Biopsychologische Konzepte und Methoden in der Ergonomie an der TU Berlin

- 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

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

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

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.

>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.

• 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

• 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

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.

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.

• 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.

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.

• 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.