Biopsychologische Konzepte und Methoden in der Ergonomie an der TU Berlin

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EMG#

Wie lässt sich Ermüdung im EMG messen?

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EMG#

Warum ist die Reproduzierbarkeit vom EMG Signal schwierig?

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EMG#

Welche Mechanismen beeinflussen das EMG Signal?

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EKG#

Was ist EKG?

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EKG#

Nenne 1 tonisches und phasisches Parameter von EKG.

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EKG#

Definieren Sie Herzperiode und Herzrate.

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EKG#

Parasympathische und sympathische Innervation; Nenne je zwei Wirkungen.

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EEG#

Definieren Sie EEG.

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EEG#

Welche Frequenzbereiche des EEG würden Sie betrachten, um kognitive Beanspruchung zu erfassen?

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EEG#

Welche EEG-Bänder geben Hinweis für Aufmerksamkeitsaktivität? 

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EEG#

Warum beeinflusst Augenbewegung das EEG Signal?

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EEG#

Definieren Sie EKP.

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Biopsychologische Konzepte und Methoden in der Ergonomie

EMG#

Wie lässt sich Ermüdung im EMG messen?

- Frequenzverschiebung in den niederfrequenten Bereich sind auf Ausfall schnellen Motor Units (phasisch Type II) bei Ermüdung zurückzuführen.


  • Bei Medianfrequenz (die Frequenz, die das EMG-Leistungsspektrum in zwei gleiche Flächen teilt) kann als Indikator für muskuläre Ermüdung verwendet werden.
  • Es werden Trends (lineare Regression) der Veränderung der Medianfrequenz im jeweiligen Arbeitsabschnitt dargestellt. 
    1. Positiver Wert: Frequenzzunahme, die bei gleichzeitigem Anstieg der Amplitude als Zeichen höherer Kraftanstrengung zu bewerten ist.
    2. Negativer Wert: Ermüdung, wenn die RMS gleichzeitig ansteigt


Biopsychologische Konzepte und Methoden in der Ergonomie

EMG#

Warum ist die Reproduzierbarkeit vom EMG Signal schwierig?

EMG Signal ist stochastisch, deshalb Signalmessung immer anders (selbst nahezu identische Kraftentwicklung führt zu unterschiedlichen Amplitudenspitzen)

Biopsychologische Konzepte und Methoden in der Ergonomie

EMG#

Welche Mechanismen beeinflussen das EMG Signal?

  • Rekrutieren (wie viele Motor Units werden aktiviert)
  • Firing Frequency (mit welcher Frequenz werden Motor Units aktiviert)


Biopsychologische Konzepte und Methoden in der Ergonomie

EKG#

Was ist EKG?

Elektrokardiogramm: bezeichnet eine Untersuchungsmethode, dbei der die elektrische Aktivität des Herzens gemessen wird. Die sogenannte Herzaktion wird dabei über Elektroden abgeleitet und in Form von Kurven aufgezeichnet.

Biopsychologische Konzepte und Methoden in der Ergonomie

EKG#

Nenne 1 tonisches und phasisches Parameter von EKG.

>Phasisch (<5-15 Sek) kurze/schnelle Veränderungen

Herzrate Phasisch: 

  • kurzzeitige Schwankungen, meist in Abhängigkeit von Reizen (evozierte Aktivität), schwer nachweisbar (vor Allem wegen Sinusarrhythmie), lange Baseline nötig um Sinusarr. abzuziehen



>Tonisch (>15 sek)-> Lang anhaltende Veränderungen

Herzrate tonisch: 

  • R-Zacken sollen klar identifizierbar sein; am besten über geeignete Algorithmen auszuwerten.


Biopsychologische Konzepte und Methoden in der Ergonomie

EKG#

Definieren Sie Herzperiode und Herzrate.

  • Herzrate: 
    • (HR, Anzahl der Herzschläge pro Zeiteinheit) ist das am häufigsten verwendete Maß 
    • Gemessen an der Anzahl der R-Zacken pro Zeiteinheit
  • Herzperiode: 
    • (HP) ist der zeitliche Abstand zwischen zwei sukzessiven R-Zacken
    • HR= 1/HP*K
      • K ist Skalierungskonstante; z.B. auf eine Minute bezogen (60.000 ms ). Wenn also die Zeit zwischen 2 R Zacken 1.000 ms beträgt: HR = 1/1.000 * 60.000 = 60 BPM

Biopsychologische Konzepte und Methoden in der Ergonomie

EKG#

Parasympathische und sympathische Innervation; Nenne je zwei Wirkungen.

  • Sympatische Innervation (adrenerg, vorwiegend Noradrenalin) erhöht die Herzfrequenz und die Kraft der Systole
    • bei Stress erhöht die sympathische Innervation die Herzfrequenz
  • Parasympathische Innervation (cholinerg) erniedrigt die Schlagfrequenz 
    • In Ruhe unterliegt das Herz weitestgehend der Vagus-Steuerung
    • Bei stärkerer Belastung nimmt die Sympathikus-Aktivität zu

Biopsychologische Konzepte und Methoden in der Ergonomie

EEG#

Definieren Sie EEG.

Bildet Spannungsveränderungen ab, die zum größten Teil innerhalb der Großhirnrinde generiert werden. EEG-Signal ist die Summe der elektrischen Aktivität großer Kolumnen kortikaler Neuronen. 

  • Sehr kleiner Wertebereich von 1 bis 200 müV (millionstel Volt)
  • Mit hoher zeitlicher Auflösung.

Das EEG misst Feld-Potenziale, die das Resultat postsynaptischer Aktivitäten darstellen.

Biopsychologische Konzepte und Methoden in der Ergonomie

EEG#

Welche Frequenzbereiche des EEG würden Sie betrachten, um kognitive Beanspruchung zu erfassen?

  1. Theta-Rhythmus steht mit kognitiven Funktionen im Zusammenhang: 
    1. Reflektiert „on-line“ Zustand des Hippocampus
    2. Und/ oder die Bereitschaft einkommende Signale zu verarbeiten,
    3. Indiziert zunehmende kognitive Beanspruchung über frontalen Arealen.

Biopsychologische Konzepte und Methoden in der Ergonomie

EEG#

Welche EEG-Bänder geben Hinweis für Aufmerksamkeitsaktivität? 

  • Phasische Alpha-Aktivität
  • Alpha-Suppression bei Reizverarbeitung (phasische Alpha-Desynchronisation) zeigt eine weite Verteilung über den gesamten Schädel.
  • Weist einen Zusammenhang mit generellen Aufgabenanforderungen und Aufmerksamkeit auf.

Biopsychologische Konzepte und Methoden in der Ergonomie

EEG#

Warum beeinflusst Augenbewegung das EEG Signal?

Augenbewegung kann ein Artefakt sein, da es das EEG-Signal verzerrt.


Augensystem weist mehrere Spannungsgeneratoren auf mit dem Corneo-Retinalen Potenzial als stärkster Generator.


Lidschläge führen zu zu hoch-amplitudigen Ausschlägen vorwiegend an frontalen Elektroden.

  • Schließen des Augenlids erhöht die Leitfähigkeit zwischen Elektroden und Augendipol.

Biopsychologische Konzepte und Methoden in der Ergonomie

EEG#

Definieren Sie EKP.

  • Das ereigniskorrelierte Potenzial (EKP), oder auch event-related potential (ERP) ist eine stereotypische elektrophysiologische Reaktion auf einen externen oder internen Stimulus.
  • ERPs weisen eine kleinere Amplitude auf als das spontane EEG,
  • Es müssen daher aus dem spontanen EEG gemittelt werden.

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