心理疲劳与框架类型对风险决策的影响

冯申梅，常 行，陈 玮，朱金富

(1.新乡医学院心理学院，河南 新乡 453003；2.日照市精神卫生中心心理咨询中心，山东 日照 276800)

心理疲劳是指重复单一作业或从事紧张程度较大的工作，使神经系统紧张程度过高，从而出现的心理不安和疲乏感[1]。随着社会转型的推进，竞争压力的日益增加，心理疲劳在教师、职业军人、运动员、学生等特殊职业人群中的发病率逐年上升[2-3]。心理疲劳会影响注意力水平及执行控制能力[4]。决策是对行为选择的高级认知活动。研究表明，心理疲劳会对个体的决策行为产生影响[5-7]。风险决策是在不同选项的结果确定且在结果出现的概率已知情况下的决策[8]。大量研究表明，决策与个体的执行控制功能关系密切，极易受到框架的影响[9-10]。但王璐璐等[11]研究表明，心理疲劳使个体在风险决策中更倾向于保守，且该作用效果不受框架因素的调节。事件相关电位(event-related potential，ERP)具有时间分辨率高的特点，ERP能够显示出个体在加工处理信息时动态的变化过程，便于发现认知加工过程中更细微的差异[12]。因此，本研究采用Flanker范式诱导心理疲劳，通过行为学数据和ERPs技术，探讨心理疲劳与框架类型对风险决策的影响，以期更好地指导人们的决策行为。

1 资料与方法

1.1 一般资料选择2017年3月至2017年6月新乡医学院与河南科技学院在校大学生40名，采用配对设计将40名被试者分为心理疲劳组和对照组，每组20例。纳入标准：(1)年龄18～25岁；(2)身心健康，无精神类疾病；(3)视力或矫正视力正常；(4)右利手；(5)24 h内睡眠正常；(6)自愿参加试验并签署知情同意书。排除标准：(1)有家族遗传史、有皮肤过敏与精神疾病史；(2)色盲或色弱；(3)有睡眠障碍；(4)饮用咖啡和酒；(5)参加过与本研究相关的试验。心理疲劳组:男10名，女10名；年龄18～25(20.85±1.98)岁。对照组:男10 名，女10名；年龄18～25(21.05±2.04)岁。2组被试者性别、年龄比较差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。本研究获新乡医学院伦理委员会批准。

1.2 研究工具

1.2.1 Flanker范式[13]该范式的目标刺激由大写英文字母“G”“H”组成的字母串，只选择“GGG”“HGH”“HHH”“GHG”作为试验材料，其中“GGG”“HHH”为兼容材料，“GHG”“HGH”为不兼容材料。所有的呈现材料均以图片形式呈现，其分辨率为480×360像素。

1.2.2 斯坦福困倦量表[14](stanford sleepiness scale,SSS)SSS是为某一时间点提供量化指标的自评量表，反映受试者困倦程度，包括7个条目，采用数子化计分系统进行计分，要求被试者对自己的醒觉状态进行打分，分数越高，反映心理疲劳程度越高[14]。

1.2.3 经济风险决策范式[10]改编TVERSKY等[15]“亚洲疾病问题”范式中风险决策的背景，并借鉴王凯[16]的风险决策材料，最终形成以图片呈现的经济风险决策范式。决策方案由不同图片组成，这些图片由不同颜色和数值的同心圆构成。图片的分辨率为480×360像素，亮度与对比度均保持一致。由于决策方案分为正负框架，因此形成2类刺激材料(图1)，黄色表示正性框架，绿色表示负性框架。在正性框架下，左侧的同心圆表示获得2万的可能性为100%，右侧的同心圆表示获得6万的可能性为1%。在负性框架下，左侧同心圆表示损失4万的可能性为100%，右侧的同心圆表示损失6万的可能性为99%。本研究正式试验共396个试次，被试者在2种方案中选择1种。确定方案与风险方案2种方案在屏幕的左右位置上出现次数相等，且同一方案左右位置出现的次数一致。

图1 经济风险决策范式

1.3 研究方法使用E-prime2.0软件，在标准的脑电试验室进行心理疲劳诱导、风险决策任务测试及脑电记录。首先2组被试者带好电极帽，两眼距屏幕约为60 cm，告知所有被试者眼睛平视屏幕中央，尽量避免眨眼或移动头部，通过两手食指按动键盘做出反应。由主试者向所有被试者宣读指导语，被试者理解后，进入试验练习阶段及正式试验。心理疲劳组被试者首先填写SSS，之后诱发心理疲劳。练习和正式试验阶段分别为标准相同的20试次和3 000试次，每一组包含“+”注视点150 ms，目标刺激1 200 ms。被试者只需对每个字母串的中间字母做出按键反应，忽略两侧的干扰字母。4类字母组合以相同概率随机呈现在电脑屏幕上。当被试者做出按键反应后呈现600 ms的缓冲界面；若被试者没有按键，则目标持续呈现1 800 ms后自动进入下一试次。心理疲劳诱发任务完成后，再次填写SSS，此期间检查是否需要补电极膏以降低电阻。之后进行风险决策任务并开始脑电记录，练习阶段和正式试验阶段分别为标准相同的20试次和198试次。先在屏幕中央呈现1个注视点“+”300 ms，接着呈现风险决策信息2 000 ms，要求被试者在信息呈现2 000 ms内快速按“F”或“J”进行决策,待被试者选择后呈现800 ms的缓冲界面。对照组被试者无需进行疲劳诱发任务，只需自由活动1.5 h后填写SSS，然后进行风险决策任务并开始脑电记录，方法同心理疲劳组。

1.4 观察指标(1)SSS评分：干预前后由2组被试者填写SSS，计算SSS评分。(2)风险决策正确率：选择风险方案设定正确，记为1分；选择确定方案设定错误，记为0分。(3)风险决策反应时：看到屏幕左右两侧同时呈现2个同心圆时，要求被试者在该图片呈现3 000 ms内按键，否则进入下一试次。反应时是从电脑屏幕上呈现该组图形至被试者做出按键反应的时间。(4)ERP：使用NeuroScan ERP记录与分析系统，按国际10-20系统扩展的32导电极帽记录脑电图(electroencephalogram，EEG)。在线记录时以单侧乳突连线为参考电极，离线分析时转为双侧乳突，离线双眼外侧1.0～1.5 cm处安置电极记录水平眼电，左眼上下安置电极记录垂直眼电。滤波带通为0.05～100.00 Hz，采样频率为每导联1 000 Hz，头皮阻抗<5 KΩ。EEG出现眨眼、震颤等伪迹时，提醒被试者纠正。脑电记录试验结束后，使用NeuroScan软件校正眼电，并排除其他伪迹。然后，对目标刺激呈现后的脑电数据进行分析，分析波幅为±80 μV，分析时程为刺激后800 ms，基线为刺激消失前200 ms；记录P3波幅。本研究选择9个电极位置，涉及3个脑区，进行四因素重复测量方差分析，4个因素分别为组别(心理疲劳组、对照组)、框架类型(正性、负性)、单侧化(左脑:F3、C3、P3；中脑:Fz、CZ、PZ；右脑:F4、C4、P4)、脑区(额叶:F3、FZ、F4；中央区:C3、CZ、C4；顶叶:P3、PZ、P4)，其中组别为被试间因素，框架类型、单侧化与脑区为被试内因素。

2 结果

2.1 2组被试者干预前后SSS评分比较结果见表1。干预前，2组被试者SSS评分比较差异无统计学意义(P>0.05)。对照组被试者干预前、后SSS评分比较差异无统计学意义(P>0.05)；心理疲劳组被试者干预后SSS评分高于干预前及对照组干预后，差异均有统计学意义(P<0.05)。

表1 2组被试者干预前、后SSS评分比较

2.2 2组被试者不同框架类型下反应时与正确率比较结果见表2。在反应时方面，心理疲劳主效应、框架主效应及二者交互均不显著(P>0.05)；心理疲劳组负性框架下风险决策反应时长于正性框架下，差异有统计学意义(P<0.05)。在正确率方面，2组框架类型主效应显著(F=11.427，P<0.01)，2组受试者负性框架下风险决策正确率高于正性框架，差异有统计学意义(P<0.05)；心理疲劳主效应、框架类型与心理疲劳交互作用均不显著(P>0.05)。

表2 2组被试者不同框架类型下风险决策反应时与正确率比较

2.3 ERPs数据分析结果见表3、表4和表5。顶区、中央区、额区P3波幅分别为(7.34±2.35)、(5.96±1.47)、(5.23±1.47)μV，顶区P3波幅高于中央区和额区，脑区的主效应有统计学意义(F=3.131，P=0.05)。组别×脑区的交互作用显著(F=3.277，P<0.05)。简单效应分析显示，对照组被试者顶区、中央区、额区P3波幅比较差异无统计学意义(P>0.05)。心理疲劳组被试者顶区P3波幅显著高于中央区和额区，差异有统计学意义(P<0.05)；中央区与额区P3波幅比较差异无统计学意义(P>0.05)。组别×单侧化的交互作用处于统计学边缘显著(F=2.523，P<0.10)。简单效应分析显示，对照组被试者左脑、中脑、右脑P3波幅比较差异无统计学意义(P>0.05)。心理疲劳组被试者右脑P3波幅高于左脑，但差异处于统计学边缘显著(P<0.10)；被试者中脑与左脑、右脑P3波幅比较差异无统计学意义(P>0.05)。框架类型与脑区的交互作用处于统计学边缘显著(F=2.876，P<0.10)。简单效应分析显示，被试者正性框架下中央区P3波幅大于额区，差异有统计学意义(P<0.05)；被试者顶区P3波幅与中央区、额区比较差异无统计学意义(P>0.05)。负性框架下被试者顶区P3波幅大于中央区，差异有统计学意义(P<0.05)；被试者额区P3波幅与顶区、中央区比较差异无统计学意义(P>0.05)，被试者在负性框架下比正性框架在额区诱发了更大的波幅(P<0.05)。框架类型×单侧化的交互作用显著(F=3.300，P<0.05)。简单效应分析显示，正性框架下，被试者左脑、中脑、右脑P3波幅比较差异无统计学意义(P>0.05)；负性框架下，被试者左脑、中脑、右脑P3波幅比较差异无统计学意义(P>0.05)；被试者负性框架中脑P3波幅高于正性框架下，差异有统计学意义(P<0.05)。

表3 2组被试者不同脑区P3波幅比较

表4 不同框架类型下被试者不同脑区P3波幅比较

表5 受试者P3波幅的方差分析

3 讨论

SSS是为某一时间点提供量化指标的自评量表，反映受试者困倦程度，分数越低表明个体心理疲劳程度越低，反之，心理疲劳程度越高。本研究结果显示，对照组被试者干预前后SSS评分比较差异无统计学意义，心理疲劳组被试者干预后SSS评分高于干预前和对照组，表明本研究采用Flanker范式成功诱导了被试者心理疲劳。

所谓框架是指本质相同的信息以收益或者损失的方式进行表述，具体可分为收益框架和损失框架[17]。即当个体面对具有相同意义的问题情境时，在以积极方式叙述的框架下，个体愿意选择规避风险选项，而以消极方式叙述的框架下，个体更愿意选择冒险选项。本研究结果显示，在正确率方面，框架类型主效应非常显著，即个体在正性框架下倾向于风险规避，在负性框架下倾向于风险寻求，这与其他学者的研究结果一致[18-19]。有研究报道，风险决策过程会受到执行控制功能的影响[10,20]，认知能力较低或认知负荷较高时，个体更倾向于保守决策[21]。本研究结果显示，心理疲劳对风险决策影响的主效应不显著，但进一步分析发现，与对照组比较，心理疲劳组被试者更加倾向选择保守选项，这与王璐璐等[11]研究一致。

ERP是指被试者在从事与各种刺激序列相关的心理作业时，伴随主动的心理活动产生的神经电活动，且ERP中应用最广泛的是P3电位[22]。P3是出现在刺激后300～800 ms 的一个正向波，与注意、加工能力、决策等认知过程密切相关的ERP成分[23]。P3波幅反映了注意资源分配数量[23]，本研究中2组被试者在顶区出现了最大的P3幅值，另外，虽然心理疲劳主效应不显著，但进一步分析反应时数据显示，心理疲劳被试者的反应时较对照组长。因此，与对照组相比，在疲劳诱发后被试者在顶区耗费了更多的注意与认知资源。有研究认为，P3成分与个体不同情境下不同风险决策行为的认知加工特点有关[19]。本研究结果显示，心理疲劳组被试者顶区P3波幅显著高于中央区和额区，且心理疲劳组被试者右脑P3波幅高于左脑，说明心理疲劳个体在右脑顶区分配了更多的注意与认知资源。另外，本研究结果表明，与正性框架比较，负性框架在中脑诱发了最大的幅值，且被试在负性框架下比正性框架在额区诱发了更大的波幅，这说明负性框架下被试者在中脑额区分配了更多的认知资源。

综上所述，个体在正性框架下倾向于规避选项，在负性框架下倾向于风险选项；心理疲劳个体在右脑顶区分配了更多的注意与认知资源；在负性框架下在中脑额区分配了更多的认知资源。