Блог

Рассказываем о метрике «Когнитивная нагрузка»

Когнитивная нагрузка и Cognitive Score: инструменты измерения умственной активности

Cognitive Score — одна из самых заметных метрик, в наших приложениях. Этот показатель мы видим чаще всего в приложении Mind Tracker.
Когнитивная нагрузка — это степень, в которой мозг занят текущей задачей [3]. Увы, не учитывая ее полезность или интерес. Часто наш мозг тратит одинаковое количество ресурсов как, например, на составление годового бюджета, написание сложного кода или придумывание креативной концепции, так и на —«прокручивание навязчивых мыслей» — переживаний от плохих новостей, событий и прочего. Такое явление называется «руминация».
Когнитивная нагрузка может быть сравнима с загрузкой процессора компьютера: чем больше ресурсов требуется для выполнения задачи, тем выше нагрузка.
Измерение когнитивной нагрузки очень тесно связано с частотой индивидуального альфа-пика (IAPF). В классических работах, таких как труды Вольфганга Клемеша [5] или более современных трудах Ольги Базановой, выделяются некоторые паттерны поведения, присущие людям, в зависимости от частоты iAPF.
Так, например для людей с iAPF<10 характерна более беглая, но при этом более креативная стратегия мышления, а большие объемы информации поступающие из разных источников не вызывают стресса.
Для людей же с IAPF>10 характерна более спокойная стратегия мышления, с обработкой большого количества информации и глубоким погружением в процесс. А постоянная фрагментарная информация из разных источников будет вызывать рост стресса. В шутку мы называем эти два типа «Живчики» и «Зануды», ну или «Лирики» и «Физики».
В рамках обзорного поста невозможно рассказать о всех деталях, таких как влияние гормонального фона на iAPF, или возрастные изменения в активности альфа-ритма. Но совершенно понятно что механизмы расчета когнитивной нагрузки даже у этих двух больших групп должны отличаться.
При iAPF >10 Гц корректно рассчитывать Cognitive Score на основе активности в поддиапазонах альфа, и, в целом, высокие значения говорят о состоянии «конструктивного расслабления» и погружении в какую-либо задачу. [1] При IAPF<10 Гц корректно рассчитывать Cognitive Score на основе активности в альфа, тета, бета-диапазонах, опираясь на понятие «когнитивной усталости». [2]
Значение Cognitive Score в комбинации с метриками состояний
Как отмечалось выше, мало определить «уровень загрузки» мозга, хорошо бы еще и понимать — а чем он загружен (ну хотя-бы примерно).
Совместно с метриками состояний, Cognitive Score может нам сказать намного больше, как например, высокий Cognitive Score и состояние «Тревожности» явно укажет на то что человек переживает руминации, а в сочетании с состоянием «Вовлеченности» укажет на оптимальное для глубокой и продуктивной работы состояние.
Значение Cognitive Score в комбинации с метриками эмоций
Cognitive Score можно сочетать и с другими метриками, о которых мы будем рассказывать позже, например Спокойствие, Фокус, Напряжение, Злость, Самоконтроль. Это позволяет получить более полную картину умственной активности пользователя и его эмоционального состояния в конкретный момент. Например, сочетание высокого Cognitive Score с высоким Фокусом может указывать на глубокую и продуктивную работу, а сочетание низкого Cognitive Score с Напряжением может говорить о нарастающей усталости и необходимости перерыва.
1. "Olga Bazanova et al "Individual measures of electroencephalogram alpha activity and non-verbal creativity", 2008
2. Irina Polikanova, Alexander Sergeec et al "The effect of long-term cognitive load on the EEG parameters", 2014
3. С.И. Новикова et al "Ритмы ЭЭГ и когнитивные процессы", 2015
4. Michał Ociepka , Patrycja Kałamała, Adam Chuderski et al, "High individual alpha frequency brains run fast, but it does not make them smart", 2022
5. Wolfgang Klimesch, Andreas Mierau, Jérémie Lefebvre, "State-Dependent Alpha Peak Frequency Shifts: Experimental Evidence, Potential Mechanisms and Functional Implications", 2017