Fizjologiczne korelaty rozpoznawania emocji

Pomiary fizjologiczne mogą być wykorzystane do zrozumienia funkcjonowania psychologicznego, ujawniając interaktywny związek między ciałem a umysłem.

To, jak szybko może zmienić się bicie serca danej osoby, zależy od jej otoczenia, a co za tym idzie, od jej stanu emocjonalnego. Na przykład ktoś, kto wyczuwa podążającą za nim w nocy cienistą postać, może wykazywać podwyższone tętno z powodu strachu, a także wysiłku fizycznego związanego z ucieczką.

W przeciwieństwie do tego, gdy ta sama osoba wchodzi w komfortowe środowisko, takie jak spotkanie w domu przyjaciela, nie dostrzega się stosunkowo żadnego niebezpieczeństwa – może z wyjątkiem rozlania wina na biały dywan.

Co ciekawe, choć prędkość serca może zmieniać się automatycznie w odpowiedzi na własne uczucia, mogą na nią wpływać również emocje, które rozróżniają u innych – jak przerażenie u mężczyzny, który właśnie stłukł ulubioną lampę gospodarza.

W tym przypadku sama obserwacja oznak przerażenia na twarzy winnego – szeroko otwartych oczu, obnażonych zębów i uniesionych brwi – może na chwilę zwiększyć tętno obserwatora. We wszystkich tych doświadczeniach dana osoba wykazywała dużą zmienność rytmu serca lub HRV, co stanowiło skuteczną regulację.

W tym filmie badamy, w jaki sposób zakresy wydolności sercowo-naczyniowej – od niskiego do wysokiego HRV – można wykorzystać do przewidywania zdolności danej osoby do rozpoznawania uczuć u innych osób.

Pokazujemy, jak zaprojektować i przeprowadzić eksperyment w celu przeanalizowania zarówno danych dotyczących tętna, jak i rozpoznawania emocji.

W tym eksperymencie uczestnicy są najpierw wyposażani w elektrody wokół serca, proszeni o odpoczynek podczas wykonywania podstawowych zapisów, a następnie pokazywane są zdjęcia ludzkich twarzy wyrażających różne emocje, które muszą zidentyfikować, ponieważ ich sygnały sercowe są stale rejestrowane.

Podczas zadania na środku ekranu komputera wyświetlany jest mały krzyżyk fiksacji, a następnie obraz pojedynczej ludzkiej twarzy.

Sztuczka polega na tym, że ten obraz twarzy może mieć albo spokojny, neutralny wyraz twarzy – na przykład kogoś z rozluźnionymi ustami, brwiami i czołem – albo wyraz strachu.

Po zaprezentowaniu każdej wizualizacji uczestnicy muszą wskazać, jakie uczucie przedstawia. Chodzi o to, że ogólna dokładność ich odpowiedzi stanowi miarę zdolności rozpoznawania emocji.

Każde badanie kończy się przedstawieniem końcowego symbolu fiksacji, aby wyraźnie oddzielić zmienne zależne: reakcje emocjonalne i sercowe we wszystkich typach badań, które są wyświetlane jednakowo, ale w kolejności losowej.

Podczas monitorowania tętna kładzie się nacisk na krytyczny składnik cyklu sercowego zwany załamkiem R, który odpowiada dużemu szczytowi podczas każdego uderzenia. Zmienność rytmu serca – HRV – jest obliczana na podstawie czasu między każdym szczytem i tego, jak zmienia się w danym okresie czasu.

Obliczenia są przetwarzane za pomocą wielu operacji matematycznych, takich jak szybka transformacja Fouriera, i dają informacje o częstotliwości. W całym tym spektrum mocy pewne pasmo, zakres wysokich częstotliwości, jest interesujący, ponieważ odzwierciedla stan autonomicznej regulacji.

W szczególności wysokie HRV oznacza, że tętno uczestnika zmienia się w sposób ciągły, co sugeruje wskaźnik skutecznej kontroli. W przeciwieństwie do tego, niskie HRV jest równoznaczne ze stałymi wartościami, a zatem wiąże się ze słabą regulacją.

Co ważne, miary HRV są porównywane z wynikami rozpoznawania emocji. Na podstawie wcześniejszych doświadczeń oczekuje się, że dokładność identyfikacji uczuć będzie korelować z HRV.

Innymi słowy, uczestnik, którego tętno zmienia się, gdy pokazywane są obrazy różnych emocji, ma większe szanse na ich prawidłowe rozróżnienie, co sugeruje, że HRV jest fizjologicznym korelatem tego procesu identyfikacji.

Na początek przywitaj się z uczestnikiem, gdy dotrze na miejsce. Sprawdź, czy mają normalne widzenie, nie spożywali żadnych substancji, takich jak kofeina lub alkohol, w ciągu ostatnich 6 godzin, które mogłyby wpływać na ich tętno i czy nie mieli historii zaburzeń psychicznych lub sercowych.

Następnie poinstruuj uczestnika, aby usiadł przed monitorem komputera i klawiaturą. Weź trzy wstępnie zżelowane elektrody i sprawdź, czy nie wyschły, aby upewnić się, że sygnały elektryczne z serca są prawidłowo przewodzone.

Teraz poinstruuj uczestnika, aby przymocował te elektrody do swojej klatki piersiowej przy użyciu ustalonej konfiguracji. Podłącz przewody i upewnij się, że są prawidłowo podłączone do sprzętu, który będzie amplifikować i przekazywać informacje do komputera nagrywającego.

W tym momencie w oprogramowaniu monitoruj sygnał serca, aby upewnić się, że jest on pozbawiony szumów i artefaktów. Ponadto sprawdź, czy parametry akwizycji są poprawne i zacznij zbierać tętno spoczynkowe przez 5 minut.

Przejdź do wyjaśnienia, że na monitorze będą wyświetlane zdjęcia ludzkich twarzy. Podkreśl, że uczestnik powinien szybko nacisnąć "F" na klawiaturze, jeśli zinterpretuje obraz jako przerażający. Natomiast jeśli twarz wydaje się neutralna i pozbawiona emocji, podkreśl, że należy użyć klawisza "J".

Upewnij się również, że pierwszy krzyż fiksacji pojawia się na ekranie przez 500 ms, a dla każdej próby obraz twarzy przez 200 ms, a następnie końcowy symbol fiksacji przez 2 s. Teraz opuść pokój i kontynuuj nagrywanie sygnału serca podczas wykonywania 120 prób rozpoznawania emocji.

Po zebraniu wszystkich danych pochodzących z serca, najpierw poruszaj się po graficznym interfejsie użytkownika i wyizoluj fale R, aby obliczyć czas między tymi zidentyfikowanymi szczytami.

Dalsze przetwarzanie tych środków w celu wygenerowania widma mocy częstotliwości, a w szczególności zarejestrowania wartości w zakresie wysokich częstotliwości, który reprezentuje stopień fluktuacji w zakresie 0,15-0,4 Hz.

Na koniec oblicz zdolność rozpoznawania emocji każdej osoby. Aby to zrobić, najpierw zaimportuj dane zarejestrowane z naciśnięć klawiszy i oblicz średni odsetek przestraszonych twarzy, które zostały poprawnie zidentyfikowane. Następnie powtórz ten proces, aby uzyskać neutralne obrazy.

Aby przeanalizować dane, zacznij od utworzenia wykresu punktowego, na którym dokładność identyfikacji przestraszonej twarzy jest przedstawiona na wykresie na osi y, a wartości HRV na osi x. Na tym rysunku uwzględnij dane wszystkich uczestników. Następnie utwórz podobny wykres dla neutralnych danych twarzy.

W każdym z nich określ linię najlepszego dopasowania i współczynnik korelacji. Co ważne, im bliżej tej linii znajdują się punkty danych, tym silniejsza jest korelacja liniowa między rozpoznawaniem emocji a HRV.

Zauważ, że punkty danych były ściślej skupione wokół linii najlepszego dopasowania na wykresie rozpoznawania strachu w porównaniu z jego neutralnym odpowiednikiem.

Sugeruje to pozytywną korelację między HRV a zdolnością jednostki do rozróżniania strachu; jednak nie istniała żadna korelacja między HRV a uczestnikami? zdolność do rozpoznawania neutralnych twarzy, co wskazuje, że ten związek jest specyficzny dla emocji.

Podsumowując, wyniki te sugerują związek między fizjologicznym zjawiskiem tętna a zachowaniami społecznymi. W szczególności osoba o wysokim HRV może być bardziej skłonna do rozpoznawania emocji u innych, a tym samym wyróżniać się w interakcjach społecznych.

Teraz, gdy już wiesz, jak badać korelację między autonomiczną samoregulacją a zachowaniami społecznymi, przyjrzyjmy się, jak naukowcy badają zmienność pobudzenia fizjologicznego w młodym wieku oraz w innych kontekstach poznawczych i zdrowia psychicznego.

Do tej pory skupialiśmy się na identyfikacji emocji u dorosłych. Jednak podobne prace są wykonywane u dzieci w celu zbadania czynników związanych z wczesną zmiennością układu krążenia, które mogą przewidywać późniejsze schorzenia.

Na przykład naukowcy mierzyli tętno, poddając małe dzieci wielu warunkom behawioralnym, w tym kołysance podczas odpoczynku, aktywnemu pajacykowi, smakowi kwaśnego soku z cytryny i dźwiękowi płaczącego niemowlęcia.

Takie doświadczenia skutkowały różnymi wynikami pomiaru tętna, co sugeruje, że zmienność może być wywoływana u małych dzieci. Potrzebne są dodatkowe badania, aby ocenić trajektorię rozwojową pomiarów sercowo-naczyniowych i ostatecznie przewidzieć przyszłe wyniki zdrowotne.

Jeśli chodzi o związek między HRV a pamięcią roboczą, badania wykazały, że osoba z niskim HRV – której serce bije w ciągłym, równym tempie pomimo nawet przerażającego otoczenia – jest bardziej narażona na słabą pamięć roboczą i zapomnienie adresu, który jej powiedziano.

Co ciekawe, powtarzające się ćwiczenia aerobowe – takie jak bieganie – mogą w rzeczywistości poprawić HRV i zapamiętywanie, podkreślając związek między ciałem a umysłem.

Wreszcie, inne prace dotyczyły tego, czy istnieje związek między HRV a niektórymi zaburzeniami zdrowia psychicznego, takimi jak depresja.

W szczególności osoba o podobnie niskim HRV może być bardziej narażona na objawy depresyjne, takie jak brak zainteresowania zajęciami lub wycofanie się z otoczenia społecznego. W związku z tym HRV może służyć jako użyteczny, nieinwazyjny biomarker tego zaburzenia społecznego.

Właśnie obejrzałeś film JoVE na temat fizjologicznych korelatów rozpoznawania emocji. Do tej pory powinieneś wiedzieć, jak prezentować pacjentom społecznie istotne bodźce wizualne oraz zbierać i interpretować zarówno dane behawioralne, jak i HRV. Ponadto powinieneś zrozumieć, w jaki sposób naukowcy stosują HRV w dodatkowych kontekstach, takich jak związek z innymi procesami poznawczymi, takimi jak pamięć.

Dzięki za oglądanie!