Физиологические корреляты распознавания эмоций

Физиологические измерения могут быть использованы для понимания психологического функционирования, выявляя интерактивные отношения между телом и разумом.

То, как быстро может меняться сердцебиение человека, зависит от его окружения и, как следствие, от его эмоционального состояния. Например, тот, кто чувствует темную фигуру, следующую за ним ночью, может демонстрировать повышенную частоту сердечных сокращений из-за страха, а также физического напряжения при бегстве.

Напротив, когда один и тот же человек попадает в комфортную среду, например, на встречу в доме друга, он не воспринимает относительно никакой опасности — за исключением, может быть, пролития вина на белую ковер.

Интересно, что, хотя ритм сердца может меняться автоматически в ответ на собственные чувства, на него также могут влиять эмоции, которые они различают у других людей — например, ужас у человека, который только что разбил любимую лампу хозяина.

В этом случае само наблюдение признаков страха на лице виновного – широко раскрытые глаза, оскаленные зубы и поднятые брови – может на короткое время увеличить частоту сердечных сокращений наблюдателя. На протяжении всех этих опытов у человека наблюдалась высокая вариабельность сердечного ритма, или ВСР, что представляет собой эффективную регуляцию.

В этом видео мы исследуем, как диапазоны сердечно-сосудистой способности (от низкой до высокой ВСР) могут быть использованы для прогнозирования способности человека распознавать чувства других людей.

Мы демонстрируем, как спланировать и провести эксперимент по анализу данных о частоте сердечных сокращений и распознавании эмоций.

В этом эксперименте участникам сначала надевают электроды вокруг сердца, просят отдохнуть, пока делаются базовые записи, а затем показывают изображения человеческих лиц, выражающих различные эмоции, которые они должны идентифицировать, поскольку их сердечные сигналы постоянно записываются.

Во время выполнения задания в центре экрана компьютера отображается небольшой фиксирующий крест, за которым следует изображение одного человеческого лица.

Хитрость заключается в том, что это изображение лица может иметь либо спокойное, нейтральное выражение лица, например, у человека с расслабленным ртом, бровями и лбом, либо выражение страха.

Когда представлено каждое визуальное изображение, участники должны указать, какое чувство оно отображает. Идея здесь заключается в том, что общая точность их ответов обеспечивает меру способности к эмоциональному распознаванию.

Каждое испытание заканчивается представлением символа окончательной фиксации, чтобы четко разделить зависимые переменные: эмоциональные и сердечные реакции по типам испытаний, которые отображаются одинаково, но в случайном порядке.

При мониторинге частоты сердечных сокращений акцент делается на важнейшем компоненте сердечного цикла, называемом зубцом R, который соответствует большому пику во время каждого удара. Вариабельность сердечного ритма – ВСР – рассчитывается в соответствии со временем между каждым пиком и тем, как она изменяется в течение определенного периода времени.

Вычисления обрабатываются с помощью ряда математических операций, таких как быстрое преобразование Фурье, и приводят к получению частотной информации. Во всем этом спектре мощности интерес представляет определенная полоса — высокочастотный диапазон, так как она отражает состояние вегетативной регуляции.

В частности, высокая ВСР означает, что частота сердечных сокращений участника постоянно меняется, что предполагает показатель успешного контроля. Напротив, низкая ВСР приравнивается к постоянным значениям и, следовательно, ассоциируется с плохой регуляцией.

Важно отметить, что показатели ВСР сравниваются с результатами распознавания эмоций. Исходя из предыдущего опыта, можно предположить, что точность идентификации чувств будет коррелировать с ВСР.

Другими словами, участник, частота сердечных сокращений которого колеблется при показе изображений различных эмоций, с большей вероятностью правильно их различает, что позволяет предположить, что ВСР является физиологическим коррелятом этого процесса идентификации.

Для начала поприветствуйте участника, когда он придет. Убедитесь, что у них нормальное зрение, они не употребляли никаких веществ, таких как кофеин или алкоголь, в течение последних 6 часов, которые могли бы повлиять на частоту сердечных сокращений, и что у них нет в анамнезе психических или сердечных расстройств.

Затем попросите участника сесть перед монитором компьютера и клавиатурой. Соберите три предварительно гелеобразных электрода и убедитесь, что они не высохли, чтобы убедиться, что электрические сигналы от сердца проводятся правильно.

Теперь проинструктируйте участника прикрепить эти электроды к груди в соответствии с установленной конфигурацией. Подсоедините провода и убедитесь, что они правильно подключены к оборудованию, которое будет усиливать и передавать информацию на записывающий компьютер.

На этом этапе в программном обеспечении отслеживается сердечный сигнал, чтобы убедиться, что он лишен шума и артефактов. Кроме того, убедитесь, что параметры сбора данных верны, и начните собирать данные о частоте сердечных сокращений в состоянии покоя в течение 5 минут.

Продолжайте объяснять, что на мониторе будут отображаться изображения человеческих лиц. Подчеркните, что участник должен быстро нажать букву «F» на клавиатуре, если он интерпретирует изображение как испуганное. Напротив, если лицо выглядит нейтральным и лишенным эмоций, подчеркните, что необходимо использовать клавишу «J».

Также убедитесь, что самый первый крест фиксации отображается на экране в течение 500 мс, а для каждого испытания — изображение лица в течение 200 мс, за которым следует символ окончательной фиксации в течение 2 секунд. Теперь выйдите из комнаты и продолжайте записывать их сердечный сигнал, пока они выполняют 120 попыток распознавания эмоций.

Собрав все данные, полученные от сердца, сначала перейдите в графический интерфейс пользователя и изолируйте R-зубцы, чтобы рассчитать время между этими идентифицированными пиками.

Дальнейшая обработка этих измерений для формирования спектра мощности частот, в частности, регистрация значений в высокочастотном диапазоне, который представляет собой степень колебания в пределах 0,15-0,4 Гц.

Наконец, вычислите способность каждого человека распознавать эмоции. Для этого сначала импортируйте данные, записанные с нажатий клавиш, и рассчитайте средний процент испуганных лиц, которые были правильно идентифицированы. Затем повторите этот процесс для нейтральных изображений.

Чтобы проанализировать данные, начните с создания точечной диаграммы, где точность идентификации испуганного лица отображается на графике по оси y, а значения ВСР — по оси x. Включите в этот рисунок данные от всех участников. Затем создайте аналогичный график для нейтральных данных о гранях.

В каждой из них определите линию наилучшего соответствия и коэффициент корреляции. Важно отметить, что чем ближе к этой линии находятся точки данных, тем сильнее линейная корреляция между распознаванием эмоций и ВСР.

Обратите внимание, что точки данных были более плотно сгруппированы вокруг линии наилучшего соответствия на графике распознавания страха по сравнению с его нейтральным аналогом.

Это говорит о положительной корреляции между ВСР и способностью человека различать испуг, однако корреляции между ВСР и способностью участников распознавать нейтральные лица не существует, что указывает на то, что эта связь зависит от эмоций.

В совокупности эти результаты подразумевают связь между физиологическим феноменом частоты сердечных сокращений и социальным поведением. В частности, человек с высокой ВСР может быть более склонен распознавать эмоции у других и, таким образом, преуспевать в социальных взаимодействиях.

Теперь, когда вы понимаете, как исследовать корреляцию между вегетативной саморегуляцией и социальным поведением, давайте посмотрим, как исследователи изучают вариабельность физиологического возбуждения в молодом возрасте и в других контекстах когнитивного и психического здоровья.

До сих пор мы уделяли особое внимание выявлению эмоций у взрослых. Тем не менее, аналогичная работа проводится у детей для изучения факторов, связанных с ранними сердечно-сосудистыми вариациями, которые могут предсказать более поздние состояния здоровья.

Например, исследователи измеряли частоту сердечных сокращений, подвергая малышей воздействию ряда поведенческих условий, включая колыбельную во время отдыха, активный трюк в коробке, дегустацию кислого лимонного сока и аудиозапись плача младенца.

Такой опыт приводил к различным исходам сердечного ритма, что позволяет предположить, что вариабельность может быть вызвана у маленьких детей. Необходимы дополнительные исследования для оценки траектории развития сердечно-сосудистых показателей и, в конечном итоге, прогнозирования будущих результатов для здоровья.

Что касается взаимосвязи между ВСР и рабочей памятью, исследования показали, что человек с низкой ВСР, чье сердце бьется непрерывно, равномерно, несмотря даже на пугающую обстановку, с большей вероятностью демонстрирует плохую рабочую память и забывает адрес, который ему говорят.

Интересно, что повторяющиеся аэробные упражнения, такие как бег, могут улучшить ВСР и сохранение памяти, подчеркивая взаимосвязь между телом и разумом.

Наконец, в другой работе изучалось, существует ли связь между ВСР и определенными психическими расстройствами, такими как депрессия.

В частности, человек с таким же низким уровнем ВСР может быть более склонен к проявлению депрессивных симптомов, таких как отсутствие интереса к деятельности или уход от социальной среды. Таким образом, ВСР может служить полезным, неинвазивным биомаркером этого социального расстройства.

Вы только что посмотрели видео JoVE о физиологических коррелятах распознавания эмоций. К настоящему времени вы должны знать, как преподносить пациентам социально значимые визуальные стимулы, а также собирать и интерпретировать как поведенческие данные, так и данные о ВСР. Кроме того, вы должны понимать, как ученые применяют ВСР в дополнительных контекстах, например, как она связана с другими когнитивными процессами, такими как память.

Спасибо за просмотр!