Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Science Education
Neuropsychology

A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 20 seconds.

קורלציה פיזיולוגית של הכרה רגשית
 
Click here for the English version

קורלציה פיזיולוגית של הכרה רגשית

Overview

מקור: מעבדות של ג'ונאס ט. קפלן ושרה גימבל – אוניברסיטת דרום קליפורניה

מערכת העצבים האוטונומית (ANS) שולטת בפעילות האיברים הפנימיים של הגוף ומווסתת שינויים בפעילותם בהתאם לסביבה הנוכחית. עצב הוואגוס, אשר פנימי רבים של האיברים הפנימיים, הוא חלק חשוב של המערכת. כאשר המוח שלנו חש בסכנה, טון vagal מעוכב, המוביל קבוצה של שינויים בגוף שנועדו לגרום לנו מוכנים יותר להילחם או לברוח; לדוגמה, קצב הלב שלנו עולה, האישונים שלנו מתרחבים, ואנחנו נושמים מהר יותר. לעומת זאת, כאשר מערכת vagal מופעלת, תגובות פיזיולוגיות אלה מעוכבות, מה שמוביל למצב רגוע יותר. עצב הוואגוס, אם כן, משמש כסוג של "בלם" על העוררות שלנו. אחת התוצאות המעניינות של מצב רגוע זה היא שהיא נוטה לקדם אינטראקציה חברתית - כאשר אנו איננו מתוחים ומפחדים מהסביבה הקרובה שלנו אנו פתוחים במקום זאת לאינטראקציה עם אחרים. תפקוד לקוי של מנגנון רגולטורי זה, אם כן, עשוי להיות קשור לקשיים בהתנהגות חברתית.

מדד אחד של ויסות אוטונומי הוא שונות בקצב הלב (HRV). HRV הוא מדד של כמה הפער בין פעימה אחת למשנהו משתנה עם הזמן. HRV גבוה אומר שיש תנודות מתמשכות בקצב הלב לאורך זמן, השתקפות של רגולציה אוטונומית מוצלחת. HRV נמוך פירושו שיש עקביות של קצב הלב לאורך זמן, מצב הקשור לרגולציה אוטונומית ירודה.

במחקר זה נבחן את ההשערה כי HRV מוגבר קשורה לסיווג מדויק יותר של גירויים רגשיים. 1,2 בעקבות מחקר של פארק ואח', אנו נמדוד HRV ונבחן את הקשר שלו במשימה המודדת מיומנות בתפיסת רגשות פנים. 3

Procedure

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1. לגייס 40 משתתפים.

  1. המשתתפים צריכים להיות ראייה נורמלית או מתוקנת לנורמלית כדי להבטיח שהם יוכלו לראות את הגירויים כראוי.
  2. המשתתפים לא צריכים לצרוך אלכוהול, קפאין, או תרופות אחרות לפחות 6 שעות לפני הניסוי.
  3. למשתתפים לא צריכה להיות היסטוריה של הפרעות נוירולוגיות, פסיכיאטריות או לבביות.

2. הליכים לפני ניסוי

Figure 1
איור 1: מיקום אלקטרודה. מניחים את האלקטרודה החיובית מתחת ללב, ליד כלוב הצלעות בצד ימין של הגוף. מניחים את השלילי מעל הלב, ממש מתחת לעצם הבריח השמאלית. מניחים את האלקטרודה הקרקעית מתחת ללב, ליד כלוב הצלעות בצד שמאל.

  1. חברו שלוש אלקטרודות לחזה כדי לתעד את קצב הלב(איור 1). האלקטרודות צריכות להיות טרום ג'ל. בדוק כדי לוודא כי הג'ל אינו מיובש.
    1. תקן את האלקטרודה החיובית מתחת לכלוב הצלעות בצד ימין.
    2. תקן את האלקטרודה השלילית מתחת לעצם הבריח השמאלית ויוצר אלכסון על פני הלב עם האלקטרודה החיובית.
    3. תקן את האלקטרודה הקרקעית מתחת לכלוב הצלעות בצד שמאל.
  2. הקלט קו בסיס נח של השתנות קצב הלב (HRV) למשך 5 דקות.
    1. האלקטרודות מחוברות לציוד שמגביר את האות ושולח אותו למחשב לניטור והקלטה.
    2. לאמת את האיכות של אות הלב הנמדד.
    3. להקליט את אות הלב בקצב המדגם של 1000 הרץ.

3. לספק הוראות למשתתף.

  1. אמור למשתתף שסדרת פרצופים תופיע על המסך. המשימה שלהם היא להחליט אם הפנים הן פרצוף מפחיד או לא. עליהם להקיש על מקש F במקלדת אם הפנים מפחידות, או על מקש J אם לא.
  2. הנחו את המשתתפים להגיב במהירות ובדייקנות ככל האפשר.

4. בצע את משימת זיהוי הרגשות בפנים.

  1. כל משפט מתחיל עם צלב קיבעון שנשאר על המסך עבור 500 ms.
  2. לאחר מכן מופיעה פנים ונשארת על המסך למשך 200 ms.
  3. מחצית מהפרצופים מציגים ביטוי מפחיד, וחצי מציגים ביטוי ניטרלי. סדר הפנים הוא אקראי עבור כל משתתף.
  4. הפנים מוחלפות על ידי צלב קיבעון שנשאר על המסך במשך 2 s.
  5. הצג 120 ניסויים.

5. לנתח את הנתונים.

  1. חשב את מדד HRV מאות הלב המוקלט.
    1. השתמש בתוכנה אוטומטית כדי לזהות את השיא של כל מחזור לב המכונה גל R.
    2. בדוק חזותית את הנתונים כדי לוודא שכל גל R מזוהה כראוי ובצע את כל ההתאמות הדרושות.
    3. חשב את הזמן מכל גל R מזוהה לבא אחריו ורשום ערכים אלה.
    4. השתמש בתוכנה מיוחדת לחישוב עוצמת HRV בתדר גבוה, המתאימה לדרגת HRV בטווח של 0.15 עד 0.4 הרץ.
  2. לנתח ביצועים התנהגותיים במשימת זיהוי הרגשות בפנים.
    1. חשב דיוק בנפרד עבור פרצופים מפחידים ונייטרליים.
  3. לנתח את הקשר בין HRV וזיהוי רגש.
    1. חשב את המתאם בין HRV לדיוק בזיהוי פרצופים מפחידים ונייטרליים, בנפרד.

מדידות פיזיולוגיות יכולות לשמש להבנת התפקוד הפסיכולוגי, וחושפות קשר אינטראקטיבי בין הגוף לנפש.

המהירות שבה פעימות הלב של האדם יכולות להשתנות תלויות בסביבתו, ובהרחבה במצבו הרגשי. לדוגמה, מי שחש דמות אפלה עוקבת אחריהם בלילה עשוי להפגין קצב לב גבוה עקב פחד, כמו גם את המאמץ הפיזי מבריחה.

לעומת זאת, כאשר אותו אדם נכנס לסביבה נוחה, כגון התכנסות בביתו של חבר, יחסית אין סכנה – למעט אולי שפיכת יין על השטיח הלבן – נתפסת.

מעניין, למרות שמהירות הלב יכולה להשתנות באופן אוטומטי בתגובה לרגשות שלהם, היא יכולה להיות מושפעת גם מהרגשות שהם מבחינים באחרים – כמו אימה באדם ששבר את המנורה האהובה על המארח.

כאן, עצם ההתבוננות בסימני האימה בפני האשם – עיניים רחבות, שיניים פקוחות וגבות מורמות – עלולה להסלים לזמן קצר את קצב הלב של הצופה. לאורך כל החוויות הללו, הפרט הפגין שונות גבוהה של קצב הלב, או HRV, המייצגת ויסות יעיל.

בסרטון זה, אנו חוקרים כיצד ניתן להשתמש בטווחים בקיבולת הלב וכלי הדם – HRV נמוך עד גבוה – כדי לחזות את יכולתו של אדם לזהות רגשות אצל אנשים אחרים.

אנו מדגימים כיצד לתכנן ולבצע ניסוי כדי לנתח הן את קצב הלב והן נתוני זיהוי רגשי.

בניסוי זה, המשתתפים מצוידים תחילה באלקטרודות סביב הלב, מתבקשים לנוח בזמן שהקלטות בסיסיות נלקחות, ולאחר מכן מוצגים תמונות של פרצופים אנושיים המבטאים רגשות שונים, אשר עליהם לזהות כאשר אותות הלב שלהם נרשמים ברציפות.

במהלך המשימה, צלב קיבעון קטן מוצג במרכז מסך מחשב, ואחריו תמונה של פנים אנושיות בודדות.

החוכמה היא שתמונת פנים זו יכולה להיות של הבעה רגועה וניטרלית – לדוגמה, מישהו עם פה רגוע, גבות ומצח – או של פחד.

כאשר כל חזותי מוצג, המשתתפים חייבים לציין איזו תחושה הוא מתאר. הרעיון כאן הוא שהדיוק הכולל של התגובות שלהם מספק מידה של יכולת הכרה רגשית.

כל ניסוי מסתיים בהצגת סמל קיבעון סופי כדי להפריד בבירור את המשתנים התלויים: תגובות רגשיות ולוב על פני סוגי ניסויים המוצגים באופן שווה אך בסדר אקראי.

בעת ניטור קצב הלב, הדגש מושם על מרכיב קריטי של מחזור הלב הנקרא גל R, אשר מתאים לשיא הגדול במהלך כל פעימה. השתנות הדופק – HRV – מחושבת, בהתאם לזמן שבין כל פסגה לבין האופן שבו היא משתנה לאורך פרק זמן.

החישובים מעובדים באמצעות מספר פעולות מתמטיות, כגון המרת פורייה מהירה, וכתוצאה מכך מידע תדירות. בתוך כל ספקטרום הכוח הזה, רצועה מסוימת, טווח התדרים הגבוהים, היא עניין שכן היא משקפת את מצב הרגולציה האוטונומית.

באופן ספציפי, HRV גבוה פירושו שקצב הלב של המשתתף משתנה ברציפות, מה שמרמז על אינדקס של שליטה מוצלחת. לעומת זאת, HRV נמוך משווה לערכים עקביים ולכן קשר עם רגולציה לקויה.

חשוב לציין, אמצעי HRV מושוים לתוצאות זיהוי הרגשות. בהתבסס על ניסיון קודם, צפוי כי דיוק של זיהוי רגשות יהיה בקורלציה עם HRV.

במילים אחרות, משתתף שקצב הלב שלו משתנה ככל שמוצגות תמונות של רגשות שונים סביר יותר להבחין ביניהם כראוי, מה שמצביע על כך ש- HRV הוא מתאם פיזיולוגי של תהליך זיהוי זה.

כדי להתחיל, לברך את המשתתף כאשר הם מגיעים. ודא כי יש להם ראייה נורמלית, לא צרכו חומרים כלשהם, כגון קפאין או אלכוהול, ב 6 השעות האחרונות, אשר יכול להשפיע על קצב הלב שלהם, ואין להם היסטוריה של הפרעות פסיכיאטריות או לב.

לאחר מכן, כוון את המשתתף לשבת מול צג מחשב ומקלדת. אסוף שלוש אלקטרודות טרום ג'ל, ולבדוק כי הם לא התייבשו, כדי להבטיח כי אותות חשמליים מהלב מתנהלים כראוי.

עכשיו להורות למשתתף להצמיד אלקטרודות אלה על החזה שלהם באמצעות תצורה הוקמה. חבר את הלידים ואשר שהן מחוברות כראוי לציוד שיגביר ויעביר מידע למחשב ההקלטה.

בשלב זה, בתוכנה לפקח על אות הלב כדי להבטיח שזה נטול רעש וחפצים. בנוסף, ודא כי פרמטרי הרכישה נכונים, ולהתחיל לאסוף קצב לב במנוחה במשך 5 דקות.

המשך להסביר כי תמונות של פרצופים אנושיים יוצגו על הצג. הדגיש כי המשתתף צריך לדחוף במהירות 'F' על המקלדת אם הם מפרשים תמונה כמו פחד. לעומת זאת, אם הפנים נראים ניטרליים וחסרי רגש, הדגישו כי יש להשתמש במפתח ה-J.

כמו כן לאשר כי צלב הקיבעון הראשון מופיע על המסך עבור 500 ms, ועל כל משפט, תמונת הפנים עבור 200 ms, ואחריו סמל הקיבעון הסופי עבור 2 s. עכשיו, לעזוב את החדר ולהמשיך להקליט אות הלב שלהם כפי שהם מבצעים 120 ניסויים בזיהוי רגש.

עם כל הנתונים הנגזרים מלב שנאספו, תחילה נווט בממשק המשתמש הגרפי ובודד את גלי ה- R כדי לחשב את הזמן בין פסגות מזוהות אלה.

בהמשך תהליך צעדים אלה כדי ליצור את ספקטרום הכוח של תדרים, ובמיוחד, להקליט את הערכים בטווח התדרים הגבוהים, המייצג את מידת התנודתיות בתוך 0.15-0.4 הרץ.

לבסוף, לחשב את יכולת זיהוי הרגשות של כל אדם. כדי לעשות זאת, תחילה ייבא את הנתונים שנרשמו ממכבשי המקשים וחשב את האחוז הממוצע של פרצופים מפחידים שזוהו כראוי. לאחר מכן, חזור על תהליך זה עבור תמונות נייטרליות.

כדי לנתח את הנתונים, התחל ביצירת נתח פיזור שבו דיוק זיהוי פנים מפחיד גרף על ציר ה- y וערכי HRV בציר ה- x. כלול נתונים מכל המשתתפים באיור זה. לאחר מכן, צור התוויה דומה עבור נתוני פנים ניטרליים.

בכל אחד מהם, קבע את קו ההתאמה הטובה ביותר ואת מקדם המתאם. חשוב לציין, ככל שנקודות הנתונים קרובות יותר לקו זה, כך המתאם הליניארי חזק יותר בין זיהוי רגש ל- HRV.

שים לב שנקודות הנתונים היו מקובצות בצורה הדוקה יותר סביב קו ההתאמה הטוב ביותר בגרף זיהוי הפחד, בהשוואה למקבילו הניטרלי.

זה מצביע על קשר חיובי בין HRV לבין היכולת של הפרט להבחין פחד; עם זאת, לא היה קשר בין HRV לבין היכולת של המשתתפים לזהות פרצופים ניטרליים, מה שמצביע על כך שמערכת יחסים זו היא ספציפית לרגש.

באופן קולקטיבי, תוצאות אלה מרמזות על קשר בין התופעה הפיזיולוגית של קצב הלב לבין ההתנהגות החברתית. באופן ספציפי, אדם עם HRV גבוה עשוי להיות סביר יותר לזהות רגשות אצל אחרים, ובכך להצטיין עם אינטראקציות חברתיות.

כעת, כשתבינו כיצד לחקור את הקשר בין רגולציה עצמית אוטונומית להתנהגות חברתית, בואו נבחן כיצד חוקרים חוקרים את השונות של עוררות פיזיולוגית בגיל צעיר ובהקשרים קוגניטיביים ונפשיים אחרים.

עד עכשיו, התמקדנו בזיהוי רגשות אצל מבוגרים. עם זאת, עבודה דומה מתבצעת אצל ילדים כדי לחקור גורמים הקשורים וריאציה לב וכלי דם מוקדם שעשוי לחזות מצבים בריאותיים מאוחרים יותר.

לדוגמה, החוקרים מדדו את קצב הלב תוך שהם חושפים פעוטות למספר מצבים התנהגותיים, כולל שיר ערש במהלך מנוחה, ג'ק בקופסה פעיל, מיץ לימון חמוץ טעים ושמע של תינוק בוכה.

חוויות כאלה הביאו לתוצאות שונות של קצב הלב, מה שמצביע על כך שניתן לעורר שונות אצל ילדים צעירים. דרוש מחקר נוסף כדי להעריך את המסלול ההתפתחותי של אמצעים לב וכלי דם ובסופו של דבר לחזות תוצאות בריאותיות עתידיות.

במונחים של הקשר בין HRV לזיכרון עבודה, מחקרים הראו כי אדם עם HRV נמוך - שליבו פועם בקצב מתמשך, אפילו למרות סביבה מפחידה אפילו - סביר יותר להפגין זיכרון עבודה לקוי, ולשכוח את הכתובת שנאמרה להם.

באופן מעניין, פעילות אירובית חוזרת ונשנית – כמו ריצה – יכולה למעשה לשפר את שימור ה- HRV והזיכרון, תוך הדגשת הקשר בין הגוף לנפש.

לבסוף, עבודה אחרת בדקה אם יש קשר בין HRV והפרעות נפשיות מסוימות, כגון דיכאון.

באופן ספציפי, אדם עם HRV נמוך דומה עשוי להיות סביר יותר להפגין תסמיני דיכאון, כמו חוסר עניין בפעילויות או נסיגה ממסגרות חברתיות. לכן, HRV עשוי לשמש סמן ביולוגי שימושי, לא פולשני עבור הפרעה חברתית זו.

הרגע צפית בסרטון של ג'וב בקורלציה הפיזיולוגית של זיהוי רגש. עד עכשיו, אתה צריך לדעת איך להציג גירויים חזותיים רלוונטיים חברתית לחולים, ולאסוף ולפרש הן נתונים התנהגותיים ו- HRV. בנוסף, אתה צריך להבין איך מדענים מיישמים HRV להקשרים נוספים, כגון איך זה מתייחס לתהליכים קוגניטיביים אחרים כמו זיכרון.

תודה שצפיתם!

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

הביצועים במשימת זיהוי הרגשות בפנים הם בדרך כלל גבוהים מאוד; בנתונים שלנו הדיוק הכולל היה 92.5%. המשתתפים היו מדויקים יותר בזיהוי פרצופים ניטרליים (94.1%) לעומת פרצופים מפחידים (90.9%). חשוב לציין, כוח HRV בתדר גבוה תואם באופן משמעותי עם דיוק בזיהוי פרצופים מפחידים (איור2). אנשים עם HRV גבוה היו מדויקים יותר בזיהוי פרצופים מפחידים (r = 0.36). כוח HRV לא תאם עם דיוק בזיהוי פרצופים ניטרליים, מה שמצביע על כך שהקשר הוא ספציפי לרגש.

Figure 2
איור 2: HRV מתואם עם דיוק רגש הפנים. כוח התדר הגבוה של HRV מתואם עם דיוק לפרצופים מפוחדים (משמאל) אך לא לפנים נייטרליות (מימין). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

נתונים אלה מדגימים קשר בין הבדלים אישיים הקשורים לפעילות במערכת העצבים האוטונומית לבין מיומנות לזיהוי רגשות רלוונטיים חברתית בגירויים חזותיים. ממצא זה מאשר את הקשר בין רגולציה עצמית אוטונומית מוצלחת להתנהגות חברתית; אנשים שמצליחים יותר בשאיבת הבלמים על העוררות הפיזיולוגית שלהם נראים טובים יותר במשימות הדורשות ויסות רגשי ואינטראקציה חברתית.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Applications and Summary

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

ניסוי זה מדגים את כוחם של נתונים פיזיולוגיים לספק תובנה על קוגניציה אנושית. הממצא כי מדידות מהלב יכולות לשמש להבנת התפקוד הפסיכולוגי מזכיר לנו את הקשר האינטימי בין המוח לגוף. מדד של שליטה קוגניטיבית בריאה ויסות רגש, השתנות קצב הלב עשויה לשמש סמן ביולוגי לא פולשני יחסית לבריאות הנפש. לדוגמה, HRV נמוך קשורה הפרעות חרדה4 ודיכאון,5 וגם מתאם עם חומרת דיכאון. HRV נמוך עשוי גם לחזות רגישות ל- PTSD. 6 מדד פשוט זה של מערכת העצבים האוטונומית משמש אפוא כחלון לבריאות הרגשית של המוח והגוף.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

References

  1. Appelhans, B.M. & Luecken, L.J. Heart rate variability as an index of regulated emotional responding. Rev Gen Psychol 10, 229-240 (2006).
  2. Thayer, J.F. & Lane, R.D. A model of neurovisceral integration in emotion regulation and dysregulation. J Affect Disord 61, 201-216 (2000).
  3. Park, G., Van Bavel, J.J., Vasey, M.W., Egan, E.J. & Thayer, J.F. From the heart to the mind's eye: cardiac vagal tone is related to visual perception of fearful faces at high spatial frequency. Biol Psychol 90, 171-178 (2012).
  4. Chalmers, J.A., Quintana, D.S., Abbott, M.J. & Kemp, A.H. Anxiety Disorders are Associated with Reduced Heart Rate Variability: A Meta-Analysis. Front Psychiatry 5, 80 (2014).
  5. Kemp, A.H., et al. Impact of depression and antidepressant treatment on heart rate variability: a review and meta-analysis. Biol Psychiatry 67, 1067-1074 (2010).
  6. Gillie, B.L. & Thayer, J.F. Individual differences in resting heart rate variability and cognitive control in posttraumatic stress disorder. Front Psychol 5, 758 (2014).

Transcript

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter