摘要： 目的 探讨睡眠剥夺情况下人的工作绩效的变化规律。方法 8名健康青年作为被试，采用单因素区组化的实验设计方法。 在实验日6:00至次日8：00的26 h的持续觉醒过程中，每隔特定时间间隔重复一组相同的测试项目。测试项目：(1）听觉Oddball单任务反应时（RT₁）和正确率（CR₁）；(2）听觉Oddball+手控跟踪双任务的跟踪误差(ER)及反应时(RT₂)和正确率(CR₂)；(3）主观任务难度评价（S R）;(4)斯坦福困倦度量表（SSS）。结果 RT₁、RT₂、ER 3项指标的9个时间点间整体比较均具有显著差异（分别为P=0.0001,P=0.00001,P=0.0004），3项指标在睡眠剥夺过程中均显著升高；睡眠剥夺对SR、SSS得分均具有显著影响（P=0.0001,P=0.0000），在夜间这2项指标得分升高;由于反应策略的调整，被试的反应正确率在睡眠剥夺过程中无显著变化。结论 睡眠剥夺对认知反应任务反应时和跟踪任务的跟踪误差、主观任务难度评价及困倦程度均具有显著影响。

中图分类号：R852.6；R338.63文献标识码：A文章编号：1002-0837(2000)04-0240-04

Effects of Sleep Deprivation on Human Performance

FU Zhao-junMA Rui-shan

（Department of Areospace Physiology,Forth Millitary Medical University, Xi'an 710032,China）

Abstract： Objective To investigate the effects of sleep deprivation(SD) on human performance.Method 8 healthy male college students participated the test . During 26 h of continuous awakeness (from 6:00 to 8:00 the next day),the volunteers were demanded to perform a battery of tests at 9 different time (7:00、12：00、16：00、20：00、0：00、2：00、4：00、6：00 、8：00). The tests include:(1) single task: aural Oddball response,the response time(RT₁)and correct rate(CR₁) were recorded;(2) dual tasks:manual tracking and aural Oddball response, the response time(RT₂), tracking error(ER)and correct rate(CR₂) were recorded;(3)The Stanford sleepiness scale and subjective ratings of task difficulty access.Result SD had significant effects on CT₁,CT₂ and ER(P=0.0001,P=0.00001,P=0.0004 respectively);SD increased RT₁,RT₂,ER at night time. SD had significant effects on SR,SSS score(P=0.0001,P=0.0000 respectively);SD increased SR,SSS score at night time. Since the subjects changed their response strategy ,CR₁ and CR₂ were not influenced by SD at night time.Conclusion SD has significant effects on response time,tracking error ,subjective difficulty of cognitive tasks and subjective sleepiness.

Key words:sleep deprivation;performance;cognition;tracking task;circadian rhythm

睡眠剥夺是指在本应包含一次夜间连续睡眠（持续7～9 h）的一段时间内得不到应有的睡眠。按睡眠剥夺的程度将其分为完全睡眠剥夺和部分睡眠剥夺，后者又被称为睡眠不足。鉴于在当今的社会生活中由于工作学习的需要以及某些领域夜间值班的需要因而睡眠不足的问题广泛存在，其对工作效率以及安全都有不利影响。我们有必要对睡眠不足情况下人的工作绩效变化规律进行探讨，对夜间工作者的所能承受的工作负荷进行评估，为进一步探讨提高夜间工作绩效的方法提供实验依据。 本实验测量了8名被试者在睡眠剥夺条件下的工效指标、主观上的完成任务难度和困倦程度的变化,目的是探讨睡眠剥夺情况下人的工作绩效的变化规律。

方法

实验对象军医大学本科生8名，男性，健康，年龄19～21岁，体重 62.3±5.57 kg，身高169.88±3.44 cm 。SCL-90心理症状自评量表得分25.75±12.20，属于正常范围。为了操纵方便，参加实验的人员均为右利手，视、听力正常。他们平时起居规律，无喝咖啡、茶及吸烟等习惯 。

实验设计采用自身对照区组化的实验设计，即每名被试者在实验日6:00至次日8：00的26 h的持续觉醒过程中，每隔特定时间间隔重复一组相同的测试项目，以发现似昼夜节律与睡眠剥夺对人体生理心理功能的影响。

实验步骤实验前集中训练被试者，向其讲明实验步骤及操作方法，每名被试者练习游戏杆的跟踪操作到能熟练操作的程度。嘱其实验前两晚按时休息，实验前 1 wk禁止饮酒、茶、咖啡及剧烈运动，严格禁止服用中枢抑制性或兴奋类药物。实验从两夜正常睡眠后开始，被试者于6：00起床，在实验人员的监视下禁止睡眠及剧烈活动。在9个时间点我们先后重复进行了一系列的测试。测试项目包括：(1) 听觉Oddball单任务（Single task,ST）;(2)手控跟踪加听觉 Oddball 双任务(Dual tasks,DT);(3)主观任务难度评分（Subjective ratings,SR）；(4）斯坦福困倦度量表 （Stanford sleepiness scale,SSS）评分。

(1)听觉 Oddball 单任务^［1］：完成任务时，耳机中以65 dB声强随机呈现高音(2000 Hz)、低音(1000 Hz)两种声音，以高音作为靶刺激，出现概率20% 。 要求被试者在听到靶刺激（高音2000 Hz）时按游戏杆“是”键快速作出反应。 记录的指标为反应时（RT₁）、正确率 （CR₁），由计算机自动测算并记录 。

(2)手控跟踪加听觉Oddball双任务^［1,2］：测试时，黑色荧光屏上呈现一个黄色作随机折线运动的光点，被试者坐于计算机前0.5 m处。要求被试者以右手操纵游戏杆控制一个“十”字光标跟踪光点；在完成跟踪的同时耳机中以65 dB声强随机呈现高音(2000 Hz)或低音(1000 Hz)刺激音，以高音作为靶刺激，出现概率20% ，低音为非靶刺激。 要求被试者在尽最大努力跟踪好光标的同时，当听到靶刺激时按游戏杆“是”键快速作出反应 。其跟踪误差（ER），反应时（RT₂），正确率 （CR₂）由计算机自动测算并记录 。

（3）主观任务难度评分： 主观任务难度评分是在一段左端表示 0 右端表示 10 的线段上用游戏杆移动游标选择一个位置代表任务的难度，由计算机呈现和记分。

（4）SSS量表^［3］：根据自身的困倦程度选择7级选项中的一项 。 由计算机呈现和记分。

统计学检验用本校统计教研室自编线性拟合统计软件 SPLM 处理，采用区组化实验设计方差分析，分析时间点间的主效应 。

结果

在实验过程中被试者都能积极配合实验，8名被试者均完成了全部的测试。在夜间实验中偶有打盹者，经轻触唤醒，没有采用大声刺激唤醒。

睡眠剥夺引起的工效指标的变化单任务反应时(图1)、双任务反应时(图2)、双任务跟踪误差(图3)3项指标的9个时间点间整体比较均具有显著差异（分别为P=0.0001,P=0.00001,P=0.0004），单任务反应正确率、双任务反应正确率在9个时间点间无显著差异（分别为P=0.1670,P=0.368）。

图1单任务反应时的变化

Fig.1Change of RT of single task

*P＜0.05,as compared with 7:00

图2双任务反应的变化

Fig.2Change of RT of dual task

*P＜0.01,as compared with 7:00

睡眠剥夺后主观任务难度、主观困倦程度的变化9个时间点间的整体比较表明似昼夜节律和睡眠剥夺对主观困倦程度(SSS量表得分，图4)、主观任务难度评价得分(图5)均具有显著影响（P=0.0000,P=0.0001）。

图3双任务跟踪误差的变化

Fig.3Change of tracking-error of dual tasks

图4主观任务难度评分的变化

Fig.4Change of subjective ratings

i

图5SSS量表得分的变化

Fig.5Change of Stanford sleepiness scale score

**P＜0.01,as compared with