Examen de los cambios en la VDH y la emoción después del arte con tres materiales de arte diferentes

Summary

El objetivo del protocolo es guiar a los investigadores en la realización de experimentos que están destinados a medir los cambios en la respuesta emocional autoinformada y la variabilidad de la frecuencia cardíaca después de la fabricación del arte con diferentes materiales. El protocolo se puede adaptar fácilmente para su uso en una variedad de condiciones y actividades conductuales.

Abstract

Este protocolo permite el examen de las respuestas psicológicas y fisiológicas a diferentes tipos de interacciones conductuales. Específicamente, en este ejemplo de estudio, la respuesta emocional y los cambios en la variabilidad de la frecuencia cardíaca se examinan en respuesta a la fabricación artística con tres materiales artísticos diferentes que varían en sus niveles de fluidez. Este protocolo se puede adaptar para examinar otros tipos de comportamiento o participación en la fabricación artística con otros materiales. El uso de este protocolo tiene varias ventajas. En primer lugar, la aleatorización del orden de los materiales mejora la probabilidad de que la respuesta medida esté asociada con sus cualidades y no con el orden de presentación. En segundo lugar, la medición continua del electrocardiograma permite el examen de los cambios en la variabilidad de la frecuencia cardíaca después de la interacción con cada material artístico y los cambios que podrían ocurrir durante el propio arte. Las ventajas de este protocolo deben tenerse en cuenta con sus limitaciones. La música escuchando es antes de cada sesión de arte; por lo tanto, el retorno a la línea de base sólo puede medirse en las dos primeras condiciones. El retorno a la línea de base proporciona información sobre la rapidez con la que las personas se recuperan después de la respuesta a trabajar con cada uno de los materiales. Además, un material más líquido en lugar de pintura gouache con un pincel, como las pinturas de dedos, proporciona más diferencia entre los materiales. Por último, este protocolo se puede adaptar a necesidades específicas de investigación.

Introduction

El propósito de este protocolo es examinar la respuesta fisiológica y emocional a la creación artística en diferentes condiciones. En este caso, se examina la diferencia en respuesta a la fabricación artística con tres materiales artísticos diferentes que varían en los niveles de fluidez. La razón detrás del desarrollo de este experimento es proporcionar apoyo a las teorías de la terapia artística afirmando que la fabricación artística con materiales artísticos más fluidos está relacionada con la mejora de la expresión emocional¹. La variabilidad de la frecuencia cardíaca (VDH) en general, y la arrytmia sinusal respiratoria (RSA) específicamente, es indicativo de compromiso emocional y regulación^2,3. En este ejemplo de estudio, el orden de los materiales de arte utilizados se aleatoriza para controlar un efecto de orden. No se han encontrado otros estudios con este diseño de estudio.

La ventaja de este método es que la medición continua de la variabilidad de la frecuencia cardíaca (HRV) permite el examen de la respuesta fisiológica a la creación artística durante el arte y no es invasiva. Esto se opone a la medición de biomarcadores en la sangre o la saliva después de la fabricación del arte, que es importante y relevante, pero puede ser difícil de cronometrar con precisión y requiere métodos de recolección incómodos (que se apoderan de un tubo) o invasivos (proporcionando una muestra de sangre)^{métodos de}recolección 4 .

Este protocolo se puede adaptar para medir la respuesta a una variedad de actividades conductuales, y la creación de arte con diferentes materiales. Para ello, sustituya la fabricación artística por tres materiales por los comportamientos deseados que deban examinarse. Es importante asegurarse de que la mayoría de los elementos de los comportamientos que se examinan son similares a la calidad del comportamiento que se está examinando (es decir, la liquidez del material artístico). La Figura 1 es un diagrama de flujo del experimento.

Protocol

Este estudio se llevó a cabo con la aprobación de la Facultad de Bienestar Social y Ciencias de la Salud de la Universidad de Haifa, comité de ética. Se obtuvo el consentimiento informado y se realizó una investigación de conformidad con las directrices de Helsinki para el bienestar humano.

NOTA: La investigación se lleva a cabo en una mesa, utilizando materiales de arte y un dispositivo de grabación de electrocardiograma portátil, inalámbrico y no invasivo (ECG).

1. Selección de participantes

1. Reclutar participantes sanos entre las edades de 18 y 40 años. Para un rango más amplio de edades, se recomienda una división a subgrupos debido a los cambios relacionados con la edad en la variabilidad de la frecuencia cardíaca.
2. Excluir a los participantes con antecedentes actuales o con antecedentes de enfermedades cardíacas, ya que las enfermedades cardíacas pueden afectar la variabilidad de la frecuencia cardíaca, limitando así la capacidad de examinar si el cambio se debe a la actividad conductual.
3. Invitar a todos los sujetos al laboratorio entre las 08:00-15:00, para asegurar condiciones similares. Establezca cualquier marco de tiempo siempre y cuando el experimento se pueda llevar a cabo dentro de él.
4. Salude al participante y confirme que en las 2 horas previas al experimento el participante no tomó café, comió, fumó o hizo ejercicio vigorosamente.
5. Obtener el consentimiento informado por escrito para asegurarque que los participantes saben que son libres de dejar el experimento en cualquier momento sin consecuencias y son conscientes de cualquier riesgo y beneficio para la participación.

2. Protocolo experimental

1. Adherir el bioparche dos dedos por debajo del esternón con 2 electrodos desechables Ag-AgCl. El ECG se muestrea (1000 Hz, 16 bits) y se registra con el bioparche.
2. Examine que los valores de los datos recopilados (es decir, frecuencia cardíaca, HRV) aparecen en la interfaz gráfica, asegurándose de que se están recopilando los datos. El software también transmitirá una alarma de audio cuando el bioparche se desconecta.
3. Después de que el participante se adapte al medio ambiente y use el bioparche, mida 5 minutos de frecuencia cardíaca en reposo en una posición sentada para establecer el VDH basal. Indique al participante que se quede quieto y evite masticar o hablar, lo que afecta al VDH.
4. Después del descanso de 5 minutos para establecer el HrV basal, instruya a los participantes a rellenar cuestionarios de lápiz y papel con datos demográficos, una pregunta sobre los hábitos de fabricación de arte y el maniquí de autoevaluación (SAM)⁵. Indique a los participantes que marquen el dibujo más cercano a cómo se sienten en el momento actual (consulte la figura 2).
5. Para establecer un estado emocional comparable, pida a los participantes que escuchen 5 minutos de música relajante de su elección (sonidos de la naturaleza, nueva era o música clásica) antes de cada sesión de arte. La música relajante es elegida a propósito por el participante para asegurarse de que es relajante para ellos⁶.
6. Proporcione a los participantes una hoja de papel (50 cm x 35 cm) e indíqueles que participen en una sesión de arte de 10 minutos (lápiz, pastelal al óleo o pintura de gouache). Para reducir el efecto de un orden, aleatoriza el orden de los materiales de arte.
   NOTA: Aquí, después de dibujar con lápiz, los participantes utilizaron pasteles al óleo y luego pintura gouache.
   1. Anime a los participantes a participar en una exploración de los materiales de cualquier manera que se sientan en forma y utilicen los 10 minutos para hacer arte. Proporcionar ánimo recordando a los participantes que el producto de arte y su estética no son importantes y que pueden dibujar cualquier cosa en absoluto.
   2. Presente el lápiz con un sacapuntas y un borrador.
   3. Indique a los participantes que informen su estado emocional usando el SAM.
7. Encienda la música e instruya a los participantes a escuchar 5 minutos de música relajante de su elección (sonidos de la naturaleza, nueva era o música clásica).
8. Coloca una caja abierta de 12 colores de pasteles de aceite sobre la mesa e instruye a los participantes a usarlos de la manera que elijan, incluyendo pelar el envoltorio y romper el pastel si es necesario.
   1. Reemplace la caja de pasteles para el siguiente tema si su apariencia general se ve significativamente afectada por el uso.
   2. Indique a los participantes que informen su estado emocional usando el SAM.
9. Encienda la música e instruya a los participantes a escuchar 5 minutos de música relajante de su elección (sonidos de la naturaleza, nueva era o música clásica).
10. Presente pintura gouache en colores primarios (amarillo, rojo y azul), blanco y negro en una paleta de plástico, dividida en 6 cuencos y 4 superficies de mezcla, para controlar las cantidades de pintura. Además, proporcione un frasco de agua, un cepillo suave y de cabeza plana (tamaño 6) y un paño.
    1. Dígale a los sujetos que pueden solicitar pintura adicional si es necesario.
    2. Proporcione una breve explicación de la mezcla de colores y la limpieza de los pinceles.
    3. Indique a los participantes que informen su estado emocional usando el SAM.
11. Retire el bioparche del participante al final de la sesión. Descargue los datos grabados con el bioparche en el ordenador utilizando el registro de descarga de bioparche.

3. Análisis de datos

1. Convierta los datos en un archivo de texto que sea adecuado para la importación al software de análisis visual (por ejemplo, QRSTool)^7,guardando sólo la marca de tiempo y los vectores de voltaje, utilizando un script MATLAB. El script MATLAB* es útil para guardar la marca de tiempo y los vectores de voltaje, mientras borra el resto. Esto se puede hacer manualmente, pero consume mucho tiempo. El ejemplo de archivo de texto resultante se presenta en la Figura 3.
2. Importe el archivo de texto creado por el script MATLAB a QRSTool utilizando la interfaz gráfica de usuario: Archivo . Importación de la lista de importaciones (Seleccionar archivo). Asegúrese de que el botón de frecuencia de muestreo 1000 Hz está pulsado. El ECG se mostrará gráficamente en la ventana de QRSTool.
3. Inspeccione visualmente la serie ECG en busca de artefactos. Identifique el componente R del ECG utilizando el software QRS-tool (consulte la figura 4). El software detecta automáticamente los picos R, marcando todos los puntos con un reloj de arena rojo, por encima de un umbral marcado manualmente.
   NOTA: Para obtener más información, póngase en contacto con el tercer autor en: jallen@email.arizona.edu
   1. Inspeccione visualmente cada serie de ECG junto con los latidos del corazón, los puntos de tiempo y los artefactos identificados (latidos perdidos o identificados injustamente), que pueden tener un latido cardíaco excesivo o faltante en el gráfico de intervalos entre latidos. Corrija esto manualmente haciendo clic para eliminar el latido del corazón adicional o agregando uno donde falta.
   2. En áreas de datos con ruido, sin mostrar una forma de onda QRS identificable, divida los datos en varios fragmentos, como mínimo 30 segundos.
      NOTA: Recuerde que las colas de datos recortados no se pueden agregar juntas. Analice estos por separado y cree una media de todos los fragmentos.
   3. Marque o divida los datos según varias fases del experimento. Para ello, utilice la interfaz visual para cortar y guardar solo los datos de cada evento y exportarlos por separado a CMetX (que se describe a continuación). Divida los datos en función de las etapas del experimento descritas anteriormente (línea de base, escucha de música y creación de arte con los diversos materiales).
4. Cuando todos los datos estén limpios, exporte a CMETX mediante la interfaz visual Archivo . Exportaro directamente mediante una línea de comandos. Esto abrirá la ventana del visor CMetX con una línea añadida con los índices de HRV.
5. Exportar índices HRV a un archivo CSV para análisis de datos
   1. Utilice dos índices de VHH: la arrytmia sinusal respiratoria estimada (RSA) como un índice vagal o parasimpático y el índice simpático cardíaco (CSI), basado en una trama de Lorenz que estima la influencia simpática. La figura 4 es un ejemplo de la salida proporcionada por el software CMetX.
      NOTA: Elegir el índice de VDH adecuado para representar la regulación cardíaca vagal o simpática puede ser complicado y requiere algunas decisiones metodológica y teóricamente basadas que están fuera del alcance de esta presentación. Para más información recomendamos leer: Allen, J. J., Chambers, A. S., & Towers, D. N. (2007). Las muchas métricas de la cronotrofa cardíaca: Una imprimación pragmática y una breve comparación de las métricas⁸.
6. Estimar la reactividad de HRV restando el índice medio de HRV durante la escucha de música del índice medio de HRV durante la siguiente sesión de creación de arte (es decir, los valores positivos representan un mayor HRV durante la realización artística en comparación con la relajación en curso).

Representative Results

Como se mencionó anteriormente, el software CMetX proporciona varias matrices de HRV. Aquí, la medida RSA, se calculó para cada participante por cada condición experimental. En la figura 5 se describen los valores medios de RSA para las tres tareas de creación de arte y sus períodos de descanso anteriores. A dentro de los sujetos ANOVA reveló un efecto principal estadísticamente significativo para el arte (F^(1,49) a 26.155, p < .001), con un gran tamaño de efecto_(p² . .348), que puede interpretarse intuitivamente como el treinta y cinco por ciento de la variabilidad de RSA explicada por el arte (en comparación con el descanso). Una interacción estadísticamente significativa(F^(2,98) a 5.965, p a .004,_p² a .109) indicó que el cambio en los niveles medios de RSA dependía del material artístico. Las comparaciones por pares (con un ajuste de Sidak para comparaciones múltiples) demostraron un cambio significativo en la RSA media durante la fabricación de arte con pasteles al óleo (t₍₄₉₎ a 5,51, p < .0005, D de Cohen a 0,475) o gouache (t₍₄₉₎ a 3,63, p a .001, D de Cohen a 0,195) pero no durante el dibujo con lápiz (t₍₄₉₎ a 1,40, p a .168, D de Cohen a 0,105).

Figura 5: RSA en reposo y durante la fabricación artística. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Además de la variabilidad de la frecuencia cardíaca, las tres medidas de respuesta emocional autoinformadas de la escala analógica visual SAM⁵ se utilizaron para estimar si había diferencias en las respuestas emocionales a los diversos materiales artísticos. Los valores medios (-SD) de las medidas de autoinforme de valencia, excitación y dominio después de cada tarea de creación de arte, así como después de un período de reposo de línea de base, en una escala centrada que oscila entre -4 y 4, se detallan en el Cuadro 1. Una ANOVA repetida en los sujetos demostró un efecto estadísticamente significativo para el material artístico sobre la valencia, pero no sobre la excitación o el dominio (Tabla 1). Las comparaciones post hoc por pares revelaron que, en promedio, la valencia emocional era más positiva después de pintar con gouache en comparación con la valencia emocional después del dibujo con un lápiz(p - 0,038), pero no en comparación con la valencia de línea de base (p - 0,744).

	Base	Lápiz	Pastel de aceite	Aguazo	F(3.147)	áp2
	M (SD)	M (SD)	M (SD)	M (SD)
Valencia	2,14 (1,07 euros)	1,96 (1,65 euros)	2,30 (1,54 euros)	2,60 (1,55 euros)	2.93*	0.056
Excitación	-1,72 (1,84 euros)	-1,86 (2,13 euros)	-1,90 (1,88 euros)	-1,66 (2,11 euros)	0.47	0.009
Dominación	-0,02 (1,41 euros)	0,16 (1,54 euros)	0,14 (1,77 euros)	0,16 (1,82 euros)	0.28	0.006
*p < 0.05

Tabla 1: Medidas de valence, excitación y dominio de la respuesta emocional durante el descanso y la creación artística.

Para obtener resultados detallados, consulte: Respuesta emocional y cambios en la variabilidad de la frecuencia cardíaca después de la creación artística con tres materiales artísticos diferentes⁷.

Este protocolo podría utilizarse fácilmente para examinar las diferencias en la respuesta emocional después y los cambios en el VDH durante y después de una variedad de actividades, y no tiene que limitarse a la creación artística. Además, este protocolo se puede modificar para examinar las diferencias en la respuesta emocional y fisiológica a la fabricación artística con una variedad más amplia de materiales artísticos también.

Figura 1: Un diagrama de flujo del experimento, publicado originalmente en una publicación anterior y se imprime aquí con permiso⁷. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: Un ejemplo de la medida SAM⁵. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3: Un ejemplo de cómo se ve un archivo de texto preparado para ser importado a QRSTool. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4: Un ejemplo de los datos exportados por CMetX. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Discussion

Este protocolo está diseñado para medir las diferencias en RSA durante la fabricación artística con materiales de arte que varían en sus niveles de fluidez^7. El bioparche^9,10 es un pequeño dispositivo de telemetría de monitoreo fisiológico redondo que se conecta a una funda que se conecta a dos electrodos desechables Ag-AgCl y permite la recopilación de datos fisiológicos, incluyendo ECG básico. El dispositivo almacena y transmite datos de signos vitales, incluyendo ECG, frecuencia cardíaca, frecuencia de respiración, orientación corporal y actividad. Hay varios pasos críticos en el protocolo. Es muy importante llevar a cabo algún tipo de retorno a la actividad de referencia. Elegimos escuchar música relajante, y dejar que los participantes eligieran uno de los tres tipos de música para asegurarquese de que esta música es relajante para ellos. También hicimos que los participantes escucharan la misma música antes de participar en la realización artística con el objetivo de "neutralizar" cualquier estimulación que los participantes hayan entrado en el laboratorio con ese día. Hay algunas desventajas al permitir que los participantes elijan el tipo de música que escuchan, ya que podría afectar la variabilidad entre la forma en que los participantes responden. Sin embargo, el propósito de la música es proporcionar una oportunidad para volver a la línea de base y creemos que hacer que los participantes elijan cómo volver a la línea de base es preferible a la posibilidad de que la música sería molesta y por lo tanto perder su propósito de volver a la línea de base.

Es importante prestar atención para asegurarse de que el momento en que una actividad terminó y que la siguiente comenzó está marcada con precisión es importante. Las marcas de tiempo absolutas proporcionadas por todas las herramientas de investigación deben sincronizarse para garantizar que las grabaciones del ECG se dividen correctamente de acuerdo con el momento real de las actividades.

El SAM es una escala analógica visual que mide la valencia, la excitación y el dominio de la respuesta emocional administrada aquí en papel y lápiz con 3 filas de 5 dibujos de figuras humanas, y una escala de 1-9 por debajo de cada fila (ver Figura 2). La escala de valencia vacia de infeliz o triste a feliz o alegre. La escala de excitación va desde calma o aburrimiento hasta estimulado o excitado. La escala de dominio oscila entre sumisa o "sentido de estar sin control" hasta dominante o "en control". La primera fila es una escala de valencia, que tiene dibujos que tienen una gama de expresiones faciales que comienzan con una sonrisa y lentamente la transición a un ceño fruncido. La sonrisa indica un estado de ánimo muy feliz, mientras que un ceño fruncido indica un estado de ánimo muy triste. Hay 3 dibujos en el medio, con una pequeña sonrisa, una expresión neutra y un ligero ceño fruncido. La segunda fila mide la excitación, y la figura humana dibujada tiene una gran explosión como dibujar en el medio de la figura humana, que pasa a ser más pequeña y más pequeña hasta que la figura en el extremo derecho sólo tiene un punto en la sección media, lo que indica un bajo nivel de excitación. La escala de dominio en la parte inferior tiene una pequeña figura en el centro del cuadrado que se hace progresivamente más grande, hasta que la figura de extrema derecha emerge de los límites del cuadrado.

Dado que los artefactos del ECG, que pueden ser causados por los movimientos de los participantes, o la desconexión temporal del bioparche, pueden identificarse erróneamente como ondas R, puede dar lugar a errores de cálculo de R-R (es decir, Inter-Beat-Intervals - IBI) y HRV. En áreas de datos con ruido (no mostrando una onda QRS identificable), utilice QRSTool para dividir los datos en varios fragmentos largos, de 30 segundos como mínimo. La interfaz visual de QRSTool permite al usuario marcar una determinada sección de datos, si se sospecha que es ruido y luego recortarlo, para que no se incluya en los datos de salida. Otra ventaja de dividir los datos en los segmentos de 30 segundos es que la métrica de HRV no se verá influenciada por la longitud de los datos utilizables, ya que las grabaciones más largas pueden producir estimaciones de HRV más altas.

El software CMetX es una utilidad basada en línea de comandos que calcula varias métricas de HRV dada una serie iBI simple como entrada. Se calculan los siguientes índices: intervalo interlatido medio, frecuencia cardíaca media, el promedio de los III transformados en velocidad, la desviación estándar de los III, el cuadrado medio raíz de las diferencias entre las III, la media del valor absoluto de la diferencia IBI consecutiva, la proporción de diferencias iBI consecutivas superiores a 50 ms, el índice Toichi Cardiac Vagal, el índice simpático cardíaco Toichi, el registro natural de la varianza de la serie IBI, el registro natural de la varianza de la serie IBI filtrada (.12-.40 Hz), el número de IBI en los que se basan las métricas, permite la pérdida para implementar el filtro a RSA de límite de banda. Todos los valores se calculan para los III que se conservan después de que el filtro se aplica a la banda-limitar la señal para calcular RSA. El filtro produce una pérdida de 12 segundos de datos al principio y 12 segundos al final del segmento de datos. Puede encontrar más documentación y videos de formación sobre el ECG puntuable en: https://jallen.faculty.arizona.edu/content/resources-and-downloads.

Como se mencionó anteriormente, el protocolo se puede modificar para examinar las diferencias en la respuesta emocional y la fisiología a diferentes tipos de comportamientos. Además, el protocolo también se puede modificar para utilizar medidas adicionales de autoinforme. Es posible que sea necesario quitar partes de las grabaciones de ECG desde el principio y el final de las secciones si la sincronización de hora no es óptima. El protocolo tampoco se limita a 3 tipos diferentes de actividades o materiales y puede ampliarse o restringirse. Dicho esto, el protocolo se limita a comportamientos y actividades que pueden tener lugar en una sala en un entorno similar para todos los participantes y todas las actividades para cada actividad. Esto se debe a que el entorno puede afectar a la VDH y a garantizar que las diferencias observadas se deban a la actividad o comportamiento y no al medio ambiente.

El nivel de experiencia en la creación artística, el nivel de ansiedad de las personas por la creación artística, junto con cualquier otra experiencia estresante que pueda ocurrir antes de la sesión experimental, puede tener un efecto en la respuesta del individuo. En este extracto del estudio, preguntamos a los participantes con respecto a su experiencia en la creación artística, sin embargo no encontramos ninguna diferencia basada en la experiencia artística (novicio, hobby o profesional). Es posible que otros estudios deseen tener en cuenta las otras consideraciones mencionadas. Otra sugerencia sería tener preguntas abiertas para sondear a las personas sobre el razonamiento detrás de su estado emocional.

En el futuro, este protocolo se puede utilizar para comparar la respuesta con el dibujo con materiales de arte regulares o medios digitales. Dado el hallazgo de los pasteles al óleo, sugerimos realizar un estudio adicional para probar la variabilidad entre un tipo de pintura más acuosa y comparar la pintura de dedos con diferentes tipos de pinceles de pintura. Los resultados de los estudios que emplean este protocolo se pueden utilizar para ampliar el conjunto de conocimientos sobre el efecto del uso de diferentes materiales que a su vez pueden utilizarse para adaptar las intervenciones basadas en el arte a las necesidades específicas de los clientes de terapia artística.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Disposable Ag/AgCl electrodes	Biopac	EL501
Drawing paper	Stenoplast
Echo gateway	Medtronic	9600.0303
Eraser	Factis
Gouache paint	Giotto
HB pencil	Milan
Omnisense 3.9.7	Medtronic	9700.0269	Computer software
Oil pastels 12 colors	Talens
Zephyr biopatch	Medtronic	9600.041