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原文传递脑注意功能网络时空特性及其与危险驾驶行为的关系研究

论文题名：	脑注意功能网络时空特性及其与危险驾驶行为的关系研究
关键词：	危险驾驶行为;脑注意功能网络;行为绩效;脑电特征
摘要：	驾驶员的注意力状态是影响交通安全的重要人为因素。驾驶分心或者驾驶疲劳等造成的注意力分配不足将会导致严重的交通事故。注意是一种大脑的高级认知功能，其神经机制涉及广泛的大脑网络结构。注意网络包括警觉、定向和执行控制三个子功能。为了探索驾驶员的危险驾驶行为与注意功能网络之间的关系，设计了模拟驾驶实验和三个注意功能认知实验；对危险驾驶行为进行了梳理，根据车辆异常行驶状态将其分为错误（车辆失控或出现强烈碰撞）和失误（车辆偏离道路或轻微碰撞）；对驾驶数据、认知行为学数据和脑电（Electroencephalogram，EEG）数据进行了融合分析。总共邀请了37名健康受试者参加实验。通过系统聚类方法，根据受试者的危险驾驶行为将其分为三组，分别为高错误率组（错误率最高，失误率中等）、高失误率组（失误率最高，错误率中等）和低危险驾驶行为组（错误率和失误率均最低）。比较了三组在认知实验中的行为绩效和脑电特征。使用多因素重复测量方差分析（Analysis of Variance，ANOVA）和事后简单效应（simple effect）对比分析，对分组、刺激概率、线索有效性、任务转换类型和刺激间隔（Inter-Stimulus Interval，ISI）、提示刺激间隔（Cue-Stimulus Interval，CSI）的效应进行统计分析和对比。　　分析了三组受试者在警觉、定向和执行控制认知实验中的行为绩效。对反应时间（Reaction Time，RT）和错误率的分析结果表明，具有较低驾驶错误率的受试者具有更好的认知效率，这与他们分配可用注意力资源、表达外部刺激并处理神经系统（尤其是额顶网络）中信息的能力更好有关。　　分析了三组受试者在认知实验中的脑电数据。警觉实验中，驾驶错误发生率较低的受试者额叶网络的激活程度较强，而驾驶错误发生率较高的受试者在顶枕叶网络的激活程度较强，脑区激活差异揭示了额叶和顶枕叶网络在警觉网络功能中的特定作用。具有较分散注意力状态和较差警觉功能的受试者对ISI更敏感，尤其是在顶枕叶网络皮层。定向实验中，线索化效应影响的脑区激活主要体现在额叶、颞叶和顶枕叶，尤其是顶枕区域。其中，与警觉相关的额叶网络，与执行控制相关的额顶网络均有参与。定向功能在不同组别中具有不同激活模式，与危险驾驶行为有明显相关性。认知行为表现最差、危险驾驶行为发生率最高的受试者脑区激活程度最弱，定向功能较差，注意力较分散。执行控制实验中，额叶的激活程度随CSI的增加而波动，而顶叶的激活程度逐渐增加，这反映了额叶在任务设置重建和工作记忆维持中发挥主要作用，顶叶在刺激-反应映射（Stimulus-Response，S-R）表达中发挥主要作用。与认知行为表现一致，危险驾驶行为发生率最低的受试者脑区激活状态更强，具有更好的执行控制功能。　　本文融合分析了驾驶行为、认知行为和脑电数据，提供了注意网络功能与危险驾驶行为之间密切关系的证据。
作者：	文田田
专业：	车辆工程
导师：	郭孔辉;颜莉蓉
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2021