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使用自发性眨眼相关大脑活动来研究移动地图辅助导航过程中的认知负荷
在自然移动地图辅助导航任务中持续评估行人的认知负荷具有挑战性，因为对刺激呈现、人与地图的交互以及其他参与者反应的实验控制有限。为了克服这一挑战，本研究利用导航员在导航过程中的自发眨眼作为连续记录的脑电图 (EEG) 数据中的事件标记，以评估移动地图辅助导航任务中的认知负荷。我们研究了在给定路线上的移动地图上显示不同数量的地标（3 个 vs. 5 个 vs. 7 个）是否以及如何影响导航员在虚拟城市环境中导航时的认知负荷。认知负荷是通过眨眼相关的额中部 N2 和顶枕 P3 的峰值幅度来评估的。我们的结果显示，与显示 3 个或 5 个地标相比，顶枕 P3 幅度增加表明在 7 个地标条件下的认知负荷更高。我们之前的研究已经表明，与 3 个地标条件相比，参与者在 5 个和 7 个地标条件下获得了更多的空间知识。结合当前的研究，我们发现，与 3 个或 7 个地标相比，显示 5 个地标可以提高空间学习能力，而不会在不同城市环境中导航时增加认知负荷。我们的研究结果还表明，在地图辅助寻路过程中可能存在认知负荷溢出效应，即在地图查看过程中的认知负荷可能会影响环境中目标导向运动过程中的认知负荷，反之亦然。我们的研究表明，在设计未来导航辅助设备的显示时，应同时考虑用户的认知负荷和空间学习，导航员的眨眼可以作为有用的事件制造者，以解析反映自然环境中认知负荷的连续人类大脑动态。
虚拟导航过程中灵长类动物外侧前额叶皮质神经活动的空间位置解码
1 渥太华大学大脑和思维研究所，加拿大安大略省渥太华 2 渥太华医院研究所，加拿大安大略省渥太华 3 伦敦健康科学中心临床神经科学系，西部大学，加拿大安大略省伦敦 4 西部大学西部神经科学研究所，加拿大安大略省伦敦 5 西部大学舒立克医学和牙科学院生理学和药理学系，加拿大安大略省伦敦 6 哥伦比亚大学扎克曼思维大脑行为研究所，美国纽约州纽约 7 哥伦比亚大学理论神经科学中心，美国纽约州纽约 8 西部大学舒立克医学和牙科学院生理学、药理学和精神病学系，加拿大安大略省伦敦 9 渥太华医院研究所神经外科分部，加拿大安大略省渥太华 * 任何通讯均应寄给作者。
移动地图中地标可视化对导航过程中大脑活动的影响：一项虚拟现实研究
研究发现，频繁使用 GPS 导航辅助会对空间学习产生负面影响。在提供此类服务中的寻路指示的同时有效显示地标可以促进空间学习，因为地标可作为认知锚点帮助导航者构建和学习环境。然而，简单地在移动地图上添加地标可能会消耗额外的认知资源，从而对移动地图用户在导航过程中的认知负荷产生不利影响。为了解决这个潜在问题，我们通过实验设置了本研究，以调查在逐向指示期间在交叉路口一次显示在移动地图上的地标数量（即 3 个、5 个和 7 个地标）如何影响虚拟城市环境中地图查阅期间的空间学习、认知负荷和视觉空间编码。使用地标识别测试、路线方向测试和相对方向判断 (JRD) 来测量环境的空间学习。通过分析不同频带的功率调制以及事件相关脑电位 (ERP) 的峰值幅度，使用脑电图 (EEG) 评估认知负荷和视觉空间编码。行为结果表明，当移动地图上显示的地标数量从 3 个增加到 5 个时，地标和路线学习会得到改善，但描绘 7 个地标时空间学习并没有进一步受益。EEG 分析表明，与 3 个和 5 个地标条件相比，7 个地标条件下额中央导联的相对 θ 功率和顶枕导联的 P3 幅度增加，这可能表明 7 个地标条件下的认知负荷增加。移动地图上地标数量越多，枕骨导联的 θ ERS 和 alpha ERD 越大，表明视觉空间编码越好。我们得出的结论是，在遵循路线时可视化的地标数量可以支持地图辅助导航过程中的空间学习，但存在潜在界限——只有当显示的可视化地标数量不超过用户的认知能力时，地图上的可视化地标才有利于用户的空间学习。这些结果进一步揭示了地图辅助导航空间学习过程中认知负荷和视觉空间编码背后的神经元相关性。我们的发现也有助于神经自适应地标可视化的设计