不安全行为决策中情绪作用机制的脑电研究_张舒.pdf

第 卷 第 期 年 月中国安全科学学报 中文引用格式：张舒，王双，史秀志不安全行为决策中情绪作用机制的脑电研究中国安全科学学报，（）：英文引用格式：，（）：不安全行为决策中情绪作用机制的脑电研究张 舒，副教授，王 双，史秀志，教授（中南大学 资源与安全工程学院，湖南 长沙；中南大学 安全理论创新与促进研究中心，湖南 长沙）中图分类号：文献标志码：.基金项目：国家自然科学基金资助（）；湖南省自然科学基金资助（）。文章编号：（）；收稿日期：；修稿日期：通信作者：王 双（），女，湖北松滋人，硕士研究生，研究方向为情绪与安全行为决策。：。【摘 要】为预防不良情绪对个体行为决策的影响，避免不安全行为，从神经层面探究情绪对不安全行为决策过程及结果的作用机制。基于事件相关电位（）技术，采用“个刺激 种按键选择（）”的试验范式，开展脑电（）试验，探究正负性情绪对不安全行为决策的影响机制。结果表明：负性情绪下，个体更倾向于作出不安全行为，也更容易冲动决策。相较于正性情绪，负性情绪下 平均波幅更小，表明负性情绪抑制个体早期对风险信息的注意力投入，干扰对风险信息的早期感知与侦测；平均波幅更大，表明负性情绪干扰风险信息分析过程，导致个体出现更大的认知偏差和认知冲突；晚期正成分（）平均波幅更小，表明负性情绪严重干扰晚期注意力的持续投入，对风险判断过程造成更大影响。情绪通过干扰早期感知与侦测、影响风险信息分析和风险判断过程来间接影响行为决策结果。在此基础上构建基于情绪作用的安全行为决策模型，该模型能够从情绪角度调节人的不安全行为。【关键词】不安全行为；情绪；行为决策；作用机制；脑电（）；事件相关电位（），（，；（），）：，（），（）：，第 期张舒等：不安全行为决策中情绪作用机制的脑电研究 ，（），：；（）；（）引 言 根据相关事故数据统计，以上的事故是由人的不安全行为造成的，而行为决策失误是不安全行为发生的直接原因。安全事故中，影响事故主体安全行为决策的因素包括生理、心理、意识行为及所处环境等。例如：“”上海外滩踩踏事件中人群的恐慌情绪，“”重庆公交坠江事故中司机因争吵诱发的不良情绪，都是造成事故发生的因素之一。由此可知：从情绪控制管理的角度干预人的不安全行为，是预防事故发生的重要手段之一。等提出的情绪等价说认为，情绪可以作为信息线索直接对决策产生影响，即决策者会忽略决策问题，仅以当时情绪状态作为决策依据。周湛菁、王丽等研究发现，正性情绪下决策者倾向于作出冒险决策，负性情绪下则倾向于风险回避，与情绪泛化假说结论一致。而毕玉芳、朱序等研究得出，负性情绪下的个体更倾向于冒险决策，与情绪维持假说结论一致。种看似完全相反的研究结论却共同说明，情绪会直接影响行为决策结果。此外，等提出的前景理论认为，大脑的决策加工过程是基于认知与情绪的相互作用。在风险即情绪模型中，情绪也可以通过影响认知评估过程间接影响行为决策。认知评估过程包含早期风险信息获取、信息匹配、风险判断等阶段。例如：在关于驾驶行为决策的研究中，学者们发现，情绪会对驾驶人的注意力、主观感受以及危险识别能力产生影响，进而影响行为决策结果。综上可知：情绪对不安全行为决策存在广泛影响，它既可以通过影响注意和主观认知来间接影响行为决策结果，也可以越过理性认知过程直接主导决策。情绪对不安全行为决策的影响是一种极其复杂、内隐的过程。然而，现有情绪与不安全行为的研究多采用量表、访谈或行为试验等方法，少有学者从神经科学技术层面开展研究。神经科学理论认为，明晰人类活动中与安全相关的心理现象和行为活动，可从根本上揭示大脑驱动行为的内在机制，从而预防不安全行为。因此，深入神经层面开展情绪与不安全行为的研究势在必行。事件相关电位（，）技术作为神经科学常用的一种技术，可为研究者提供客观、直观的生理数据。如金晶研究发现，主观感受风险度更高的信号词诱发出波幅更大的 成分。成分的波幅大小反映了注意力资源的投入以及注意偏向。在李夏的研究中，愤怒情绪比愉悦情绪在决策中诱发出更大的 波幅。成分反映了个体早期认知加工过程，与注意抑制及认知冲突相关。研究认为，晚期正成分（，）可以作为对刺激持续分配注意力资源的测量指标，与任务无关的情绪可能会干扰对刺激的处理过程，造成 减弱。成分显示了晚期更加复杂的主观评价过程，与情绪加工等高级认知过程相关。因此，笔者拟结合行为学试验及 技术，探究情绪影响不安全行为决策背后的神经作用机制，以期在神经层面为情绪对不安全行为决策的作用机制提供理论解释，为从情绪角度干预人的不安全行为提供参考。情绪作用机制下的脑电试验 通过观看影视片段诱导被试的情绪，再将模拟交 通 情 境 的 风 险 图 片 作 为 脑 电（，）试验刺激材料，采用“个刺激 种按键选择（）”的试验范式，中国安全科学学报第卷年结合 技术和 分析软件，研究不同类型情绪对不安全行为决策结果及过程的影响。研究假设如下：情绪影响安全行为决策结果，不同情绪下个体的行为倾向存在差异。：情绪影响安全行为决策过程，其影响效应可体现在、等 成分上。.被 试 招募 名大学生被试，均为右利手，视力或矫正视力正常。由于过多的伪迹记录，剔除其中 名被试数据。剩下 名被试（其中男性 名，女性 名，平均年龄 .，标准差 .），试验期间的精神及身体健康状态良好。所有被试有骑电动车或乘坐电动车经历，无相关重大事故经历。.试验任务 结合大学生群体的学习生活特点，设置如下风险情境任务：你有一门重要考试即将迟到，需要骑电动车赶往考试地点，在途中你会遇到不同的风险情境（以不同风险图片进行情境展示），你要在有限时间内（内）进行按键选择，右键“”表示保持高速行驶，即不安全行为，左键“”表示减速，即安全行为。.试验材料 情绪诱导材料截选自网络电影片段，正性情绪诱导视频和负性情绪诱导视频各 段，时长控制在，招募 名被试（男性 名，女性 名，平均年龄 .，标准差 .）。采用情绪自我评估表对情绪诱导视频的效价和唤醒度进行评分，根据情绪自我评估表评价规则，效价分值小于 为正性，大于 为负性；唤醒度分值越大，唤醒程度越好。根据与情绪持续时间相关的实证研究结果，考虑到不同类型情绪的持续性与消退速度，在对情绪诱导视频进行评分时，首先让被试判断正性情绪视频，休息 后，再对负性视频进行评分，确保 种情绪之间不会互相影响。根据评分结果筛选出情绪诱导效果最好的正负性视频各 段，其中，正性视频唤醒度平均值为.，负性视频唤醒度平均值为.。对 组视频的效价评分进行配对 检验，数据结果显示，组视频的效价有显著差异（.，显著性 .，.，.；.，.）。因此，组视频材料可用于后续试验的情绪诱导，其中，正性情绪诱导材料来自于美人鱼、唐人街探案、夏洛特烦恼、羞羞的铁拳等喜剧电影，负性情绪诱导材料来自于电影熔炉。由于 技术需要被试在很短时间内作出判断，而现实生活中的交通场景往往比较复杂，故此根据日常校园的交通环境自行设计并绘制形成试验所需的图片刺激材料。将实际交通风险情境中可能遇到的风险简单化、具体化。每张图片中仅呈现一种风险，不考虑其他因素可能带来的影响，以保证被试在判断风险时不会在理解上产生偏差。试验共包含 张不同交通风险情境的图片，如遇到黄灯、迎面遇到大货车、经过十字路口、遇到井盖维修等各种突发风险情境。所有图片的大小、亮度保持相同，呈现在分辨率为 的显示器上，部分图片材料如图 所示。图 交通风险图片 .情绪作用机制下的试验任务与流程 被试在正性和负性 种情绪状态下完成试验任务。每个被试要完成 轮试验，每轮试验包含 个组块，每个组块含 个试次，在每个组块开始前播放情绪诱导视频。一轮试验结束后休息 以便被试脱离上一种情绪状态。相关研究表明：观看正性影片后恢复平静的时间要短于观看负性影片，因此，首先进行正性情绪状态下的试验。被试在阅读完试验知情书后佩戴脑电设备，并调整好坐姿和键盘距离。试验开始前屏幕中间会出现指导语，简单描述试验任务，并开始练习试次，以便被试熟悉试验流程。在试验过程中，被试要保持注意力集中，头部和肢体保持平稳，避免频繁的眼动。在被试准备就绪后开始正式试验，每个组块结束后被试可适当休息放松，再进行下一组块试验。刺激呈现流程为：首先，屏幕中央会出现一个“”，持续时长 ，接着出现 的空白屏，第 期张舒等：不安全行为决策中情绪作用机制的脑电研究随后屏幕中央出现风险情境图片（刺激材料），呈现时长为 ，即被试需要在 内进行按键选择（左键即 表示减速，右键即 表示保持高速行驶），按键后出现 的空白屏，接着进入下一个试次；若被试在 内没有作出按键反应，图片消失，空白屏后自动进入下一个试次。单个试次的试验流程如图 所示。整个试验流程采用.软件进行编写呈现。图 单个试次试验流程 .数据采集与分析 试验过程中被试的按键选择及按键反应时间等行为数据由.软件自动记录，试验结束后剔除未反应数据和反应错误数据进一步处理分析。脑电数据通过被试戴在头上的电极帽外接脑电仪（，）设备进行采集，电极帽分布有 个 电极点，以左右耳后侧乳突处的电极点作为参考电极。整个试验过程中总阻抗始终保持在 以下。试验结束后将采集的脑电数据导入 软件进行处理分析。在 软件中首先选取双侧乳突（）的算术平均值对脑电原始数据进行重参考，设置滤波带通为.，随后进行伪迹、眼电、肌电去除，再按照刺激 呈现前 和呈现后 分段，选取 的脑电作为基准值进行基线校正，并完成单个被试的脑电叠加平均，最后根据情绪类型进行多个被试的组间平均。数据处理结束，首先通过脑电地形图确定各时间段的脑区激活情况。图 为正性情绪和负性情绪下图片刺激呈现前 至呈现后 内的脑电地形图，反映了 内大脑头皮的激活程度。电压值越大表示激活程度越高，颜色也越深。可以看出，不论是何种情绪状态下，大脑头皮的激活主要集中在刺激呈现后 范围内，额区、中央区以及顶枕区都有不同程度的激活，其中，在前额区和中央区激活较强。图 正、负性情绪下脑电地形图（）（）根据相关研究，成分通常在额区较明显，成分一般在额区和中央区诱发明显，成分主要分布在中顶区。因此，最终选取前额区、和中央区、作为分析电极，不同情绪状态下各电极点的脑电波形如图 所示。由图 可知：成分峰值潜伏期在 左右；成分峰值潜伏期在 左右；成分峰值潜伏期在 左右。因此，成分取 的平均波幅，成分取 的平均波幅，成分取 的平均波幅进行计算。不安全行为数据结果.不安全行为数据 行为数据包括被试不安全行为比例和平均反应时间。被试不安全行为比例 不安全行为按键次数 总按键次数，平均反应时间被试按键反应时间之和 按键次数。对被试不安全行为比例和被试平中国安全科学学报第卷年图 正负情绪下不同电极点处脑电波形 均反应时进行配对样本 检验。结果发现正负情绪下被试的不安全行为比例差异显著（.，.；.，.，.，.），负性情绪下被试不安全行为比例显著增大，说明在负性情绪下被试更倾向于选择不安全行为。被试的平均反应时间也存在显著差异（.，.；.，.，.，.），负性情绪下被试的平均反应时间显著小于正性情绪。.脑电数据 将情绪类型和电极点作为 组组内变量，分别对、这 个脑电成分的平均波幅进行组内重复测量方差分析。在、电极点处选取时间段 ，对 平均波幅进行（情绪类型：正性情绪，负性情绪）（电极点：，）重复测量方差分析，结果表明：情绪类型主效应显著（，）.，.，电极点主效应不显著（，）.，.，情绪类型与电极点交互作用显著（，）.，.。由图、图、图 可知：正性情绪下，在、电极点处平均波幅更大。时间段内，对 平均波幅进行（情绪类型：正性情绪，负性情绪）（电极点：，）重复测量方差分析，结果表明：情绪类型（，）.，.和电极点（，）.，.对 平均波幅有显著影响，两者交互作用显著（，）.，.。由图 可知：负性情绪下，、电极点处 成分的平均波幅更大。对 时间段内的 平均波幅进行（情绪类型：正性情绪，负性情绪）（电极点：，）重复测量方差分析，结果显示：情绪类型（，）.，.和电极点（，）.，.主效应显著，且两者有明显交互作用（，）.，.，由图、图、图 波形可知：正性情绪下，、电极点处 的平均波幅比负性情绪下更大。不同情绪下行为决策分