Overview
Fuente: Laboratorios de Jonas T. Kaplan y Sarah I. Gimbel, University of Southern California
Sistema nervioso autónomo (ANS) controla la actividad de los órganos internos del cuerpo y regula cambios en su actividad dependiendo del entorno actual. El nervio vago que inerva muchos de los órganos internos, es una parte importante del sistema. Cuando nuestro cerebro detecta peligro, tono vagal se inhibe, a un conjunto de cambios en el cuerpo diseñado para hacernos más preparado para luchar o huir; por ejemplo, aumenta el ritmo cardiaco, nuestras pupilas se dilatan y respirar más rápidamente. Por el contrario, cuando se activa el sistema vagal, estas respuestas fisiológicas son inhibidas, llevando a un estado más tranquilo. El nervio vago, entonces, actúa como una especie de "freno" en nuestro despertar. Una consecuencia interesante de este estado más tranquilo es que tiende a promover la interacción social-cuando nosotros no estamos tenso y miedo de nuestro entorno inmediato son receptivos a interactuar con otras personas. Mal funcionamiento de este mecanismo de regulación, por lo tanto, puede asociarse con dificultades en el comportamiento social.
Un índice de regulación autonómica es la variabilidad del ritmo cardíaco (HRV). HRV es una medida de cuánto la brecha entre un latido y el siguiente varía con el tiempo. HRV alta significa que hay continuas fluctuaciones en la frecuencia cardiaca con el tiempo, un reflejo de la exitosa regulación autonómica. VFC bajo significa que hay consistencia de la frecuencia cardiaca con el tiempo, una condición asociada a la pobre regulación autonómica.
En este estudio que vamos a probar la hipótesis de que el aumento de HRV se asocia con una clasificación más precisa de estímulos emocionales. 1, 2 por un estudio de Park et al., vamos a medir HRV y probar su asociación en una tarea que mide la habilidad para percibir emociones faciales. 3
Procedure
1. reclutar a 40 participantes.
- Los participantes deben tener visión normal o corregida a normal para asegurar que será capaces de ver correctamente a los estímulos.
- Los participantes no deben consumir alcohol, cafeína u otras drogas para por lo menos 6 horas antes del experimento.
- Los participantes deben no tienen antecedentes de trastornos neurológicos, psiquiátricos o cardiacos.
2. pre-experimento procedimientos
Figura 1: colocación del electrodo. Coloque el electrodo positivo debajo del corazón, cerca de la caja torácica en el lado derecho del cuerpo. Coloque el negativo por encima del corazón, justo debajo de la clavícula izquierda. Coloque el electrodo de tierra por debajo del corazón, cerca de la caja torácica en el lado izquierdo.
- Coloque tres electrodos en el pecho para registrar la frecuencia cardíaca (figura 1). Los electrodos deben ser pregelados. Verifique que el gel no se seca.
- Fijar el electrodo positivo debajo de la caja torácica en el lado derecho.
- Fijar el electrodo negativo debajo de la clavícula izquierda formando una diagonal a través del corazón con el electrodo positivo.
- Fijar el electrodo de tierra por debajo de la caja torácica en el lado izquierdo.
- Registrar una base descansa de variabilidad del ritmo cardíaco (VRC) durante 5 minutos.
- Los electrodos están conectados a un equipo que amplifica la señal y la envía a una computadora para el monitoreo y grabación.
- Verificar la calidad de la señal cardiaca medida.
- Registro de la señal cardiaca en velocidad de muestreo de 1000 Hz.
3. proporcionar instrucciones para el participante.
- Dile a los participantes que una de las caras aparecen en la pantalla. Su tarea es decidir si la cara es una cara de miedo o no. Debe presionar la tecla F del teclado si la cara es Mieda, o la tecla J Si no es así.
- Instruir a los participantes a responder tan rápidamente y tan exactamente como les sea posible.
4. realizar la tarea de reconocimiento facial de la emoción.
- Cada ensayo comienza con una fijación cruzada permanece en la pantalla de ms de 500.
- Una cara entonces aparece y permanece en la pantalla de ms 200.
- La mitad de las caras muestran una expresión temerosa y mitad mostrar una expresión neutra. El orden de las caras es aleatorio para cada participante.
- La cara es sustituida por una fijación cruzada que permanece en la pantalla 2 s.
- Presentar 120 ensayos.
5. analizar los datos.
- Calcular la medida HRV de la señal cardiaca grabada.
- Usar software automatizado para identificar el pico de cada ciclo cardiaco, conocido como la onda R.
- Inspeccione visualmente los datos para asegurarse de que cada onda R se identifica correctamente y hacer los ajustes necesarios.
- Calcular el tiempo de cada onda R identificado a la siguiente y registrar estos valores.
- Utiliza software especializado para el cálculo de potencia de alta frecuencia HRV, que corresponde al grado de HRV dentro de la gama de 0.15 a 0.4 Hz.
- Analizar el comportamiento en la tarea de reconocimiento facial de la emoción.
- Calcular precisión por separado para los rostros temerosos y neutrales.
- Analizar la relación entre el reconocimiento de la HRV y la emoción.
- Calcular la correlación entre la HRV y la exactitud en identificables rostros temerosos y neutrales, por separado.
Medidas fisiológicas pueden utilizarse para entender el funcionamiento psicológico, revelando una relación interactiva entre el cuerpo y la mente.
Latidos del corazón de rapidez de una persona puede cambiar depende de su entorno, y, por extensión, su estado emocional. Por ejemplo, alguien que siente una figura sombría después por la noche puede demostrar un elevado ritmo cardíaco debido a temor, así como el esfuerzo físico de salir corriendo.
Por el contrario, cuando el mismo individuo entra en un ambiente cómodo, como una reunión en la casa de un amigo, relativamente sin peligro, excepto tal vez derramar vino en la alfombra blanca — se percibe.
Curiosamente, aunque la velocidad del corazón puede cambiar automáticamente en respuesta a sus propios sentimientos, puede también ser influenciado por las emociones que otros distinguen — como terror en un hombre que sólo se rompió la lámpara favorito del host.
Aquí, la misma observación de signos de temor frente a la parte culpable — ojos amplia, desnudó los dientes y levantó las cejas, pueden escalar brevemente el ritmo cardíaco del observador. A lo largo de todas estas experiencias, el individuo muestra variabilidad del ritmo cardíaco elevado, o HRV, que representa una regulación eficaz.
En este video exploramos como rangos de capacidad cardiovascular, baja a HRV alta — puede utilizarse para predecir la capacidad de un individuo para reconocer sentimientos en otras personas.
Demostramos cómo diseñar y realizar un experimento para analizar datos de reconocimiento emocional y la frecuencia cardíaca.
En este experimento, los participantes primero están equipados con electrodos alrededor del corazón, pidió a descansar mientras grabaciones de referencia se toman y muestra imágenes de rostros humanos expresando diferentes emociones, que deben identificar sus señales cardiacas son continuamente registrados.
Durante la tarea, se muestra una pequeña fijación cruzada en el centro de la pantalla de una computadora, seguido por un cuadro de un solo rostro humano.
El truco es que esta imagen facial puede ser una expresión calmada y neutral, por ejemplo, alguien con una boca relajada, cejas y frente, o uno de miedo.
Cuando se presenta cada visual, los participantes deben indicar que sentimiento que representa. La idea aquí es que la precisión de sus respuestas proporciona una medida de la capacidad de reconocimiento emocional.
Cada ensayo termina con la presentación de un símbolo de la fijación final para separar claramente las variables dependientes: las respuestas emocionales y cardiacas en los tipos de ensayos que se muestran igualmente pero en orden aleatorio.
Mientras que el monitoreo cardiaco, énfasis se coloca en un componente crítico del ciclo cardiaco llamado la onda de R, que corresponde al gran pico durante cada latido. Variabilidad del ritmo cardíaco-HRV, se calcula, corresponde al tiempo entre cada pico y cómo varía durante un período de tiempo.
Los cálculos son procesados a través de una serie de operaciones matemáticas, como la transformación rápida de Fourier y el resultado en la información de frecuencia. Dentro de este espectro de energía todo, una cierta banda de la gama de alta frecuencia, es de interés ya que refleja el estado de la regulación autonómica.
Específicamente, HRV alta significa que la frecuencia cardíaca de un participante cambia continuamente, que sugiere un índice de control exitoso. Por el contrario, HRV baja equivale a valores constantes y por lo tanto una asociación con la regulación pobre.
Lo importante, las medidas de la VFC se comparan con los resultados de reconocimiento de la emoción. Basado en experiencia previa, se espera que la exactitud de la identificación de sentimientos se correlaciona con HRV.
En otras palabras, un participante cuya frecuencia cardiaca fluctúa, se muestran imágenes de diferentes emociones es más probable distinguirlos correctamente, lo que sugiere que la HRV es un correlato fisiológico de este proceso de identificación.
Para empezar, saludar a los participantes cuando llegan. Verificar que tienen visión normal, no haber consumido sustancias como la cafeína o alcohol, en los últimos 6 horas, que podrían afectar su ritmo cardíaco y no tienen antecedentes de trastornos psiquiátricos o cardiacos.
Entonces, dirigir al participante a sentarse delante de un monitor de la computadora y el teclado. Se reúnen tres electrodos pregelados y compruebe que no hayan secado, para garantizar que las señales eléctricas del corazón se realizan correctamente.
Ahora instruir a los participantes para fijar estos electrodos en su pecho con una configuración establecida. Conecte los conductores y confirmar que están correctamente conectados a los equipos que amplificar y transmitir información a la computadora de la grabación.
En este punto, en el monitor de software la señal cardiaca para asegurarse de que está carente de ruido y artefactos. Además, compruebe que los parámetros de adquisición son correctos y comenzar a recoger una frecuencia cardíaca en reposo durante 5 minutos.
Proceda a explicar que fotos de rostros humanos se mostrará en el monitor. Hincapié en que el participante rápidamente debe empujar 'F' en el teclado si interpreta una imagen como temerosos. Por el contrario, si la cara aparece neutral y carente de emoción, tensión que debe usarse la tecla 'J'.
También confirman que la primera fijación cruzada aparece en la pantalla de 500 ms y para cada ensayo, la imagen facial de 200 ms, seguido por el símbolo final de fijación de 2 s. Ahora, salir de la habitación y continuar grabar su señal cardiaca como realizan 120 ensayos de reconocimiento de emociones.
Con todos los datos derivados del corazón, primero navegar la interfaz de usuario gráfica y aislar las ondas R para calcular el tiempo entre estos picos identificados.
Estas medidas para generar el espectro de energía de frecuencias más del proceso y en particular, anote los valores en la gama de alta frecuencia, que representa el grado de fluctuación dentro de 0.15-0.4 Hz.
Por último, calcular la capacidad de reconocimiento de emociones de cada individuo. Para ello, primero importar los datos de las pulsaciones de teclas y calcular el porcentaje promedio de caras temerosas que fueron correctamente identificados. A continuación, repita este proceso para imágenes neutras.
Para analizar los datos, comience creando un diagrama de dispersión donde se graficaron exactitud de identificación de rostro temeroso en el eje y y valores de la VFC en el eje x. Incluir datos de todos los participantes en esta figura. A continuación, crear una parcela similar para datos cara neutral.
En cada una, determinar la línea de mejor ajuste y el coeficiente de correlación. Importante, el más cerca los puntos de esta línea, es más fuerte la correlación lineal entre el reconocimiento de la emoción y HRV.
Observe que los puntos de datos más bien fueron agrupados alrededor de la mejor línea de ajuste en la gráfica de reconocimiento de miedo, en comparación con su contraparte neutral.
Esto sugiere una correlación positiva entre la HRV y la capacidad de un individuo a distinguir susto; sin embargo, no hay correlación existió entre la HRV y la capacidad de los participantes para reconocer caras neutras, que indica que esta relación es específica de la emoción.
Colectivamente, estos resultados implican un vínculo entre el fenómeno fisiológico de la frecuencia cardiaca y comportamiento social. Específicamente, un individuo con alta HRV puede ser más propenso a reconocer emociones en otros y así sobresalir con las interacciones sociales.
Ahora que usted entiende cómo explorar la correlación entre autorregulación autonómica y comportamiento social, vamos a ver cómo los investigadores están investigando la variabilidad de la excitación fisiológica a una edad temprana y en otros contextos de la salud cognitiva y mental.
Hasta ahora, nos hemos centrado en la identificación de las emociones en los adultos. Sin embargo, se está realizando trabajos similares en los niños a investigar factores relacionados con la variación cardiovascular temprana que puede predecir las condiciones de salud más adelante.
Por ejemplo, los investigadores midieron el ritmo cardíaco mientras que someter a los niños a una serie de condiciones conductuales, incluyendo una canción de cuna durante el descanso, un activo 5.Mickey, sabor limón amargo y audio de un niño llorando.
Tales experiencias dio lugar a resultados diferentes de ritmo cardíaco, sugiriendo que la variabilidad puede ser sacada en niños pequeños. Se necesita investigación adicional para evaluar la trayectoria del desarrollo de las medidas cardiovasculares y, en definitiva, predecir los resultados futuros.
En cuanto a la relación entre la VFC y la memoria de trabajo, investigaciones han demostrado que una persona con baja HRV — cuyo corazón late en un continuo ritmo incluso a pesar de incluso espantoso entorno — es más probable demostrar mala memoria de trabajo, y olvidarse de la dirección se les dice.
Curiosamente, repite el ejercicio aeróbico, como correr, realmente puede mejorar la retención de memoria y HRV, haciendo hincapié en la relación entre cuerpo y mente.
Por último, se ha visto otro trabajo a si existe una asociación entre la HRV y ciertos trastornos de salud mental, como depresión.
Específicamente, un individuo con semejantemente bajo HRV puede ser más propensos a exhibir los síntomas depresivos, como el desinterés en las actividades o la retirada de los escenarios sociales. Por lo tanto, HRV puede servir como un biomarcador no invasivo, útil para este desorden social.
Sólo has visto video de Zeus sobre los correlatos fisiológicos de reconocimiento de la emoción. Por ahora, debe saber cómo presentar estímulos visuales socialmente relevantes para los participantes y recoger e interpretar tanto comportamiento y datos de la HRV. Además, usted debe entender cómo los científicos están aplicando HRV a contextos adicionales, tales como cómo se relaciona con otros procesos cognitivos como la memoria.
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Results
Rendimiento en la tarea de reconocimiento facial de la emoción es típicamente muy alto; en nuestros datos precisión fue 92.5%. Los participantes fueron más precisos en la identificación de neutro caras (94,1%) en comparación con rostros temerosos (90.9%). Lo importante, poder HRV alta frecuencia correlacionaron significativamente con exactitud en la identificación de caras temerosas ()figura 2). Individuos con alta HRV fueron más precisos en la identificación de caras temerosas (r = 0,36). Poder HRV no correlacionaron con precisión en la identificación de rostros neutros, indicando que la asociación es específica de la emoción.
Figura 2: HRV se correlaciona con la precisión de la emoción facial. Energía de alta frecuencia HRV correlacionada con exactitud para las temerosas caras (izquierda) pero no para neutro caras (derecha). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Estos datos demuestran una asociación entre las diferencias individuales relacionadas con la actividad en el sistema nervioso autónomo y la habilidad para identificar las emociones socialmente relevantes en estímulos visuales. Este hallazgo confirma el vínculo entre éxito autorregulación autonómica y comportamiento social; individuos que tienen más éxito en el bombeo de los frenos en su excitación fisiológica parecen ser mejores en tareas que requieren regulación emocional y la interacción social.
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Applications and Summary
Este experimento demuestra el poder de datos fisiológicos para proporcionar la penetración en la cognición humana. El hallazgo de que las medidas del corazón pueden utilizarse para entender el funcionamiento psicológico nos recuerda de la íntima conexión entre el cerebro y el cuerpo. Un índice de saludable control cognitivo y regulación de la emoción, variabilidad del ritmo cardíaco puede servir como un biomarcador relativamente no invasiva para la salud mental. Por ejemplo, HRV baja se asocia con trastornos de ansiedad4 y depresión,5 y también se correlaciona con la severidad de la depresión. VFC bajo también puede predecir susceptibilidad a PTSD. 6 esta medida simple del sistema nervioso autónomo por lo tanto sirve como una ventana a la salud emocional del cerebro y del cuerpo.
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References
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