在技术驱动的同时多任务处理过程中，对任务难度的不同认知控制反应：风险意识在重症监护室护士中的作用

《Safety Science》：Differential cognitive control in response to task severity during technologically-induced concurrent multitasking: The role of risk awareness in ICU nurses

该研究通过EEG技术探讨新手ICU护士在高、低严重性任务中认知控制机制及风险意识的影响，发现任务严重性与个体风险意识共同塑造神经资源分配，为优化临床培训及人机界面设计提供依据。

　　

胡慧玲|冯婷婷|葛慧|李家帅|吴雪|吴宣娜

北京大学护理学院，中国北京100191

摘要

目的

本研究旨在探讨新手重症监护室（ICU）护士在处理不同复杂程度的多任务冲突时如何运用认知控制机制，以及风险意识如何调节这些过程。

背景

医疗领域的数字化转型为ICU引入了更多技术系统，增加了多任务处理的需求和认知负荷。由于缺乏成熟的临床经验，新手护士更依赖执行控制能力。了解认知控制的运作方式以及个人风险意识如何影响这些过程对于保障高风险环境中的患者安全至关重要。

设计

基于脑电图（EEG）的实验研究。

方法

26名新手ICU护士参与了模拟的技术诱导多任务实验。记录了行为准确性、反应时间以及EEG指标（P1/P3成分、α、β和θ波段的振荡功率）。风险意识通过自我报告量表进行评估。

结果

护士在处理高难度任务时表现出更高的准确性，尽管反应时间没有显著差异。ERP分析显示，高难度任务下的P1峰值幅度显著降低，尤其是在风险意识较高的护士中。时频分析表明，在低难度任务下α、β和θ波段的功率增加，表明在较低要求下认知灵活性提高。任务难度与风险意识的交互作用表明，风险意识较高的个体在高难度条件下会调动更多的目标导向神经资源。

结论

任务难度和个人风险意识共同影响了新手ICU护士在技术介导的多任务处理中的认知控制。这些发现强调了将神经认知证据整合到基于模拟的培训和界面设计中的重要性，以加强护士的注意力管理，减少错误风险，并提高数字医疗时代的患者安全。

引言

由于患者病情的严重性和护理的专门性，重症监护室（ICU）是现代医疗环境中要求最高、风险最大的场所之一。ICU护士负责处理快速变化的临床情况，应对危及生命的紧急情况，并持续监控各种先进技术系统，包括基于警报的监测设备和生命支持设备（如机械呼吸机）。这些职责要求护士不断进行多任务处理、快速决策，并在巨大的时间压力和认知负荷下协调各种优先事项（G?ras等人，2019；Reader等人，2006）。技术进步使临床环境中使用了更多设备，使得设备管理成为护理复杂性的关键因素（Reguera-Carrasco等人，2025）。在这种环境下，信息过载和多任务处理可能会影响医护人员有效整合临床数据的能力以及识别患者病情恶化的早期迹象（Jalilian和Khairat，2022；Khairat等人，2021；Poncette等人，2019）。在这种高需求环境中，主动认知控制——即在预期未来需求的情况下保持与任务相关的目标——对于维持表现和防止错误至关重要（Braver，2012）。

对于新手ICU护士来说，多任务处理的挑战尤为突出，因为他们仍在适应重症监护特有的快节奏工作和复杂技术界面。与通常依赖成熟认知模式和直观模式识别的经验丰富的护士不同，新手护士更依赖执行控制机制来协调注意力并同时管理多个任务（Tabak等人，1996）。尽管这些早期研究是在技术要求较低的环境中进行的，但它们为了解新手临床医生的认知策略提供了基础性见解——即使在ICU技术迅速发展的情况下，这些见解仍然具有概念上的相关性。后续文献也指出，经验丰富的ICU护士利用情境直觉——快速自动识别临床模式——来指导优先级决策，而新手护士在面对不确定性时通常会进行更为谨慎的、逐步的分析推理（Gillespie和Peterson，2009）。这些经典研究共同强调了需要进行实证研究，以探讨在技术诱导的多任务处理中认知控制的运作方式，以及心理因素（如风险意识）如何调节这些过程。

认知控制是指根据内部目标调节思想和行为的能力，尤其是在存在分心、信息冲突或新刺激的情境中。认知控制通常被分为两种模式：主动控制和反应控制（Braver，2012）。主动控制是一种预见性的、目标驱动的机制，涉及在工作记忆中持续维护与任务相关的信息，以在认知需求出现之前引导注意力、感知和行为。相比之下，反应控制是在需要时被激活的，用于解决冲突或应对意外变化或错误。在神经科学和系统工程中，认知动态系统模型强调了大脑使用预测性适应机制（主动控制的特征）来处理不确定性和潜在风险。这些机制主要由前额叶皮层介导（Feng和Haykin，2018；Haykin等人，2012；Haykin和Fuster，2014；Haykin等人，2017）。在高度不确定或风险较高的环境中，主动控制尤为重要，此时系统会利用先前的经验和推理机制（例如贝叶斯推理）提前准备响应并减轻潜在威胁。这种预见性适应越来越被认为是大脑管理复杂动态环境的核心策略（Feng和Haykin，2018；Haykin和Fuster，2014；Haykin等人，2017）。

实证研究表明，在高难度多任务环境中，操作者往往会表现出更高的注意力分配和运动准备水平。这些变化有时会体现在事件相关电位（ERP）和振荡脑电图（EEG）活动中，尽管具体神经机制尚未完全明了（Finley等人，2014；Sato等人，2019）。值得注意的是，风险意识——个体对任务或环境中潜在危险的认知和识别——已被证明会影响多任务处理中的注意力分配和任务优先级。高感知风险水平会驱动更多的准备行为和神经资源分配，表现为更大的认知努力和集中注意力（Che等人，2024；Sato等人，2019）。然而，目前仍缺乏将风险意识、认知控制策略和潜在神经动态联系起来的综合研究，特别是在那些仍在适应快速决策和多任务处理需求的早期职业护士中。更少的研究探讨了个体风险意识的差异如何调节技术介导的多任务处理中主动控制策略的运用及其神经特征。

为了获得更具体的见解，本研究采用了基于EEG的神经指标——重点关注ERP和振荡动态——来探讨任务难度（高 vs 低）如何影响新手ICU护士在技术诱导的多任务处理中的主动认知控制，以及个体风险意识的差异如何进一步调节这些效应。通过分析不同难度水平和风险意识背景下的任务优先级，本研究旨在识别新手护士的认知瓶颈和决策模式。这些发现旨在为临床护理实践的神经认知基础培训策略的开发提供依据。

部分摘录

参与者

本研究从中国北京的三级医院招募了26名新手ICU护士，她们在2025年3月至6月期间完成了实验。招募标准如下：1）ICU工作经验少于五年；2）右利手；3）视力正常或矫正后正常；4）无神经系统或精神疾病史；5）未怀孕；6）过去两个月内未染发；7）体内无金属植入物

行为表现

行为结果显示，参与者在低难度（LS）条件下的反应时间范围为100.28秒至478.98秒，平均为290.87秒±101.23秒；而在高难度（HS）条件下的反应时间范围为144.17秒至462.30秒，平均为284.83秒±90.33秒。反应时间数据呈正态分布，配对样本t检验显示两种条件之间没有显著差异（t = 0.785，P = 0.440）。在高难度条件下的准确率范围为10%至60%，平均为45.3%

讨论

本研究利用EEG指标来探讨早期职业ICU护士在技术诱导的多任务处理情况下如何优先处理任务，以及个体风险意识的差异如何调节这一过程。在处理高难度多任务场景时，新手ICU护士的准确率高于低难度任务。在神经层面，高难度条件的特征是P1峰值幅度降低——表明更依赖早期的主动控制

结论

本研究指出，ICU多任务处理中的认知控制受到任务难度和个人风险意识的共同影响。高难度条件促进了更加专注的主动控制，而较高的风险意识增强了这种预见性的资源分配。这些发现为优化培训和支持高需求环境中注意力管理的临床界面设计提供了神经认知基础。

资金声明

本研究得到了国家自然科学基金（项目编号：72471006、72071004）和北京市教育委员会研发计划（项目编号：KM202210028005）的支持。他们没有参与研究设计、数据收集与分析、报告撰写或决定发表文章。

作者贡献声明

胡慧玲：概念构思、数据整理、正式分析、研究方法、软件开发、验证、可视化、初稿撰写、审稿与编辑。冯婷婷：数据整理、研究方法。葛慧：李家帅：数据整理、研究方法。吴雪：概念构思、资金获取、项目管理、资源协调、监督、审稿与编辑。吴宣娜：研究方法、项目管理、监督、验证、审稿与编辑。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

我们衷心感谢参与评审和评估本研究中使用的实验材料的重症监护专家。特别感谢北京大学第一医院ICU主任护士崔媛女士、北京大学第三医院ICU主任护士李玛女士以及南方医科大学第一附属医院ICU主任护士刘凤刚先生的宝贵反馈和专业建议，这些帮助确保了研究的科学有效性。