Размер зрачка оказался ключевым индикатором когнитивной усталости

Фото из открытых источников
Недавнее исследование, опубликованное в журнале Computers in Human Behavior, открыло новый способ обнаружения когнитивной усталости посредством сужения зрачков. Этот вывод особенно актуален в контексте длительной цифровой деятельности, такой как киберспорт, которая требует высокого уровня умственной нагрузки. Исследователи обнаружили, что диаметр зрачков уменьшается по мере наступления когнитивной усталости, что является измеримым показателем умственного напряжения, которое не всегда ощущается человеком.
 
Исследователи из Университета Цукубы попытались устранить критический пробел в понимании когнитивной усталости во время цифровой деятельности, особенно киберспорта. Поскольку цифровые взаимодействия все больше доминируют в нашей повседневной жизни, баланс между работоспособностью и здоровьем человека между физической и цифровой сферами стал серьезной проблемой. Хотя стратегии физической активности и питания хорошо документированы для поддержания физического здоровья, стратегии управления когнитивным здоровьем во время длительной цифровой деятельности все еще находятся в зачаточном состоянии.
 
Киберспорт представляет собой сочетание физической и цифровой деятельности, часто предполагающей интенсивную и длительную умственную деятельность. Несмотря на когнитивные преимущества умеренных игр, длительное воздействие может привести к побочным эффектам, включая когнитивную усталость. В своем новом исследовании ученые стремились выяснить, могут ли геймеры точно ощущать собственную когнитивную усталость, и выявить потенциальные неинвазивные индикаторы этой усталости.
 
Исследователи набрали 35 молодых взрослых участников из Университета Цукубы и игровых сообществ в Акихабаре, Япония. Эти участники были разделены на две группы: случайные игроки, которые играли в видеоигры для развлечения, и хардкорные игроки, которые занимались соревновательным киберспортом и часто участвовали в турнирах.
 
Участники прошли подробный протокол перед экспериментом, включая анализ состава тела и предварительный опрос для оценки их игровых привычек, уровня физической активности и режима сна. В день эксперимента от них требовалось воздерживаться от алкоголя, кофеина и физических упражнений, чтобы обеспечить одинаковые физиологические условия.
 
Эксперимент проводился в контролируемой среде с температурой и влажностью, стандартизированными до 23°C и 50% соответственно. Участники играли в виртуальный футбол в течение трех часов подряд в отдельных палатках, чтобы поддерживать постоянство визуальных стимулов.
 
Во время игровой сессии частота сердечных сокращений отслеживалась с помощью нагрудного датчика сердечного ритма, а диаметр зрачков измерялся с помощью айтрекера, расположенного в нижней части монитора. Эта установка позволяла отслеживать физиологические реакции в режиме реального времени, не прерывая игровой процесс.
 
Когнитивные способности участников оценивались с помощью трех конкретных задач: задачи Фланкера, задачи Струпа и задачи Саймона. Эти задания были разработаны для измерения различных аспектов исполнительных функций, таких как время реакции и точность реакции на зрительные стимулы. Оценки проводились перед игровой сессией и с часовыми интервалами во время сессии, чтобы отслеживать изменения когнитивных функций с течением времени.
 
В дополнение к когнитивным задачам участники заполняли анкеты, чтобы оценить свои субъективные ощущения удовольствия и усталости с помощью визуальных аналоговых шкал. Состояние настроения также оценивалось с помощью двумерной шкалы настроения, которая измеряет различные психологические состояния, такие как возбуждение и удовольствие.
 
Первоначально обычные игроки демонстрировали улучшение исполнительных функций после одного часа игры, особенно в задаче фланкера, которая измеряет способность управлять направленными помехами. Однако через два часа как у обычных, так и у хардкорных игроков наблюдалось снижение когнитивных способностей. Это снижение проявилось в увеличении времени реакции и снижении точности выполнения когнитивных задач. Интересно, что эта когнитивная усталость не соответствовала субъективному ощущению усталости игроков, что указывает на диссоциацию между воспринимаемыми и реальными когнитивными состояниями.
 
Самым поразительным открытием стало значительное уменьшение диаметра зрачков после более чем двух часов непрерывной игры. Такое уменьшение размера зрачков наблюдалось как у обычных, так и у заядлых игроков, что указывает на снижение физиологического возбуждения. Диаметр зрачка контролируется вегетативной нервной системой и может отражать изменения когнитивной нагрузки и усталости. Исследователи обнаружили, что по мере наступления когнитивной усталости диаметр зрачков уменьшается, что позволяет предположить, что это может служить надежным индикатором умственного истощения.
 
Несмотря на наблюдаемое когнитивное утомление и сужение зрачков, существенных изменений частоты сердечных сокращений или уровня кортизола на протяжении всей игровой сессии не произошло. Отсутствие изменений в традиционных маркерах стресса означает, что когнитивная усталость, испытываемая игроками, не сопровождалась усилением физиологического стресса. Вместо этого уменьшение диаметра зрачков стало более чувствительным показателем когнитивной усталости.
 
Как обычные, так и заядлые игроки сообщили об увеличении удовольствия во время игровой сессии, что не коррелировало с наступлением когнитивной усталости. Чувство усталости, измеренное с помощью субъективных опросников, у обычных игроков значительно не увеличивалось до тех пор, пока не прошло три часа игры, и оставалось относительно стабильным у хардкорных игроков. Это несоответствие предполагает, что игроки могут не полностью осознавать снижение своих когнитивных способностей, что потенциально может привести к перенапряжению, даже не осознавая этого.
 
Исследователи пришли к выводу, что диаметр зрачка является многообещающим неинвазивным маркером для выявления когнитивной усталости во время длительной цифровой деятельности, такой как киберспорт. Этот вывод особенно актуален для разработки стратегий борьбы с цифровой усталостью и продвижения более здоровых игровых практик. Исследование подчеркивает важность объективных физиологических показателей по сравнению с субъективными самооценками для понимания когнитивной усталости и ее влияния на работоспособность и здоровье.
 
Однако исследование также имело свои ограничения. Размер выборки был относительно небольшим, а эксперимент проводился в контролируемой среде, которая может не полностью отражать реальные условия. Кроме того, исследование было сосредоточено на конкретном типе киберспортивных игр, виртуальном футболе, и результаты могут отличаться в зависимости от других игровых жанров или в разных контекстах.
 
Будущие исследования могут расширить эти выводы, изучая другие виды цифровой деятельности, привлекая более разнообразный круг участников и тестируя в реальных условиях. Исследование влияния различных игровых условий, таких как соревновательный стресс и социальные взаимодействия, также может дать более глубокое понимание динамики когнитивной усталости.