Verwendung von Gesichts Elektromyographie Gesichtsmuskel Reaktionen auf erfahrene und beobachteten affektive Berührung beim Menschen bewerten

Behavior

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Summary

Wir beschreiben ein Protokoll zur Gesichts Muskelaktivität in Reaktion auf die erfahrenen und beobachteten taktile Stimulation mit Gesichts Elektromyographie zu beurteilen.

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Ree, A., Morrison, I., Olausson, H., Sailer, U., Heilig, M., Mayo, L. M. Using Facial Electromyography to Assess Facial Muscle Reactions to Experienced and Observed Affective Touch in Humans. J. Vis. Exp. (145), e59228, doi:10.3791/59228 (2019).

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Abstract

"Affektiven" Touch wird geglaubt, in einer Art und Weise unterscheidet sich von diskriminierenden Touch verarbeitet werden und zur Aktivierung der C-taktile (CT) afferenten Fasern. Berührung, die CT Fasern optimal aktiviert ist konsequent als Essenszeremonien angenehme bewertet. Patientengruppen mit eingeschränkter sozial-emotionalen funktionieren auch einblenden ungeordnete affektive Berührung Bewertungen. Jedoch hat unter Berufung auf Selbstauskünften Bewertungen der Berührung viele Einschränkungen, einschließlich Recall Bias und Kommunikation Barrieren. Hier beschreiben wir einen methodischen Ansatz zur Untersuchung affektiver Reaktionen über Gesichts Elektromyographie (EMG) zu berühren, die die Abhängigkeit von Selbstaussagen Ratings umgeht. Gesichts-EMG ist eine objektive, quantitative, und nicht-invasive Methode zur Messung der Gesichtsmuskel Aktivität Indikator für affektive Reaktionen. In der gesunden und geduldige Bevölkerung ohne die Notwendigkeit für die verbale Kommunikation können Antworten bewertet werden. Hier bieten wir zwei separate Datasets, die zeigen, dass CT-optimale und suboptimale Touch verschiedene Gesichtsmuskeln Reaktionen hervorrufen. Darüber hinaus sind Gesichts EMG Antworten in Reiz Modalitäten, z.B. taktile (erfahrene Touch) und visuelle (beobachteten Touch) konsistent. Schließlich kann die zeitliche Auflösung des Gesichts EMG Antworten auf Zeitskalen erkennen, die die mündliche Berichterstattung ablösen. Zusammen, unsere Daten deuten darauf hin, dass Gesichts EMG eine geeignete Methode für den Einsatz in der affektiven taktile Forschung, die verwendet werden kann, zu ergänzen, oder in einigen Fällen zu verdrängen ist, bestehende Maßnahmen.

Introduction

C-taktile (CT) Afferenzen werden vorgeschlagen, um die affektive Komponente des Touch, zu übermitteln, die aus der diskriminierende Aspekte der Touch verarbeitet über Aβ-Fasern1,2unterschieden werden können. CT-vermittelten affektive Berührung wird geglaubt, um eine integrale Rolle im Sozialverhalten affiliative3, was zu dem "Haut als soziales Organ" Hypothese4spielen. Physische5,6, Entwicklungsstörungen7und psychiatrische8,9 Faktoren beeinflussen CT-vermittelten Touch-Verarbeitung. Einrichtung ein objektives Maß zur Quantifizierung der affektiver Reaktionen auf CT-relevanten Touch ist entscheidend, um Vergleiche zu ermöglichen, in der Bevölkerung.

In den letzten Jahren wurde viel Einblick zu den Merkmalen der CT Afferenzen gewonnen. Diese unmyelinierten Afferenzen zeigen eine umgekehrte U-Form feuern Frequenz mit Geschwindigkeiten von 1 bis 10 cm/s ("CT-optimal") zu entlocken, die größte Häufigkeit und beide größer ("schnell ungünstig verlaufenden") oder weniger ("slow ungünstig verlaufenden") Geschwindigkeiten entlocken reduziert 10das Feuern. CT feuern Frequenz korreliert mit Selbstauskünften Bewertungen von Touch "Sympathie", produziert eine ähnliche umgekehrte u-förmige Kurve Annehmlichkeit Bewertungen10. Darüber hinaus reagieren CT-Afferenzen auch sehr robust auf Reize in der Nähe von Haut-Temperatur-11. Diese Fasern zeigen auch verschiedene Wärmeleitung Geschwindigkeiten. Unmyelinierten CT-Afferenzen sind langsamer2 und damit die Salve von afferenten Input zum Kortex zeigt eine zeitliche Verzögerung im Vergleich zu der Geschwindigkeit des schnelleren, Markhaltige Aβ Fasern1,12. Affektive und diskriminierende Touch kann auch auf neuronaler Ebene unterschieden werden. Während beide Arten von Touch überlappende somatosensorischen Bereiche aktivieren, ist affektive Berührung eher der posterioren Insula zu aktivieren, während diskriminierende Touch sensomotorischen Bereichen13,14,15 aktiviert , 16. dieses Aktivierungsmuster entspricht, ob der Touch direkt erlebt oder beobachtet lediglich17, was darauf hindeutet, dass affektive Touch nicht nur ein "Bottom-Up" Prozess körperliche Aktivierung des CT Afferenzen angetrieben ist, sondern auch beinhaltet " Top-Down"Integration von multimodalen sensorischen Verarbeitung.

Situationen, in denen CT Verarbeitung mangelhaft oder sonst atypische hat auch Einblick in die funktionale Bedeutung der diese Afferenzen zur Verfügung gestellt. In eine einzigartige Gruppe von Patienten mit einer erblichen Mutation betrifft das Nervenwachstumsfaktor β-gen ist eine Verringerung der Dichte von dünn und unmyelinierten Nervenfasern, einschließlich CT Afferenzen. Im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen, diese Patienten Bericht Touch bei CT-optimale Geschwindigkeiten als weniger angenehm5. Das Converse-Szenario ist auch wahr; Patienten Markhaltige Aβ-Fasern fehlt sind in der Lage, ein schwaches Gefühl der angenehme Haptik, durchgeführt von der noch intakten CT Afferenzen6behalten. Abnorme affektive Touch-Verarbeitung beschränkt sich nicht nur auf Instanzen der körperlichen Veränderungen im CT-Afferenzen. Über Patienten und gesunden Populationen berichtet die weiter oben auf dem Spektrum der autistischen Merkmale reduzierte Annehmlichkeit Bewertungen Note8. Psychiatrische Patienten zeigen auch reduzierte hedonische Bewertungen der affektiven Berührung mit einer Geschichte von Kindheit Misshandlungen als einer der beständigsten Prädiktoren von Dysregulated affektive Berührung Bewusstsein8. Dysregulation in der CT-basierten affektive Touchsystem in Magersucht wurde auch berichtet9. So, sowohl physische als auch psychische Faktoren können Einfluss auf affektive Touch-Verarbeitung und als solches ist es zwingend notwendig, um Methoden zu etablieren, die alle Individuen in einer gerechten und vergleichbare Weise angewendet werden können.

Einblicke in Normo-typischen und Dysregulated affektive Verarbeitung haben die Möglichkeit, ein differenzierteres Bild von vielen Patientengruppen zur Verfügung zu stellen. Eine mögliche Einschränkung der affektiven Berührung Forschung ist jedoch die Notwendigkeit der selbstberichteten Bewertungen. Self-report können zuweilen unzuverlässig18 und je nach Bias19erinnern sein. Anfragen der Selbstbericht können psychologisch einen Teilnehmer aus der aktuellen Einstellung, die ökologische Validität der Antworten zu begrenzen und zeitlich herausnehmen aus der Erfahrung20entfernen. Darüber hinaus selbst-Bericht stützt sich auf ein festes Verständnis der Sprache und Semantik, um interkulturelle und entwicklungsgeschichtlich vielfältig (z. B. Säuglings- und Kleinkind-Alter Individuen) Vergleiche eine Herausforderung. Zum Beispiel Menschen mit einer Autismus-Spektrum-Diagnose häufig zeigen deutliche Verhaltensreaktionen,21zu berühren, aber haben auch Schwierigkeiten bei der Kommunikation verbal22. Zu finden, nicht-invasive Methoden, um Antworten zu berühren zu messen, die eine Abhängigkeit von Selbstaussagen zu umgehen kann, zumindest zu einem besseren Verständnis der Mechanismen der affektiven Berührung und bei den meisten, neuartige Einblicke in Dysregulation des sozialen Verarbeitung übersetzen, in Patientengruppen.

Gesichts-Elektromyographie (EMG) ist ein geeigneter Kandidat objektiv beurteilen affektive Reaktionen zu berühren. Es wurde zur Valenz-spezifische Reaktionen auf visuelle23, audiovisuelle24, olfaktorische25und geschmackliche26 Reize zu messen. Gesichts-EMG ist eine sichere und nicht-invasive Methode bestehend aus Oberflächenelektroden, die das Gesicht27entsprechen. Diese Oberflächenelektroden zeichnen Gesichtsmuskel Aktivitäten kontinuierlich in Echtzeit mit Zeit Skala Empfindlichkeit in den zehn Millisekunden. Von besonderem Interesse ist die Wellpappenanlage Supercilii ("WPA"), die wird aktiviert, wenn die Stirn Furchen und entspannt bei einem Lächeln. Infolgedessen, WPA-Aktivität hat eine lineare Beziehung mit affektiven Valenz, mit verstärkten Reaktion auf negative Stimuli und verringerte Aktivität als Reaktion auf positive Impulse28. Darüber hinaus die Zygomaticus major ("Jochbein") des Muskels als die Ecken Hochziehen der Mund zu einem Lächeln aktiviert ist. Das Jochbein zeigt ein Aktivierungsmuster an "J-förmige" mit positiven Impulsen, die die größte Antwort zu entlocken und die negativste Reize eine größere Antwort als neutrale Reize28zu entlocken. Gesichts EMG Aufnahmen dieser Muskeln können auch beobachtet werden, wenn Reize präsentiert werden, außerhalb der bewussten Wahrnehmung oder wenn Personen explizit versuchen, ihre Reaktionen29,30unterdrücken. Vor allem kann Gesichts EMG allein oder in Kombination mit Selbstaussagen Bewertungen oder andere physiologische Aufnahmen verwendet werden. So ist es eine ideale Methode zu beurteilen, affektive Reaktionen auf taktile Stimulation31,32.

In der Summe kann Gesichts EMG mit Selbstaussagen Bewertungen zu bestimmen, wie CT-optimale taktile Stimulation Gesichtsmuskel Aktivität als ein möglicher Indikator für affektive Reaktion beeinflusst kombiniert werden. Kann man Vorteil der Geschwindigkeit abhängigen feuern Frequenz des CTs, Touch bei CT-optimale und suboptimale Geschwindigkeiten anzuwenden, und Touch kann angewendet werden, sowohl für die CT-Reich-Arm und das vermeintlich CT fehlen Palm. Vergleiche können über Modalitäten erfolgen, um festzustellen, ob affektive Reaktionen auf berühren direkte Stimulierung erfordern oder durch bloße Beobachtung, suggestive der gemeinsamen Verarbeitung über Sinnesmodalitäten hervorgerufen werden können. Zu guter Letzt kann auf Gesichts EMG als eine geeignete Methode zur studieren affektiver Reaktionen auf affektive Berührung, Forscher können dann zu erkunden wie affektive Berührung zu etablieren Verarbeitung durch verschiedene Eingriffe (z. B. Medikamentengabe, Stress Exposition beeinflusst werden ), wie es in der gesamten Entwicklung7ändert, wie es durch die Beziehung der Interaktionspartner33beeinflusst wird, und ob es Dysregulated in klinischen Populationen8.

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Protocol

Dieses Protokoll basiert auf Mayo Et Al.31 (Experiment 1) und Ree Et Al.32 (Experiment 2). Ethischen Genehmigung wurde durch den regionalen Ethical Review Board, Linköping, Schweden (Experiment 1) und der lokalen Ethikkommission an der Fakultät für Psychologie, Universität Oslo, Norwegen (Experiment 2).

1. Teilnehmer Screening und Vorbereitung

  1. Rekrutieren Sie Teilnehmer, die nicht über taktiler oder unkorrigierte Sehstörungen und sind frei von jeder neurologischen oder psychiatrischen Störung, es sei denn, eine bestimmte Patientengruppe rekrutiert wird.
  2. Sicherzustellen, dass Teilnehmer voll Aufgabenanweisungen verstehen können (z. B. fließend in der Sprache, dass Aufgaben verwaltet werden).
  3. Wenn mehr als eine Aufgabe (z.B. erlebt, beobachtet), einschließlich dieser Aufgabe Reihenfolge zu gewährleisten werden über Teilnehmer, stratifiziert für Geschlecht, Alter oder anderen charakteristischen Faktoren ausgeglichen.

(2) Reize und Aufgabe Bau

Hinweis: Siehe Tabelle 1 für experimentelles Design.

  1. Erfahrene Touch-Aufgabe (Versuche 1 und 2)
    1. Studien zu erstellen, sodass sie aus einer Basisperiode bestehen, tippen Sie auf Verwaltung und Bewertungen, durch jittered ITIs alles getrennt Selbstaussagen.
      1. Grundlinie Perioden bestehen aus einem leeren Bildschirm, Fixierung Kreuz oder andere neutrale Szene vor taktile Stimulation.
      2. Taktile Stimulation wird gefolgt von einem kurzen (z. B. 1-2 s) ITI, dann Selbstbericht Bewertungen erhalten.
      3. Eine jittered Inter Test Intervall (ITI; z.B. 6-7 s) folgt Selbstbericht Bewertungen um Muskelaktivität, um Ausgangswerte zurückzukehren, bevor die nächste Verhandlung beginnt zu ermöglichen.
    2. Verwenden Sie entweder Audio (Experiment 1-31) oder optische (Experiment 232) Hinweise darauf, dass Touch wird mit der entsprechenden Geschwindigkeit geliefert.
      1. Um Audio-Signale verwenden, müssen Sie Hinweise geliefert, Kopfhörer, getragen von der Experimentator, das Tempo der Stimulation mit einem Metronom zu verfolgen. Geschwindigkeiten mit Tönen von unterschiedlichen Tonhöhen (oder anderen unterscheidenden audio Cue, z. B. ein Stichwort sagen "10 cm/s") zu unterscheiden, das vorausgehen der Stimulation Signale.
      2. Um visuelle Hinweise zu verwenden, zeigen Sie Hinweise auf einem Tablet nur angesichts der Experimentator. Verwenden Sie eine bewegliche Bar, um Geschwindigkeit der Touch-Administration zu verfolgen.
    3. Vor Beginn der Studie, Praxis, um die Note zu gewährleisten wird auf die entsprechende Geschwindigkeit und einen gleichbleibenden Druck geliefert. Hierzu gelten Sie Pinselstriche auf der Skala in ähnlicher Weise wie der Teilnehmer. Das Auslesen der Skala wird verwendet, um festzustellen, ob die Druckänderungen in der gesamten Verwaltung berühren. Zum Beispiel würde ein Druck von 0,4 N als 40 g auf die Waage lesen.
  2. Beobachteten Touch-Aufgabe (Experiment 1)
    1. Sicherstellen Sie, dass Videos von Touch-Verwaltung von ähnlicher Länge, unabhängig von Geschwindigkeit.
      1. Sind beide CT-optimale (1-10 cm/s) und suboptimale (weniger als 1 cm/s oder mehr als 10 cm/s) Geschwindigkeiten.
    2. Studien mit einer Fixierung Kreuz oder anderen neutralen Zustand, gefolgt von Video zu starten.
      Hinweis: Die Videos enthalten Touch geliefert, CT-reiche behaarte Haut (Arm), CT-fehlt kahl Haut (Palm) und eine nicht-sozialen Zustand in dem Touch eine gefälschte hölzerne Arm (Abb. 2; Siehe ergänzende Videos) geliefert wird.
      1. Nach einer 1-2 s ITI Selbstaussagen Bewertungen erhalten.
      2. Ermöglichen Sie eine weitere 6-7 ITI nach Bewertungen vor der nächsten Studie um EMG-Aktivität zur Grundlinie zurück zu ermöglichen.

(3) Gesichts Elektromyographie

  1. Datenerfassung und Filterung Leitlinien (basierend auf früheren Protokollen27,34)
    1. Verwenden Sie Software, um die Filterung Schritte entweder in Echtzeit oder offline gelten. Typische Filter Schritte beinhalten einen Kamm Band Halt mögliche Geräusche von Wechselstrom (50/60 Hz), gefolgt von Glättung und Berichtigung heraus zu filtern.
      Hinweis: Erste Grundschritte Filterung können auf EMG-Verstärker (z. B. ein Hochpass-Filter von 10 Hz) und ein Tiefpass-Filter 500 Hz oder 1000 Hz eingestellt werden.
  2. Elektrode Anwendung (basierend auf früheren Protokollen27,34)
    1. Beschreiben Sie kurz den Bewerbungsprozess an den Teilnehmer. Verwenden Sie neutrale Wörter ("Sensor") stattdessen möglicherweise Angst evozieren Wörter ("Elektrode")34.
      1. Entscheiden Sie, welche Informationen die Teilnehmer über den Zweck der Sensoren zu erzählen.
        Hinweis: In aktuellen Studien erfuhren die Teilnehmer Sensoren messen Muskel und Schwitzen Aktivität während der Sitzung würde.
    2. Reinigen Sie die Teilnehmer Haut vor dem Auftragen der Elektrode.
      1. Mit Wasser abwischen reinigen Sie die Bereiche in denen Sensoren angewendet werden.
      2. Verwenden Sie ein Peeling Peeling, um die gleichen Bereiche leicht abzuschleifen. Vorsicht, um große Hautirritationen zu verhindern obwohl geringfügige Reizungen zu rechnen ist.
    3. Bestehend aus zwei 4 mm geschirmt bipolar Aufnahme Elektroden sowie eine monopolare Bezugselektrode Elektrodenpaare verwenden.
      1. Gelten Sie Klebstoff Halsbänder an die Elektroden, so, dass sie an der Haut haften.
      2. Einmal Halsbänder halten an den äußeren Rand der Elektroden, Sensoren zu füllen, mit einem leitfähigen Elektrodengel, kümmert sich um die Bildung von Luftblasen zu verhindern.
    4. Ort Elektrodenpaare parallel zu den Zielmuskel(n) und senkrecht zum potenziellen Schallquellen, wie andere Muskeln34.
      1. WPA: Befestigen Sie eine Elektrode direkt oberhalb der Augenbraue entlang einer gedachten vertikalen Linie, die die innere Ecke des Auges durchquert. Legen Sie die zweite Elektrode 1 cm lateral und leicht besser als der erste entlang der Grenze der Augenbraue.
      2. Jochbein: Legen Sie den ersten Sensor auf halbem Weg entlang einer gedachten Linie, die die obere verbindet Ohr (Ohr trifft den Schädel) und die Mundwinkel. Legen Sie die zweite Elektrode 1 cm medial (in Richtung der Mündung). Achten Sie darauf, um den m. masseter zu vermeiden.
      3. Verwenden Sie eine ungeschirmte, monopolare Aufnahme 8 mm Elektrode als Referenzelektrode. Legen Sie die Elektrode in der Mitte der Stirn, äquidistant (siehe oben) der inneren Augenbrauen und (Haaransatz siehe unten).
      4. Die Elektrode, die Drähte so platziert sind, dass sie nicht Vision behindern zu gewährleisten. Verwenden Sie medizinisches Klebeband, um langfristige Einhaltung der Elektroden auf der Haut und reduzieren Lärm/Artefakte durch Schnur Bewegung zu gewährleisten.
    5. Bestimmen Sie die Qualität der Elektrode Anwendung mit einer Impedanz-Monitor. Akzeptable Impedanz Ebenen liegen unter 20 kΩ. Wenn Elektroden erneut angewendet werden, um entsprechende Impedanz Niveaus zu erreichen müssen, verwenden Sie eine saubere paar Elektroden.

4. Aufgabe-Verfahren

  1. Allgemeine Ordnung
    1. Nach dem Sensor auftragen, komplette Aufgabe(n). Wenn mehr als eine Aufgabe, ein Gegengewicht Bestellung über Teilnehmer.
    2. Sicherstellen Sie, dass die Teilnehmer bequem sitzen, um überflüssige Bewegung zu minimieren, die Bewegung Artefakte34einführen kann.
  2. Erfahrene Touch-Aufgabe
    1. Sitz-Teilnehmer vor Computer mit der berührt sein Arm gestreckt seitlich, ruht bequem (z. B. auf einem Kissen).
      Hinweis: Es empfiehlt sich, den Arm Touch zuweisen, die für Self-reported Bewertungen nicht benutzt wird, um potenzielle Bewegungsartefakte in der EMG-Signals zu minimieren.
    2. Verdecken Sie Blick auf den Arm des Teilnehmers, entweder mit einem Vorhang Separator31 oder Schutzbrillen, die seitlichen Vision (Abbildung 1-32) 35zu verdecken.
    3. Weisen Sie die Teilnehmer darauf konzentrieren, wie die Note macht sie fühlen.
    4. Variieren Sie Berührungspunkt zur Vermeidung von CT Müdigkeit36.
    5. Verwalten Sie Touch mit einer 75 mm Ziege Haarbürste auf ausgewiesenen Abschnitte markiert auf dem Arm (und Palm) angewendet. Alternativ wenden Sie mit einer Kraft-gesteuerte Roboter37 an.
    6. Verwenden Sie einheitliche Touch Verwaltung Richtung, z.B., hin und her (distal, proximal, dann proximal nach distal) oder einzelne Richtung (proximalen, distalen nur)
  3. Beobachteten Touch-Aufgabe
    1. Sitz-Teilnehmer vor dem Computer, der die Videos angezeigt wird.
    2. Weisen Sie die Teilnehmer haben sie bewerten, wie das Video machte sie fühlen.
    3. Stellen Sie sicher, dass die Teilnehmer aus der Sicht der Experimentator34.

(5) Reinigung Daten und Analyse

  1. Um die mittlere EMG-Aktivierung auf einen bestimmten Touch Reiz zu beurteilen, vergleichen Sie die Antwort auf den Touch-Reiz der vorherigen Baseline, d.h. [meine Aktivierung während der 6 s Touch Stimulation] - [meine Aktivierung während 1 s Prestimulus "Baseline"], wie vorgeschlagen, durch Fridlund und Cacioppo34.
    1. Durchschnittliche Antworten für jedes tippen Reiz (CT-optimale, suboptimale und gegebenenfalls jeder Standort (Arm/Palm).
    2. Dies gilt für jeden Muskel (WPA, Jochbein) und self-report Rating (Freundlichkeit, Intensität) einzeln.
  2. Um ein empfindlicher zeitlichen Verlauf zu erhalten, berechnen Sie, mittlere EMG-Aktivierung bei kleineren Zeitintervallen (z. B. 700 ms, siehe Abbildung 5-32). Subtrahieren Sie die gleichen 1 s Grundlinie aus alle Intervalle, Grundlinie EMG-Aktivität zu entfernen.
    Hinweis: Vor der Analyse empfiehlt es sich, die Daten manuell geprüft durch Rater geblendet Bedingungen berühren, Versuche mit Serums Aktivierungen34zu beseitigen.

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Representative Results

CT-optimale Touch löst verschiedene EMG-Reaktionen im Vergleich zu schnell optimale Touch über Modalitäten
Das erste Experiment angesprochen ob differenzielle EMG Reaktivität als Reaktion auf CT-optimale nachgewiesen werden konnte (3 cm/s) und schnell optimale (30 cm/s) taktile Stimulation, die direkt erfahrenen (Abbildung 3) oder nur beobachtet (Abbildung 2 wurde und Abbildung 3)31.

Erfahrenen CT-optimale Touch wurde als angenehmer als suboptimale Note bewertet (F(1,28) = 32,2; p < 0,001; Abbildung 3 ( A) unabhängig vom Berührungspunkt (p = 0.063; Geschwindigkeit x-Position: p = 0,32). In ähnlicher Weise beobachtet CT-optimale Touch wurde als angenehmer die suboptimale Note bewertet (Tippen Sie auf Geschwindigkeit: F(1,28) = 47,5; p < 0,001; Tippen Sie auf Typ: F(2,56) = 6.09, p = 0,004; Typ x Geschwindigkeit Interaktion F(2,56) = 5,87, p = 0,005). CT-optimale Touch, der Arm wurde als angenehmer als Touch auf die Handfläche bewertet (p = 0,024) und nicht-sozialen Touch (z. B. Tippen Sie mit dem hölzernen Arm; p = 0,001). Schnell optimale Touch wurde immer als intensiver (Abbildung 3B), bewertet, unabhängig davon, ob die Berührung empfunden wurde (Tippen Sie auf Geschwindigkeit: F(1,28) = 34,3, p < 0,001; Berührungspunkt: p = 0,28; Geschwindigkeit X Lage Interaktion: p = 0,64) oder beobachtet (Tippen Sie auf Geschwindigkeit: F(1,28) = 35,1, p < 0,001; tippen: p = 0,40; Geschwindigkeit x Typ Interaktion: p = 0,39).

Erfahrene schnell, suboptimale Berührung entlockte robusten WPA Reaktivität, die durch Einstellung von CT-Afferenzen während CT-optimale Touch entschärft wurde (Wirkung der Touch-Geschwindigkeit: F(1,28) = 4,84, p = 0,036; Wirkung des Berührungspunkts: p = 0,93; Tippen Sie auf Geschwindigkeit x Lage Interaktion: p = 0,42; Abbildung 3 C). WPA Antwort deutlich unterschieden zwischen CT-optimale und suboptimale Note für Note mit dem Arm (p = 0.050) aber für Touch auf die Handfläche wurden nur Trend Ebene Effekte beobachtet (p = 0,092). Gab es keine Hauptwirkung der Touch-Geschwindigkeit (p = 0,11) oder Typ (p = 0.79) auf WPA Reaktivität beobachteten Griff, aber es eine Touch-Geschwindigkeit x Typ Interaktion gab (F(2,56) = 3,80, p = 0.028). Post-hoc-Tests ergaben, dass schnell nicht optimalen Touch stärkere WPA Reaktivität als CT-optimale Touch besonders für Videos der Berührung am Arm hervorgerufen (p = 0,007), aber nicht auf die Handfläche berühren (p = 0,13) oder nicht-sozialen Touch (p = 0,25). Jochbein Aktivität war nicht nennenswert durch erfahrene Berührung (Wirkung der Touch-Geschwindigkeit: p = 0,15; Wirkung Touch Art: p = 0,73; berühren Geschwindigkeit x Typ Interaktion: p = 0,63; Abbildung 3 ( D), noch beobachteten Touch (Haupteffekt der Touch-Geschwindigkeit: p = 0,37; Haupteffekt von Touch Art: p = 0,84; berühren Geschwindigkeit x Typ Interaktion: p = 0.23).

CT-optimale Touch entlockt EMG Antworten langsam suboptimale Touch unterscheidet
Experiment 2 prüfen, ob langsam suboptimale (0,3 cm/s) würden als schnell optimale (30 cm/s)32ähnliche Reaktionen hervorrufen. Wir fanden, dass langsame suboptimale Berührung als weniger angenehm ist (Abb. 4A) und weniger intensiv (Abbildung 4B) als CT-optimale Note bewertet wurde. Ähnlich schnell optimale Touch, langsame suboptimale Berührung entlockte robusten WPA Activitythat war gedämpft durch CT-optimale Touch (Wirkung der Touch-Geschwindigkeit: F(1,83) = 9.723, p = 0,002; Abbildung 4 ( C). es gab keine Wirkung der Berührung auf Jochbein Aktivität (p = 0,35; Abbildung 4 ( D).

Wir beurteilen als nächstes den zeitlichen Verlauf der EMG Antworten. Während die ersten 700 ms, ein vermeintlich frei von CT Eingabe Fenster gab es keinen Unterschied in der Wellpappenanlage Reaktivität (-0.031 ± 0,06 µV und-0.017 ± 0,49 µV, pBon = 0,98; Abbildung 5 A). aber in den nächsten 5,6 s, WPA Reaktivität in Beantwortung CT optimalen Touch sank allmählich, während es allmählich als Reaktion auf suboptimale Berührung langsam gestiegen: im Intervall 2, war die Wellpappenanlage Reaktivität geringfügig niedriger für CT optimalen Touch als suboptimale Berührung (pBon = 0.071). Während Abständen 3, 5, 6, 7 und 8 war die Wellpappenanlage Reaktivität deutlich während CT optimalen Touch als bei nicht optimalen Touch (pBon < 0,034; Abbildung 5 ( A). dieses Muster fehlte in der Analyse der Jochbein Reaktivität (p = 0,83; Abbildung 5 ( B).

Figure 1
Abbildung 1 : Beispiel der Versuchsaufbau für die Aufgabe erlebt berühren. Sitz des Teilnehmers vor dem Computer mit Armablage erweitert seitlich, bequem auf einem Kissen. Wenn Selbstbericht Bewertungen zu erhalten, empfiehlt es sich, den Arm Touch zuweisen, die nicht Bereitstellung von Bewertungen zur Vermeidung von möglichen Bewegungsartefakte zur von Verunreinigung des EMG-Signals. Der Arm sollte aus Sicht der Teilnehmer35,39, entweder mit angepassten Brille wie oben beschrieben, oder mittels eines Probenteilers Vorhang verdeckt werden. Diese Zahl ist von Ree Et Al.32Klicken Sie bitte hier, um eine größere Version dieser Figur.

Figure 2
Abbildung 2 : Beispiel für Touch Reize verwendet in der Aufgabe beobachtet berühren. Die beobachteten Touch-Aufgabe enthalten 6 s Videos von Touch (A) CT-reiche Arm, (B) CT-fehlt Palm und (C) nicht-sozialen Touch an einem hölzernen Arm. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 3
Abbildung 3 : CT-optimale Touch löst unterschiedliche Reaktionen im Vergleich zu schnell optimale Touch über Modalitäten. (A) CT-optimale Touch (3 cm/s) ist konsequent als angenehmer als schnell suboptimale Berührung (30 cm/s) über beide Aufgaben bewertet. Erfahrene Touch gilt als am angenehmsten, gefolgt von sozialen (Arm, Palm) beobachtet, Touch, dann nicht-sozialen Touch bewertet (z. B. an einem hölzernen Arm berühren). (B) CT-optimale berühren wird bewertet (3 cm/s) als weniger intensiv über Modalitäten, unabhängig von der Modalität oder sozialen Inhalten. (C) schnell optimale Touch (30 cm/s) entlockt mehr WPA Reaktivität als CT-optimale Touch (3 cm/s). Dieser Unterschied ist robusteste für Touch mit dem CT-Reich-Arm. (D) CT-optimale Touch (3 cm/s) erhöht geringfügig Jochbein Reaktivität, obwohl dies nicht Bedeutung für jede Modalität oder Standort erreicht. Bars und Fehler sind Mittelwert und Standardfehler des Mittelwerts; p < 0,05 Wirkung der Geschwindigkeit. Diese Zahl ist von Mayo Et Al.31Klicken Sie bitte hier, um eine größere Version dieser Figur.

Figure 4
Abbildung 4 : CT-optimale Touch (3 cm/s) löst unterschiedliche Reaktionen im Vergleich zu langsamen suboptimale Touch (0,3 cm/s). (A) CT-optimale Touch (3 cm/s) wird als angenehmer als langsame suboptimale Touch (0,3 cm/s) bewertet. (B) CT-optimale Touch (3 cm/s) wird als intensiver als langsame suboptimale Touch (0,3 cm/s) bewertet. (C) mittlere WPA Reaktivität als Reaktion auf CT-optimale (3 cm/s) ist im Vergleich zu langsamen suboptimale (0,3 cm/s) reduziert. (D) Touch beeinflussen Jochbein Reaktivität nicht erheblich. Bars und Fehlerbalken darzustellen bedeutet und Standardfehler des Mittelwerts; p < 0,05. Diese Zahl ist von Ree Et Al.32Klicken Sie bitte hier, um eine größere Version dieser Figur.

Figure 5
Abbildung 5 : WPA Antworten auf CT-optimale Touch sind zeitlich bestimmten. (A) wenn in einem Abstand von 700 ms, CT-optimale Makulatur Touch entlockt deutlich weniger WPA-Reaktivität. Die Ausnahme ist in den ersten 700 ms, vermeintlich kostenlose CT Eingang aufgrund der langsameren Leitgeschwindigkeit der diese unmyelinierten Afferenzen. Jochbein Reaktivität (B) unterscheidet sich nicht wesentlich in Reaktion auf optimale oder langsame suboptimale Touch jederzeit von den Zeitpunkten. Punkte stehen für Mittel und Balken stehen für Standardfehler des Mittelwerts. Diese Zahl ist von Ree Et Al.32Klicken Sie bitte hier, um eine größere Version dieser Figur.

Table 1
Tabelle 1: Zusammenfassung von experimentellen Designs. Bei der Berührung erlebt Aufgabe Experiment 1 Touch wurde bei CT-optimaler geliefert (3 cm/s) oder schnell optimale (30 cm/s) Geschwindigkeiten behaarte (Arm) und unbehaart (Palm) Haut. Die beobachteten Touch stattdessen enthalten Videos von Touch geliefert am Arm, palm, oder an einem hölzernen Arm (z. B. nicht-sozialen) Tippen Sie auf das gleiche Geschwindigkeiten. Die Bedingung "nicht-soziale" wurde zur Kontrolle für mögliche Reaktionen hervorgerufen durch Low-Level-Periodizität Informationen codiert in der Bewegung17und bestimmen die Relevanz von sozialen Inhalt38 auf Ratings und EMG Antworten. Ergebnisse wurden mit Messwiederholungen Varianzanalyse (ANOVA) mit Touch-Geschwindigkeit und Touch-Typ als innerhalb der Themen Faktoren analysiert. Eine Post-hoc-Power-Analyse basierend auf Experiment 1 schlägt mindestens 22 Personen einbezogen werden sollten, um ähnliche Effekte zu erzielen. In Experiment 2 Touch an den Arm bei CT-optimaler geliefert wurde (3 cm/s) oder ungünstig verlaufenden (0,3 cm/s) Geschwindigkeit zu verlangsamen. Touch wurde für insgesamt 2min geliefert, aber hier berichten wir nur über die ersten 6.3 s um Experiment 1 vergleichen. Jede Geschwindigkeit wurde zweimal wiederholt. In allen Experimenten waren Selbstauskünften Bewertungen der affektive Qualität (z. B. Freundlichkeit) und diskriminierende Aspekte (z. B. Intensität) bewerteten10.

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Discussion

Hier berichten wir über die Verwendung des Gesichts Elektromyographie (EMG) als eine Methode, affektive Reaktionen auf beobachteten und erfahrene Touch zu studieren. Bisher konzentrierten sich viele Studien auf die Verwendung von self-report Ratings, die affektive Qualität der Berührung zu charakterisieren. Berührung, die optimal CT Afferenzen aktiviert (z. B. 1-10 cm/s) ist konsequent als angenehmer als entweder schneller oder langsamer Geschwindigkeiten10 berührenbewertet. Im Gegensatz dazu scheinen Bewertungen der Intensität mit Geschwindigkeit, verfolgen mit schneller tippen Geschwindigkeiten als intensiver, wahrscheinlich über Aβ-Fasern-37vermittelt. Mit zwei separaten Datasets, wir zeigen, dass sowohl schnelle und langsame suboptimale Hauch entlocken robusten WPA Reaktivität, die gedämpft wird während der CT-optimale Touch. So finden wir die Note, die als weniger angenehm eingestuft wird (z. B. nicht optimalen Touch) erhöht auch WPA-Aktivität, der verstärkten negativen Affekt. Darüber hinaus finden wir Antworten auf Modalitäten ähnlich sind. D. h. beobachteten und erfahrene Touch entlocken ähnliche Gesichtsmuskel Aktivität. Diese Effekte waren in beiden Modalitäten nur bedeutsam für berühren, um den Arm, und nicht der Handfläche oder einem hölzernen Arm. So Selbstauskünften Bewertungen von erfahrenen und beobachteten affektive Berührung sind, zwar ähnlich unabhängig von Ihrem Standort (Arm, Palm) unterscheidet Gesichts EMG nur deutlich zwischen Touch Geschwindigkeiten angewendet, um die CT-Reich-Arm und nicht die CT-Faser-fehlt Palm.

Die Ergebnisse weiter zeigen, dass die zeitliche Empfindlichkeit des Gesichts EMG Einblick in die emotionale Verarbeitung ergibt, die ausschließlich durch self-report erhalten werden kann. Nämlich, fanden wir, dass WPA Reaktivität auf CT-optimale Touch wird deutlich auf einer Zeitskala, die mit bekannten Wärmeleitung Geschwindigkeiten von CT Afferenzen1,12übereinstimmt. So, in den ersten 700 ms der Berührung, die geglaubt werden, dominiert von Aβ-Aktivierung, gibt es keinen Unterschied in der EMG-Aktivierung zwischen den zwei Touch-Geschwindigkeiten. Allerdings wird die Unterscheidung zwischen CT-optimale und suboptimale Touch deutlich nach den ersten 700 ms, Einklang mit der bereits berichtet zeitliche Verzögerung von CT-Afferenzen2,12. Gesichts EMG ist daher in der Lage, Änderungen im affektiven Reaktionen zu berühren zu erkennen, die mit einer zeitlichen Spezifität auftreten, die wahrscheinlich über mündliche Berichterstattung nicht zugegriffen werden.

In beiden Studien finden wir, dass CT-optimale und suboptimale Touch über WPA Aktivität unterschieden werden kann. Allerdings fanden wir keine Wirkung der Berührung am Jochbein Reaktivität, im Gegensatz zu früheren Berichten40ist. Ein möglicher Grund für die Unterschiede zwischen den aktuellen Daten und bisherigen Erkenntnissen gehören methodische Unterschiede wie Aufnahme einer Post-Touch-Periode in der Analyse. Daher betonen wir methodische Überlegungen, wie die Länge der Note Stimulation und Inter Testversion Intervalle bei der Gestaltung dieser Experimente.

Es gibt mehrere Faktoren, die zu berühren Beurteilung affektive Reaktionen betrachtet werden sollten. Eine potenzielle Problembereich ist das Geschlecht der Versuchsleiter (und somit Toucher) derjenigen der Teilnehmer sowie die Beziehung zwischen zwei41. Darüber hinaus sollte sichergestellt werden, dass Teilnehmer ausgeschlossen sind von der Betrachtung des Experimentators und tippen Sie auf Anwendung, wie visuelle Verarbeitung von Touch die Wahrnehmung der Touch35,39beeinflussen kann. Es gibt auch Bedenken, während Aufgabendesign wiegen. Zum Beispiel ist es wichtig zu überlegen, das Potenzial für Bestellung Auswirkungen, sowohl in Bezug auf Reize Präsentation (z. B. in42beschrieben) berühren oder berühren Position43. Wenn mehrere Touch Wiederholungen verwendet werden, kann ein Berührungspunkt zur Vermeidung von CT Müdigkeit36variieren möchten. Hier wir einen Pinsel verwendet, um Touch, im Vergleich zu früheren Studien17, gelten, obwohl es möglich ist, dass EMG Antworten mit ökologisch gültigen Methoden abweichen können (z. B. mit der hand berühren).

Obwohl wir, dass die Verwendung des Gesichts EMG ein großer Vorteil für das Feld der affektiven Berührung sein wird glauben, gibt es Einschränkungen dieser Methodik, die Betrachtung rechtfertigen. Training ist erforderlich, um die Elektroden richtig anwenden lernen produziert eine erhöhte Belastung der Experimentator auf Beginn der experimentellen Planung. Übermäßige Bewegung, reden oder andere Umweltfaktoren anwesend während des Experiments verursachen Artefakte in der EMG-Signals, so einige experimentelle Design-Merkmale einschränken. Darüber hinaus kann die Anwendung der Elektroden auf das Gesicht ein Versuch zu erkennen, den Zweck der Studie entlocken. Als solche muss man berücksichtigen, welche Informationen den Teilnehmer nicht nur den Zweck des Versuchs, sondern auch die Verwendung der Elektroden während des Experiments zu erzählen. In den aktuellen Experimenten erfuhren die Teilnehmer, dass der Zweck der Studie untersuchen Entscheidungsfindungs- und der Wahrnehmung der verschiedenen Empfindungen32 oder Reaktionen auf soziale Interaktionen31war. In beiden Fällen Teilnehmer erfuhren, dass die Elektroden Schweiß und Muskel-Aktivität messen würden und waren voll informiert nach Abschluss des Experiments. Diese Bedenken und andere werden in Fridlund und Cacioppo 198634gründlich behandelt.

In der Summe zeigen wir, dass Gesichts EMG eine zuverlässige, robuste und informative Methode ist, um die affektive Valenz der taktile Stimulation zu beurteilen. Diese Methode bietet die Möglichkeit, Antworten auf taktile Stimulation unabhängigen mündliche Berichte, ebnet den Weg für Studien bei Säuglingen und Kleinkindern, interkulturelle Vergleiche, Untersuchungen zur klinischen Bedingungen und anderen Situationen implizit zu bewerten in der Semantik und Sprache können ansonsten wissenschaftliche Erforschung ausschließen.

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Disclosures

Die Autoren haben nichts preisgeben

Acknowledgments

Die Autoren sind Dr. Margaret Wardle für ihr außergewöhnliches Training und technische Unterstützung dankbar. Diese Arbeit wurde teilweise durch schwedischen Forschungsrat FYF-2013-687 (IM) finanziert.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
4 mm Ag-AgCl sheilded reusable electrodes Biopac EL654
75 mm goat hair brush IN-EX Color AB 77062 Touch application; https://www.in-exfarg.se
8 mm Ag-AgCl unsheilded reusable electrode Biopac
Acqknowledge software Biopac ACK100W Used for application of filtering steps, analysis
Adhesive collars Biopac ADD204
Cables Biopac BN-EL30-LEAD3; LEAD2 LEAD3 includes ground, LEAD2 is only bipolar recording electrodes
Electro-gel Biopac GEL100
EMG aplifier x 2 Biopac BN-EMG2
El-Prep Biopac ELPREP Facial exfoliant
MP160 data acqusition system Biopac MP160WSW
Presentation software Neurobehavioral systems Task presentation software

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