC的生理性精神疲劳分级的可行性研究

张连毅

(上海电机学院电子信息学院,上海200240)

研究了不同精神疲劳状态下脑电信号的柯尔莫哥洛夫复杂度(KC),通过对8例不同精神疲劳状态下脑电信号 KC的分析后发现:脑电信号柯尔莫哥洛夫熵的波动范围与精神疲劳的状态有着明显的对应关系;利用 KC对生理性精神疲劳进行分级具有一定的可行性。

精神疲劳;脑电信号;柯尔莫哥洛夫复杂度;前额叶皮层;显著性差异

Abstract：In this paper,the Kolmogorov complexity(KC)of EEG under different mental fatigue statuses was measured.By analyzing the relationship between different mental fatigue statuses and the corresponding KC of EEG,we show that 1)the value of KC is strongly correlative with the mental fatigue state,and the value of mean KC corresponding to a special mental status fluctuates within the special range;and 2)it may be possible to differentiate different mental fatigue level objectively according to the KC value.

Key words:mental fatigue;electroencephalogram(EEG);Kolmogorov complexity(KC);prefrontal cortex;significant difference

疲劳是一种自我感觉[1]。生理性精神疲劳是一个包括由精神和体力活动引起的思维活动性能衰退的专业术语[2]。Linden等[3]人将精神疲劳定义为由于维持某一性能而引起的生理与心理状态的变化,这些变化中有主观方面的,也有客观方面的,包括继续努力时难度的增加、信息分析能力下降趋势的增强,以及心情的变化等。按照上述的精神疲劳定义,所维持的某一性能并不一定局限在同一任务中,还可在需要付出精神劳动的不同任务中,如在办公室工作而引起的精神疲劳。在有认识要求的任务中,工作一定时间常常导致精神疲劳,而精神疲劳会影响人们的思维活动。在现代工业中,尤其是实时监控、车辆驾驶、航空航天、高风险作业等行业,许多事故的发生都与精神疲劳有关。因此,认识精神疲劳的本质及精神疲劳对人们精神活动的影响,对于预防由精神疲劳引发的事故是十分重要的。……