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为探究惊吓对认知表现和生理活动的影响，法国图卢兹航空航天学院（Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace – Supaero）的研究人员利用 fNIRS 和热成像技术展开研究。结果发现，惊吓在高难度任务中提升了参与者表现，还改变了大脑活动和面部温度。这一成果对理解突发应激下的认知生理机制有重要意义。
在日常生活和工作中，人们常常会遭遇各种突发状况，比如突然响起的巨大声响，这些意外刺激可能会引发惊吓反射。惊吓反射不仅会带来如眨眼、面部和颈部肌肉紧张等生理反应，还可能对我们的认知功能产生影响。在一些对安全要求极高的职业领域，像飞机驾驶，飞行员一旦受到惊吓，短暂的认知能力下降就可能引发严重后果。然而，目前关于惊吓对认知表现和生理活动的影响，科学界尚未完全明晰，尤其是在个体差异方面，比如不同焦虑特质的人面对惊吓时的反应有何不同，这成为了亟待探索的科学问题。
为了深入探究这些问题，法国图卢兹航空航天学院（Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace – Supaero）的 Flora Schwartz 等人开展了一项研究。研究人员让参与者在完成一项结合心算和传统 N-back 任务的高难度任务（图卢兹 N-back 任务，Toulouse N-back task，TNT）时，接受不可预测的巨大声响刺激，以此触发惊吓反射，同时利用功能性近红外光谱（functional near-infrared spectroscopy，fNIRS）和功能性红外热成像（functional infrared thermal imaging，fITI）技术，分别测量参与者的大脑活动和面部皮肤温度变化，从而全面分析惊吓反应的生理相关性。
该研究主要运用了以下关键技术方法：一是采用改良的 TNT 任务，设置 0-back 和 2-back 两种难度条件，让参与者在任务过程中对声音刺激做出反应；二是利用 fNIRS 系统记录大脑活动，通过特定波长的红外光检测氧合血红蛋白（HbO）和脱氧血红蛋白（HbR）的浓度变化，以此反映大脑区域的活动情况；三是运用 fITI 技术，借助红外相机采集面部温度数据，并通过面部识别算法分析特定面部区域的温度变化。
研究结果如下：
- 行为学结果
- 感知任务需求：参与者在 2-back 条件下感受到的心理负荷、时间压力、挫折感、努力程度和身体需求均显著高于 0-back 条件。
- 惊吓行为观察：65% 的参与者在听到至少一种声音后出现明显惊吓迹象1。
- TNT 任务表现：任务难度显著影响 TNT 任务效率，0-back 条件下效率更高。在 2-back 条件下，参与者听到惊吓声音后的效率高于听到控制声音，而 0-back 条件下两者无显著差异2。
- 特质焦虑的影响：特质焦虑对任务效率有显著主效应，并与难度存在交互作用。高特质焦虑的参与者在 2-back 条件下效率较低，且在 2-back 条件下，听到惊吓声音后特质焦虑与效率呈负相关34。
- 大脑活动：HbO 浓度在不同任务难度和声音类型下存在差异。惊吓声音后，前额叶皮层的 HbO 浓度相对顶叶皮层更高，尤其是右侧额叶皮层与左侧顶叶皮层、右侧额叶皮层与右侧顶叶皮层之间差异显著。HbR 浓度在各条件下无显著差异56。
- 面部温度：任务难度对大多数面部区域温度无显著影响。惊吓声音与控制声音相比，鼻子温度升高，右侧脸颊和右眼温度降低7898。
研究结论和讨论部分指出，该研究揭示了惊吓对认知表现和生理活动影响的复杂性。在高难度任务中，惊吓未导致预期的表现下降，反而使参与者表现有所提升，这可能是因为惊吓刺激作为适度应激源，激发了参与者的努力和动机，增加了认知资源的投入，前额叶皮层活动增强也支持了这一观点。同时，研究发现特质焦虑与任务表现存在关联，高特质焦虑的个体在高认知负荷且受到惊吓时表现更差，这表明特质焦虑可能增强了惊吓反应，限制了认知资源的募集。不过，研究也存在一定局限性，如实验环境的局限性可能导致惊吓声音的威胁性在重复刺激后降低，且 fITI 数据采集受多种因素影响，可能存在噪声干扰。尽管如此，该研究仍为理解突发应激下的认知和生理机制提供了新的视角，其多模态测量方法也为神经工效学研究开辟了新方向，有助于未来进一步探索如何更好地应对突发应激情况，保障高风险职业的安全操作。
