2025年9月26日
本研究提出了一种实验范式,应用高分辨率经颅直流电刺激(HD-tDCS)以改善人类在人机协作任务中的元认知能力。结果表明,HD-tDCS在提升元认知敏感性方面具有显著效果。
我们的研究聚焦于人机协作。我们考察了高分辨率经颅直流电刺激(HD-tDCS)在人类与人工智能委托任务中对人类元认知的影响。本方案提出了一种利用HD-tDCS提高人机协作效率的新方法。
本实验室将研究共学习对人机协作性能的影响。首先,确保受试者无高清经颅直流电刺激(HD-tDCS)的禁忌症,且不符合任何排除标准。向受试者介绍实验流程,并在确认其充分理解后,获取书面的知情同意书。
确认 HD-tDCS 刺激设备已充满电。确保所有配件(包括电极、电极凝胶、仪器附带的注射器以及电极电缆)均已准备就绪可供使用。现在,随机选择两项实验任务中的一项作为前测条件,并指导受试者完成图像分类任务。
将五个电极的底部直接插入氯丁橡胶头帽上指定的位置。指导受试者舒适地坐在椅子上。将氯丁橡胶头帽的前缘置于眉毛上方约1至2厘米处,确保Cz与两侧耳前点之间的中点对齐。
将头帽牢固地佩戴在受试者头部,确保位置正确对齐。接着,使用仪器附带的注射器吸取导电凝胶。在每个电极位置,用注射器分开受试者的头发,以暴露头皮。
在所有电极底部的暴露头皮区域注入足量的电极凝胶。然后,将所有电极的上部和下部拧紧连接。打开高分辨率经颅直流电刺激设备,并启动相应的控制软件。
在计算机上启用 Wi-Fi,并在控制软件中选择“使用 Wi-Fi 设备”以开始连接过程。当设备的 MAC 地址出现在列表中时,选择该设备。在控制软件的线路噪声滤波器设置中,选择 50 hertz 以消除电干扰。
然后点击设置面板底部的“使用此设备”按钮,以建立与设备的连接。要配置刺激方案,请点击控制软件左侧面板上的人头图标。然后点击“添加新方案”,并为新方案和步骤命名。
将整个实验方案的持续时间设置为 20 分钟,包括 30 秒的升压期和 30 秒的降压期。现在,将 F4 电极拖入右侧的“刺激”列中。将通道设置为刺激模式。
输入2,000微安的电流强度,然后选择阳极刺激。将电极Fp2、Fz、C4和F8拖入刺激列中。
将每个通道设置为返回模式,将总电流的25%分配给每个通道,并保存该方案。选择已配置的刺激方案。连接设备和电极电缆。
然后将设备连接到头帽后部的魔术贴带上。连接并确认所有电缆均已正确安装。单击“加载方案”按钮。
按下“检查阻抗”按钮以执行阻抗检测。然后,单击“开始刺激”按钮以启动刺激。在刺激过程中,指导受试者在多个时间点报告其感受。
实验完成后,关闭设备。断开电极上的电缆,并小心取下设备。将头帽从受试者头部取下。
然后取下所有电极,要求参与者完成另一项实验程序作为后测,并提供清洁头发所需的用品。
刺激结束后,请参与者填写感觉问卷,以评估其耐受性和主观体验。现在,用清水彻底冲洗头帽。用自来水轻轻冲洗电极上的凝胶。
将电极放置在纸巾上自然风干。待其干燥后,放入包装中进行长期保存。在阳极刺激条件下,元认知敏感性在前测与后测之间显著提高,而在阴极刺激或假刺激条件下未观察到显著变化。
尽管时间和刺激类型各自的主效应均不显著,但在重复测量方差分析中发现了时间与刺激类型之间的交互作用。
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本研究探讨了高分辨率经颅直流电刺激(HD-tDCS)在人类与人工智能协作任务中增强人类元认知能力的应用。研究结果表明,HD-tDCS 能有效提高元认知敏感性,有望促进与人工智能系统的更优协作。
提高人类与人工智能协作任务中的元认知敏感性,有助于解决协作决策工作流程中的关键瓶颈。对右侧背外侧前额皮层实施高分辨率经颅直流电刺激(HD-tDCS),可非侵入性地调节认知自我评估,直接影响复杂研发环境中任务分配的可靠性。本方案支持在人类与人工智能驱动过程的交互界面提升预测性信心,为协作系统的组合级优化提供依据。
该HD-tDCS方案通过实现认知功能的假设驱动调控以及行为输出的定量评估,融入了从发现到临床前研究的连续过程。