Classification of cognitive load and emotional stress based on functional brain imaging techniques : doctoral thesis - Kesedžić, Ivan (I. Kesedžić; Fakultet elektrotehnike i računarstva, 2022)
Kognitivno opterećenje i emocionalni stres utječu na svakodnevni život ljudi te je adekvatna procjena kognitivnog opterećenja i emocionalnog stresa od posebne važnosti. Neadekvatne količine kognitivnoga opterećenja i emocionalnoga stresa negativno utječu na ljudske performance i, dugoročno gledano, na zdravlje pojedinca. Procjena kognitivnoga opterećenja i emocionalnoga stresa posebno je važna u visoko stresnim profesijama kao što su vojska, piloti i kontrolori zračnog prometa. Iako se kognitivno opterećenje i emocionalni stres mogu procijeniti korištenjem različitih subjektivnih upitnika samoprocjene, njihova pristranost može dovesti do pogrešnih procjena. Za procjenu kognitivnoga opterećenja i emocionalnoga stresa mogu se koristiti objektivne metode temeljene na neurofiziološkim signalima prikupljenima korištenjem funkcionalnih tehnika oslikavanja mozga. U sklopu ove doktorske disertacije korištene su dvije tehnike funkcionalnoga oslikavanja mozga u procjeni kognitivnoga opterećenja i emocionalnoga stresa: funkcionalna magnetska rezonancija (engl. functional magnetic resonance imaging, fMRI) i funkcionalna blisko-infracrvena spektroskopija (engl. functional near-infrared spectroscopy, fNIRS). Ove tehnike oslikavanja mozga omogućuju preciznija i objektivnija mjerenja opisanih mentalnih stanja u usporedbi s inače korištenim pristupima u procjeni kognitivnoga opterećenja i emocionalnoga stresa. U okviru ove doktorske disertacije poseban je interes posvećen računarskim metodama i klasifikacijskim algoritmima u procjeni razina kognitivnoga opterećenja i emocionalnoga stresa. Opisani su eksperimenti utemeljeni na stimulacijskim paradigmama s ciljem klasifikacije ovih konstrukata. Prikazane su metode izlučivanja značajki, odabir modela klasifikacije, rezultati klasifikacije, kao i diskusija o rezultatima za sve provedene eksperimente. Metode klasifikacije u procjeni kognitivnoga opterećenja i emocionalnoga stresa omogućuju procjenu razina kognitivnoga opterećenja i emocionalnoga stresa. Primjena takvih neurofizioloških mjerenja omogućuje objektivniju procjenu različitih psihičkih stanja, poput kognitivnoga opterećenja i emocionalnoga stresa. Klasifikacija navedenih mentalnih stanja korištenjem različitih algoritama strojnog učenja može značajno poboljšati procjenu stanja u mnogim područjima. Razvijene metode i dobiveni rezultati u doktorskoj disertaciji opisuju se u kontekstu dosadašnjeg rada uz razmatranje ograničenja i predlaganje smjerova za budući rad.