Усталость от видеоконференций с точки зрения нейрофизиологии 

Время прочтения — 20 минут.

О чем поговорим сегодня

Короткой строкой: усталость от зумов

Видеоконференции значительней сказываются на когнитивной нагрузке, усталости, настроении студентов. Имейте это в виду!

Об авторе:

Рене Ридль — Институт цифрового бизнеса, университет прикладных наук Верхней Австрии, кампус Штайр.

Кириаки Костоглоу — Институт нейроинженерии, Грацский технический университет, Грац, Австрия

Селина К. Врисснеггер — Институт нейроинженерии, Грацский технический университет, Грац, Австрия

Гернот Р. Мюллер-Путц — Институт нейроинженерии, Грацский технический университет, Грац, Австрия

Ссылка на оригинал статьи: https://www.nature.com/articles/s41598-023-45374-y

Далее текст автора

Аннотация

В последнее время многие организации и люди заменяют личные встречи видеоконференциями. Среди прочих, такие инструменты, как Zoom, Teams, Webex, стали новой нормой социального взаимодействия людей во многих областях (например, в бизнесе и в образовании). Однако такое радикальное внедрение и широкое использование средств видеоконференций имеет и свою темную сторону, называемую «усталостью от видеоконференций» (VCF). До сих пор самоотчеты свидетельствовали о том, что VCF является серьезной проблемой. Однако, основываясь только на самоотчетах, вряд ли можно получить полное представление о таком когнитивном феномене, как VCF. На этом фоне мы изучили VCF также с нейрофизиологической точки зрения. В частности, мы собрали и проанализировали данные электроэнцефалографии (непрерывной и связанной с событиями) и электрокардиографии (частота сердечных сокращений и вариабельность сердечного ритма), чтобы выяснить, можно ли доказать наличие VCF на нейрофизиологическом уровне. Мы провели лабораторный эксперимент, основанный на внутрисубъектном дизайне. Контекстом исследования была университетская лекция, которая проводилась, которая проводилась в очном и дистанционном формате. По сути, нейрофизиологические данные вместе с данными анкет, которые мы также собрали, показывают, что 50-минутная видеоконференция по сравнению с очной лекцией приводит к изменениям в нервной системе человека, которые исходя из существующей литературы, несомненно, могут быть интерпретированы как «усталость». Таким образом, люди и организации не должны игнорировать потенциальную усталость при проведении видеоконференций. Главный вывод нашего исследования заключается в том, что видеоконференции следует рассматривать как возможное дополнение к очному взаимодействию, но не как его замену.

Введение

Вследствие ограничения социальной мобильности, вызванного локдауном, видеоконференции стали использоваться многими людьми и организациями по всему миру. Такие системы как Zoom, Microsoft Teams, Cisco Webex, Skype и др. были внедрены для поддержания связи в различных областях, включая образование, бизнес, здравоохранение, науку, судебную систему и т. д. Несмотря на то что Skype, который был запущен в 2003 году, уже два десятилетия пользуется популярностью, после введения первых элементов локдауна весной 2020 года показатели использования большинства других инструментов астрономически выросли. Например, в декабре 2019 года количество ежемесячных посещений zoom составляло 71,6 миллиона, в октябре 2020 года достигло рекордной отметки в 2,8 млрд, а в марте 2023 упало до 943 миллионов. Таким образом, в марте 2023 года ежемесячный объем посещений zoom был примерно в 13 раз выше, чем перед началом пандемии. Видеоконференции стали широко используемой заменой личному общению во многих сферах. Благодаря использованию средств видеоконференцсвязи, люди и организации смогли поддерживать связь, которая является основой функционирования экономики и общества. Использование видеоконференций также экономит расходы на поездки и положительно сказывается на экологии.

Однако такое радикальное внедрение и широкое распространение средств видеоконференций имеет и темную сторону, называемую «усталостью от конференций» (VCF); обратите внимание, что в литературе в качестве синонима VCF используется «усталость от Зума» (Zoom Fatigue), несмотря на то, что этот эффект, разумеется, распространяется и на другие инструменты видеоконференций — Teams, Webex и пр. VCF определяется как «соматическое и когнитивное истощение, вызванное интенсивными и/или неуместным использованием средств видеоконференцсвязи». Данные самоотчетов, собранные по всему миру, свидетельствуют о том, что VCF — это серьезная проблема. Журнал Australasian Psychiatry даже опубликовал небольшую статью, в которой авторы пишут о «новом диагнозе, имеющем огромное значение […], который может быть включен в международные диагностические классификации [и этот] предлагаемый диагноз основан на клинических наблюдениях коварного и изнурительного расстройства, связанного видеовстречами». Актуальность этого феномена подтверждается данными о том, что VCF сопровождается повышенной депрессией и склонностью к выгоранию. Более того, есть данные о том, что по сравнению с личным общением видеоконференции препятствуют выработке творческих идей.

На фоне представленного развития событий с 2020 года и с учетом того, что, согласно прогнозам, использование средств видеоконференцсвязи будет оставаться на высоком уровне и в будущем, VCF уже сейчас представляет собой явление глобальной значимости для науки и практики. Основными причинами прогнозируемой актуальности VCF в будущем являются постоянно растущая доля домашних офисов и все более широкое использование средств видеоконференцсвязи в образовании.

Анализ научной литературы, появившейся с момента возникновения феномена в апреле 2020 года, выявляет два основных аспекта. Во-первых, имеющиеся научные исследования сосредоточены на причинах VCF, а не на его физиологических, психологических и поведенческих последствиях. Во-вторых, существующие исследования показали существование VCF только на основе самоотчетов. Однако, основываясь только на самоотчетах, вряд ли можно дать комплексное понимание когнитивного феномена. Этот факт особенно актуален для VCF, поскольку данные свидетельствуют о том, что измерение усталости, истощения и стресса в контексте использования информационно-коммуникационных технологий должно проводиться как с помощью физиологических показателей, так и с помощью самоотчетов. Из этого следует, что существует значительный исследовательский пробел.

Насколько нам известно, до сих пор ни одно научное исследование не изучало, приводит ли видеоконференцсвязь к усталости на уровне мозга. Таким образом, в настоящем исследовании рассматривается следующий основной вопрос: приводят ли видеоконференции к усталости на уровне мозга? Чтобы продемонстрировать потенциальный эффект усталости, в нашем экспериментальном исследовании мы измерили электроэнцефалограмму (ЭЭГ) пользователей во время сеанса видеоконференции, а также их связанные с событиями потенциалы (ERPs / event-related potential) до и после сеанса видеоконференции на основе задачи когнитивного внимания (т.е. парадигмы oddball). Важно отметить, что мы сравнили эти результаты с соответствующими данными ЭЭГ, полученными в офлайн условиях. Контекстом нашего исследования была 50-минутная университетская лекция. Кроме того, мы дополнили данные мозга данными электрокардиографии (ЭКГ). В частности, мы исследовали частоту сердечных сокращений (ЧСС) и вариабельность сердечного ритма (ВСР). Наконец, мы также измерили усталость и настроение на основе самоотчета. В дополнение к усталости мы добавили в наше исследование настроение в качестве итоговой переменной, поскольку данные свидетельствуют о том, что повышенная утомляемость обычно ухудшает настроение.

Методы исследования

Участники

Тридцать пять человек добровольно приняли участие в этом внутрисубъектном эксперименте. Такой размер выборки является типичным для ЭЭГ-экспериментов по изучению нейрофизиологических последствий взаимодействия человека с информационно-коммуникационными технологиями и для прикладных нейронаучных исследований в целом. Участники были практически сбалансированы по полу, их средний возраст составил 24 года. В группах женщин и мужчин не было значительной разницы в возрасте. В качестве предварительного условия для участия в эксперименте участники должны были подтвердить, что в обычную ночь они спят не менее 5 часов. Все участники подтвердили, что у них нормальный режим сна, как в целом, так и в ночь перед экспериментом. Все участники дали письменное информированное согласие перед участием.

Экспериментальная процедура

Испытуемые, все из которых были студентами, участвовали в 50-минутной лекции в государственном университете Австрии (тема — инженерное дело), и лекцию в обоих условиях (онлайн и офлайн) читал один и тот же мужчина — профессор из университета. Лекция читалась 4 раза в неделю (по одной лекции в день) и те же 4 дня на следующей неделе, всегда от 7 до 10 участников в аудитории. Чтобы избежать сбивающих эффектов, вызванных возможным взаимодействием между преподавателем и студентами, все участники были проинформированы о том, что взаимодействие с профессором во время лекции невозможно. Сессия видеоконференции проводилась в виде заранее записанного видео. На этапе подведения итогов все участники отметили, что не заметили, что сеанс видеоконференции на самом деле не был живой лекцией. Задача участников состояла в том, чтобы прослушать презентацию лектора. Участникам сообщили, что после лекции будет проведена проверка эффективности работы на основе короткого опросника; цель этой проверки заключалась в том, чтобы убедиться в вовлеченности участников. Обратите внимание, что в эту проверку мы намеренно включили только простые вопросы, поскольку целью проверки было поддержании высокой концентрации участников.

Чтобы избежать возможного эффекта переноса в эксперименте, примерно половина испытуемых сначала участвовала в видеоконференции, а через неделю — в очном эксперименте, в то время как для остальных участников все было наоборот. Выбор начального условия был случайным. Участников не информировали о цели исследования. Однако на этапе дебрифинга в конце эксперимента всем участникам была предоставлена полная информация о цели исследования.

Протокол исследования

Каждая сессия была построена таким образом, что включала 15-минутный вводный этап, который включал в себя приветствие, настройку инструмента, инструкции по выполнению задания, вопросы по краткой шкале интроспекции настроения (BMIS) и демографические вопросы, а также этап релаксации. Затем следовала 5-минутная oddball парадигма, а затем 50-минутная лекция. По окончании лекции последовала еще одна 5-минутная парадигма, после чего участникам было предложено ответить на вопросы опросников BMIS и Zoom Exhaustion and Fatigue (ZEF), а также на три вопроса, относящихся к теме лекции (проверка вовлеченности). Сессия завершалась подведением итогов.

Для оценки настроения участников мы использовали опросник BMIS, который проводился перед первым заданием Oddball и после второго задания. В частности, участников просили оценить свое текущее эмоциональное состояние, оценив от 1 до 4 степень, в которой 16 различных прилагательных описывают их настроение (например, счастливый, усталый, мрачный, активный). Балл BMIS получался путем вычитания суммарного балла прилагательных, характеризующих негативное настроение (так называемый негативный балл), из балла прилагательных, характеризующих позитивное/приятное настроение (так называемый позитивный балл). Кроме того, различные формы усталости оценивались с помощью шкалы Zoom Exhaustion and Fatigue (ZEF). Шкала ZEF содержит восемнадцать вопросов, предназначенных для измерения зрительной, социальной, мотивационной и общей усталости (оценка от 1 до 5, причем 5 баллов указывают на более высокий уровень усталости). Для расчета общего балла по шкале ZEF оценки по всем пунктам оценки усталости усреднялись. Шкала ZEF заполнялась после лекции как в очном формате, так и в дистанционном.

Результаты

Анализ ответов на вопросы анкеты BMIS показал, что участники чувствовали себя значительно более уставшими и сонливыми в результате участия в сеансе видеоконференцсвязи по сравнению с очным сеансом; кроме того, они также чувствовали себя менее бодрыми, счастливыми и активными. В целом, позитивный балл (т. е. суммарный показатель по всем позитивным прилагательным) и балл BMIS в целом были значительно ниже в условиях видеоконференции по сравнению с условиями очного сеанса. Показатели общей усталости (как часть показателя ZEF) и сам показатель ZEF также продемонстрировали значительно более высокие значения в результате участия в сеансе видеоконференцсвязи по сравнению с сеансом лицом к лицу. По сути, на основании результатов самоотчета следует, что участие в сеансе видеоконференцсвязи привело к более высокому восприятию усталости, чем участие в очном сеансе.

Обсуждение

Результаты самоотчетов в современной литературе показывают, что люди часто воспринимают повышенную утомляемость как следствие участия в видеоконференциях. Результаты наших самоотчетов подтверждают этот вывод. Наши участники сообщили, что чувствовали себя значительно более утомленными, усталыми, сонливыми, а также менее бодрыми, счастливыми и активными в результате участия в видеоконференции, если сравнивать с участием в очной конференции. Кроме того, настроение в целом ухудшилось в результате участия в видеоконференции по сравнению с очной встречей. Важным вкладом настоящего исследования в научную литературу является то, что оно дополняет самоотчеты нейрофизиологическими измерениями, в частности, данными ЭЭГ и ЭКГ. Наши результаты показывают, что видеоконференции также сопровождаются усталостью на нейрофизиологическом уровне. Мы оценили ЭЭГ пользователей во время видеоконференции и проанализировали компоненты ERP до и после видеоконференции на основе задачи когнитивного внимания (т.е. парадигмы «Oddball»). Мы сравнили полученные результаты с офлайн общением. По сути, мы выявили заметные различия между условиями видеоконференции и общения лицом к лицу, показав, что видеоконференция утомляет мозг сильнее, чем общение лицом к лицу. Насколько нам известно, это первое сообщение в научной литературе, указывающее на то, что использование средств видеоконференций может приводить к утомлению на уровне мозга, основанное на данных ЭЭГ. Из данных следует, что видеоконференции снижают когнитивное внимание, и эта связь, предположительно, опосредована повышенной утомляемостью.

Что касается ERP-анализа, основанного на парадигме oddball, то данные указывают на то, что у людей, испытывающих большую усталость, могут быть снижены ресурсы внимания. Усталость (и особенно зрительная усталость) может оказывать большее влияние на внимание и когнитивные процессы в лобных отделах мозга во время онлайн-лекций. Повышение сложности задачи также может увеличить концентрацию внимания в лобной области для поддержания выполнения задачи. В отличие от этого данные, наблюдаемые после очной лекции, не показывают существенного влияния на настроение или усталость на уровне самоотчета. Также возможно, что это снижение может указывать на более быстрое привыкание к парадигме oddball в условиях очной встречи по сравнению с условиями видеоконференции. Это обоснование основано на том, что на протяжении всей истории человечества большинство взаимодействий между людьми происходило в офлайне. Таким образом, в отличие от взаимодействия с помощью средств видеоконференцсвязи, восприятие человека в обстановке лицом к лицу и связанные с ним когнитивные механизмы (такие как привыкание) должны быть частью генетического кода человека. Однако для эмпирического подтверждения различных интерпретаций наших результатов необходимы будущие исследования.

Данные ЭКГ свидетельствуют о постепенном нарастании общей усталости на протяжении всей лекции в офлайн и онлайн в равной степени. Тем не менее в офлайне умственное напряжение в целом ниже, чем в онлайне. Кроме того, данные, собранные на офлайн лекциях, свидетельствует о более позитивном настрое участников по сравнению с онлайном.

Настоящее исследование имеет ограничения, которые могут быть учтены в будущих исследованиях. Во-первых, в нашем эксперименте мы использовали контекст преподавания (поскольку видеоконференции играют важную роль в этой области). Однако в будущем рекомендуется воспроизвести полученные результаты в других контекстах. В частности, мы рекомендуем повторить наше исследование в контексте бизнеса, чтобы смоделировать удаленные деловые встречи; этот контекст, как и контекст образования, является критически важным в связи с растущей тенденцией к созданию домашних офисов.

Во-вторых, наше исследование было сознательно построено как лабораторный эксперимент. Основным следствием такого выбора дизайна является то, что наши испытуемые участвовали не только в условиях «лицом к лицу» в типичной обстановке учебной аудитории, но и в сеансе видеоконференцсвязи. Таким образом, сеанс видеоконференцсвязи проводился в аудитории университета, а значит, участники не находились в классической удаленной обстановке (например, дома). Решение провести исследование как лабораторный, а не полевой эксперимент открывает возможности для будущих исследований. Мы стремились полностью контролировать инструменты нейрофизиологических измерений (ЭЭГ, ЭКГ), чтобы обеспечить качество измерений и внутреннюю валидность результатов. Однако в будущих исследованиях особое внимание можно уделить внешней валидности, поэтому повторение нашего исследования может быть проведено в удаленных условиях. В этом случае участников можно было бы попросить принять участие в видеоконференции дома, сидя за компьютером. Учитывая, что существует несколько приборов ЭЭГ потребительского класса, которые могут обеспечить приемлемое качество измерений в конкретных исследовательских ситуациях, а также тот факт, что смарт-часы позволяют относительно легко собирать данные о ЧСС и ВСР в удаленных условиях рекомендуется провести будущие полевые исследования в данной области.

В-третьих, средний возраст наших участников составил 24 года. Мы намеренно определили такой узкий возрастной диапазон, чтобы сохранить возраст как постоянный фактор в данном исследовании. Однако, поскольку умственная усталость связана с возрастом, полученные результаты нельзя просто обобщить на более старшие возрастные группы. Скорее, для воспроизведения текущих результатов необходимы будущие исследования с участием более старших возрастных групп. Однако, основываясь на последних данных, мы можем предположить, что у пожилых людей потенциал усталости от видеоконференций еще выше. Будущие эмпирические исследования могут проверить это предсказание.

В-четвертых, относительно небольшое количество значимых различий, наблюдаемых в некоторых сравнениях между условиями очной и видеоконференции, может быть связано с размером выборки. Несмотря на то что размер нашей выборки напоминает аналогичные нейрофизиологические исследования, в будущих исследованиях следует рассмотреть возможность включения большего числа участников.

Сообщения об усталости от видеоконференций, как практические, так и научные, предлагают ряд мер по снижению утомляемости и стрессового потенциала. Однако научные исследования еще не начали систематически оценивать эффективность этих мер. В настоящее время эти предложения, скорее, имеют статус недоказанных идей. Например, в таких областях, как взаимодействие человека и компьютера, было показано, что 10-минутные перерывы во время взаимодействия с цифровыми технологиями могут эффективно снизить утомляемость и стресс пользователя.

Эти знания могут быть использованы в будущих исследованиях для разработки гипотез и их проверки непосредственно в контексте видеоконференций, но также имеют значение для разработки нейроадаптивных систем. Такие системы могли бы, основываясь на измерении уровня усталости пользователей в режиме реального времени, предлагать время перерыва на основе уведомлений.

Заключение

Мировой рынок видеоконференций оценивается в 25 миллиардов долларов США в 2022 году и по прогнозам будет расти более чем на 10% в год с 2023 по 2032 год, в результате чего в 2032 году его объем составит 65 миллиардов долларов США. Основным фактором, определяющим этот и подобные прогнозы, является растущая тенденция к удаленной работе и онлайн-обучению. Таким образом, ожидается, что видеоконференции как средство коммуникации в бизнесе и обществе приобретут еще большее значение в будущем, опираясь на уже существующий высокий уровень внедрения. Учитывая результаты нескольких исследований последних лет, в которых сообщалось об усталости, вызванной видеоконференциями, мы провели экспериментальное исследование, чтобы сравнить эффект усталости от общения с помощью видеоконференций с общением лицом к лицу. В нашем исследовании, что важно, мы использовали как опросные инструменты, так и нейрофизиологические методы измерения для оценки усталости.

Мы собрали и проанализировали данные ЭЭГ (непрерывной и связанной с событиями) и ЭКГ (ЧСС и ВСР). Наши нейрофизиологические данные вместе с данными самоотчета показали, что видеоконференции по сравнению с личным общением приводят к нейрофизиологическим изменениям, которые, согласно существующей литературе, свидетельствуют об усталости. Таким образом, наши результаты свидетельствуют о том, что использование видеоконференций может привести к когнитивным издержкам, которые не должны игнорироваться отдельными людьми и организациями. Однако, поскольку нереально рекомендовать полный отказ от использования средств видеоконференций, будущее исследование эффективных мер по снижению усталости и стрессового потенциала видеоконференций будет иметь решающее значение для поддержания благополучия и здоровья человека во все более цифровом мире.