1 定义与类型

生理测量(physiological measurement)是通过仪器记录参试者在实验过程中神经系统相关活动所产生的生理数据的方法。与自我汇报法记录的主观想法、行为记录记录的外显行为不同,生理测量能够记录尚未表现为明显行为的内部生理变化。

人因实验常用的生理测量包括脑电(EEG)、眼动追踪肌电(EMG)、心率变异性(HRV)和皮肤电活动(EDA)等。这些方法可以记录中枢神经系统、周围神经系统以及自主神经系统相关活动,并进一步提取频段功率、事件相关电位、瞳孔直径、心搏间期变化、皮肤电导变化等指标。

2 常见分析流程

  1. 预处理与准备工作:在正式分析前需要先根据数据类型,处理噪声、伪迹、数据缺失和异常时段,并记录具体的操作(例如剔除、插值、滤波或校正规则)。然后,根据测量时在时间轴上标注的事件标记,对齐多源数据的时间轴。有时还需要按试次、事件、任务阶段或固定时间窗切分数据。
  2. 选择数据表示方式:生理数据有时需要先提取每个时间段内的特征,再进行统计或建模。例如,眼动追踪数据可以提取兴趣区的注视、眼跳等特征,脑电数据可以提取频域或时域特征。
  3. 统计检验或建立模型:提取后的特征可以作为因变量的测量指标,使用方差分析混合效应模型等方法进行统计检验。也可以将特征用于机器学习建模,或者对有时间顺序的行为或特征序列进行序列分析。
  4. 解释过程与结果的关系:生理信号的同一特征可能与不同的体验有关。例如,瞳孔变化可能同时受到认知负荷、生理唤醒和光照影响。因此,需要结合事件、任务阶段和实验条件解释,避免把某个生理或行为指标直接等同于特定心理状态。