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Examinando mudanças na HRV e emoção após a arte com três materiais de arte diferentes

Behavior

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Summary

O objetivo do protocolo é orientar os pesquisadores na realização de experimentos que se destinam a medir mudanças na resposta emocional autorreferida e variabilidade da freqüência cardíaca após a criação de arte com diferentes materiais. O protocolo pode ser facilmente adaptado para uso em uma variedade de condições comportamentais e atividades.

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Czamanski-Cohen, J., Galili, G., Allen, J. J. B. Examining Changes in HRV and Emotion Following Artmaking with Three Different Art Materials. J. Vis. Exp. (155), e60376, doi:10.3791/60376 (2020).

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Abstract

Este protocolo permite o exame de respostas psicológicas e fisiológicas a diferentes tipos de engajamentos comportamentais. Especificamente, neste exemplo do estudo, a resposta emocional e as mudanças na variabilidade da frequência cardíaca são examinadas em resposta à arte com três materiais de arte diferentes que variam em seus níveis de fluidez. Este protocolo pode ser adaptado para examinar outros tipos de comportamento ou engajamento na arte com outros materiais. Existem vários benefícios em usar este protocolo. Em primeiro lugar, a randomização da ordem dos materiais melhora a probabilidade de que a resposta medida esteja associada às suas qualidades e não à ordem de apresentação. Em segundo lugar, a medição contínua do eletrocardiograma permite o exame das mudanças na variabilidade da frequência cardíaca após o envolvimento com cada material de arte e as mudanças que podem ocorrer durante a própria arte. As vantagens desse protocolo devem ser consideradas com suas limitações. A música que ouve é antes de cada sessão de arte; assim, o retorno à linha de base só pode ser medido nas duas primeiras condições. O retorno à linha de base fornece informações sobre a rapidez com que os indivíduos se recuperam após a resposta ao trabalho com cada um dos materiais. Além disso, um material mais líquido em vez da pintura do guache com uma escova, tal como pinturas do dedo, fornece mais diferença entre materiais. Finalmente, este protocolo pode ser adaptado a necessidades específicas de investigação.

Introduction

O objetivo deste protocolo é examinar a resposta fisiológica e emocional à arte em diferentes condições. Neste caso, a diferença em resposta à arte fazendo com três materiais de arte diferentes variando em níveis de fluidez é examinada. A lógica por trás do desenvolvimento deste experimento é fornecer suporte para teorias da terapia de arte, alegando que a arte com materiais de arte mais fluidos está relacionada ao reforço da expressão emocional1. A variabilidade da frequência cardíaca (HRV) em geral, e a arrythmia do sinuoso respiratório (RSA) especificamente, é indicativa de engajamento emocional e regulação2,3. Neste exemplo do estudo, a ordem dos materiais de arte utilizados são randomizados para controlar para um efeito de ordem. Não há outros estudos com este projeto do estudo encontrado.

A vantagem deste método é que a medição contínua da variabilidade da frequência cardíaca (HRV) permite o exame da resposta fisiológica à arte durante a arte que se faz e não é invasiva. Isto é em oposição à medição de bio-marcadores no sangue ou saliva após a fabricação de arte, que é importante e relevante, mas pode ser um desafio ao tempo com precisão e requer desconfortável (babando em um tubo) ou invasivo (fornecendo uma amostra de sangue) métodos de coleta4.

Este protocolo pode ser adaptado para medir a resposta a uma variedade de atividades comportamentais, e arte fazendo com diferentes materiais. Para fazer isso, substitua a arte por três materiais com os comportamentos desejados a serem examinados. É importante certificar-se de que a maioria dos elementos dos comportamentos que estão sendo examinados são semelhantes à qualidade do comportamento que está sendo examinado (ou seja, a liquidez do material de arte). A figura 1 é um fluxograma do experimento.

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Protocol

Este estudo foi realizado com a aprovação da Faculdade de Bem-Estar Social e Ciências da Saúde da Universidade de Haifa, comitê de ética. O consentimento informado foi obtido, e a pesquisa foi executada na conformidade com directrizes de Helsínquia para o bem-estar humano.

NOTA: A pesquisa é realizada em uma mesa, utilizando materiais de arte e um dispositivo de gravação portátil, sem fio e não invasivo (ECG).

1. Seleção de participantes

  1. Recrutar participantes saudáveis entre as idades de 18 e 40. Para uma gama mais ampla de idades, uma divisão para subgrupos é recomendada devido a mudanças relacionadas à idade na variabilidade da freqüência cardíaca.
  2. Excluir participantes com corrente ou história de doença cardíaca como doença cardíaca pode afetar a variabilidade da freqüência cardíaca, limitando assim a capacidade de examinar se a mudança é devido à atividade comportamental.
  3. Convide todas as disciplinas para o laboratório entre 08:00-15:00, para garantir condições semelhantes. Defina qualquer prazo, desde que o experimento possa ser conduzido dentro dele.
  4. Cumprimente o participante e confirme que nas 2 horas antes do experimento o participante não bebeu café, comeu, fumo ou se exercitava vigorosamente.
  5. Obter consentimento informado por escrito para garantir que os participantes saibam que estão livres para deixar o experimento em qualquer ponto no tempo sem conseqüência e estão cientes de quaisquer riscos e benefícios para a participação.

2. Protocolo experimental

  1. Adere ao biopatch dois dedos abaixo do esterno com 2 eletrodos descartáveis Ag-AgCl. O ECG é amostrado (1000 Hz, 16 bits) e gravado com o biopatch.
  2. Examine que os valores dos dados coletados (ou seja, frequência cardíaca, HRV) aparecem na interface gráfica garantindo que os dados sejam coletados. O software também transmitirá um alarme de áudio quando o biopatch ficar offline.
  3. Depois que o participante se adapta ao ambiente e usa o biopatch, medida 5 min de frequência cardíaca em repouso em posição sentada para estabelecer hrv linha de base. Instrua o participante a ficar parado e evitar mastigar ou falar, o que afeta o VH.
  4. Após o descanso de 5 min para estabelecer hrv linha de base, instruir os participantes a preencher lápis e papel questionários com dados demográficos, uma pergunta sobre a arte de fazer hábitos e a auto-avaliação manikin (SAM)5. Instrua os participantes a marcar o desenho que está mais próximo de como eles se sentem no momento atual (Veja a Figura 2).
  5. Para estabelecer um estado emocional comparável, os participantes ouvem 5 min de música relaxante de sua escolha (sons da natureza, nova era ou música clássica) antes de cada sessão de arte. A música relaxante é escolhida propositadamente pelo participante para garantir que é relaxante para eles6.
  6. Fornecer aos participantes uma folha de papel (50 cm x 35 cm) e instruí-los a se envolver em uma sessão de arte de 10 min (lápis, tons pastel ou tinta de guache). Para reduzir o efeito de uma ordem, randomize a ordem dos materiais de arte.
    NOTA: Aqui, depois de desenhar com lápis, os participantes usaram pastéis de óleo e, em seguida, tinta guache.
    1. Incentivar os participantes a se envolver em uma exploração dos materiais de qualquer forma que eles se sentem aptos e usar todo o 10 min para a arte. Dê incentivo, lembrando aos participantes que o produto de arte e sua estética não são importantes e que eles podem desenhar qualquer coisa.
    2. Presenteie o lápis com um apontador de lápis e uma borracha.
    3. Instrua os participantes a relatar seu estado emocional usando o SAM.
  7. Ligue a música e instrua os participantes a ouvir 5 min de música relaxante de sua escolha (sons da natureza, nova era ou música clássica).
  8. Coloque uma caixa aberta de 12 cores de tons de óleo sobre a mesa e instrua os participantes a usá-los de qualquer maneira que eles escolherem, incluindo descascar o invólucro e quebrar o pastel, se necessário.
    1. Substitua a caixa de pastéis para o assunto seguinte se sua aparência geral é afetada significativamente pelo uso.
    2. Instrua os participantes a relatar seu estado emocional usando o SAM.
  9. Ligue a música e instrua os participantes a ouvir 5 min de música relaxante de sua escolha (sons da natureza, nova era ou música clássica).
  10. Pintura gouache presente em cores primárias (amarelo, vermelho e azul), preto e branco em uma paleta de plástico, dividida em 6 tigelas e 4 superfícies de mistura, para controlar as quantidades de tinta. Além disso, forneça um frasco de água, uma escova macia e de cabeça plana (tamanho 6) e um pano.
    1. Diga aos sujeitos que eles podem solicitar tinta adicional, se necessário.
    2. Fornecer uma pequena explicação da mistura de cores e limpeza dos pincéis.
    3. Instrua os participantes a relatar seu estado emocional usando o SAM.
  11. Retire o biopatch do participante no final da sessão. Baixe os dados gravados com o biopatch para o computador usando o registro de download de biosp.

3. Análise de dados

  1. Converta os dados em um arquivo de texto que é apropriado para importação para o software de análise visual (por exemplo, QRSTool)7, economizando apenas o carimbo de tempo e vetores de tensão, usando um script MATLAB. O script MATLAB * é útil para salvar o carimbo de tempo e vetores de tensão, enquanto apagando o resto. Isso pode ser feito manualmente, mas é muito demorado. O exemplo de arquivo de texto resultante é apresentado na Figura 3.
  2. Importe o arquivo de texto criado pelo script MATLAB para o QRSTool usando a interface gráfica do usuário: Arquivo | Importação | (Escolha arquivo). Certifique-se de que a amostra de amostra 1000 hz botão é pressionado. O ECG será então graficamente exibido na janela do QRSTool.
  3. Inspecione visualmente a série de ECG para artefatos. Identificar o componente R do ECG usando o software de ferramenta QRS (Ver Figura 4). O software detecta automaticamente os picos R, sinalizando todos os pontos com uma ampulheta vermelha, acima de um limite marcado manualmente.
    NOTA: Para mais informações, entre em contato com o terceiro autor em: jallen@email.arizona.edu
    1. Inspecione visualmente cada série de ECG ao lado dos batimentos cardíacos, pontos de tempo e artefatos identificados (batimentos cardíacos perdidos ou erroneamente identificados), que podem ter um batimento cardíaco excessivo ou ausente no gráfico de intervalos inter-beat. Corrija isso manualmente clicando para remover o batimento cardíaco extra ou adicionando um onde faltando.
    2. Em áreas de dados com ruído, não mostrando um formulário de onda QRS identificável, divida os dados em vários pedaços, de pelo menos 30 segundos.
      NOTA: Lembre-se, caudas de dados cortados não podem ser adicionadas juntas. Analise estes separadamente e criar uma média de todos os pedaços.
    3. Marque ou divida os dados de acordo com várias fases do experimento. Para isso, use a interface visual para cortar e salvar apenas os dados para cada evento e exportá-los separadamente para CMetX (descrito abaixo). Divida os dados com base nos estágios do experimento descritos acima (linha de base, audição musical e arte com os vários materiais).
  4. Quando todos os dados estiverem limpos, exporte para o CMETX usando a interface visual Arquivo | Exportar,ou diretamente por uma linha de comando. Isso abrirá a janela do espectador CMetX com uma linha adicional com os índices da HRV.
  5. Exportar índices HRV para um arquivo CSV para análise de dados
    1. Use dois índices de HRV: a estimativa de arrythmia do sinuoso respiratório (RSA) como um índice vagal ou parassimpático e o índice de simpatia cardíaca (CSI) - com base em um enredo de Lorenz que estima influência simpática. A figura 4 é um exemplo da saída fornecida pelo software CMetX.
      NOTA: Escolher o índice HRV apropriado para representar a regulação cardíaca vagal ou simpática pode ser complicado e requer algumas decisões metodologicamente e teoricamente baseadas que estão além do escopo desta apresentação. Para mais informações, recomendamos a leitura: Allen, J. J., Chambers, A. S., & Towers, D. N. (2007). As muitas métricas de cronotropia cardíaca: uma cartilha pragmática e uma breve comparação de métricas8.
  6. Estimar a reatividade do HRV subtraindo o índice hrv médio durante a audição de música do índice HRV médio durante a seguinte sessão de arte (ou seja, os valores positivos representam maior HRV durante a arte em comparação com o relaxamento do processo).

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Representative Results

Como mencionado acima, o software CMetX fornece várias matrizes de HRV. Aqui, a medida RSA, foi calculada para cada participante por cada condição experimental. A Figura 5 retrata valores rsa média (±SE) para as três tarefas de arte e seus períodos de descanso anteriores. A dentro dos sujeitos ANOVA revelou um efeito principal estatisticamente significativo para a arte (F(1,49) = 26.155, p < .001), com um grande tamanho de efeito (ηp2 = 0,348), que pode ser interpretado intuitivamente como trinta e cinco por cento da variabilidade da RSA explicada pela arte (em comparação com o descanso). Uma interação estatisticamente significativa (F(2.98) = 5.965, p = .004, ηp2 = 0,109) indicou que a mudança nos níveis médio de RSA dependia do material de arte. Comparações paris (com um ajuste sidak para múltiplas comparações) demonstraram uma mudança significativa na Média RSA durante a arte com pastéis de óleo (t(49) = 5,51, p < 0,0005, Cohen's D = 0,475) ou gouache (t(49) = 3,63, p = 0,001, Cohen's D = 0,195), mas não durante o desenho com lápis ( t(49) = 1,40, p = 0,168, Cohen's D = 0,105).

Figure 5
Figura 5:RSA em repouso e durante a arte. Clique aqui para ver uma versão maior deste número.

Além da variabilidade da frequência cardíaca, as três medidas de resposta emocional autorreferidas da escala analógica visual SAM5 foram usadas para estimar se havia diferenças nas respostas emocionais aos vários materiais de arte. Os valores de média (±SD) das medidas de auto-relato de valência, excitação e dominância após cada tarefa de arte, bem como após um período de descanso de base, em uma escala centrada que varia de -4 a 4 são detalhados na Tabela 1. Uma repetida nos assuntos ANOVA demonstrou um efeito estatisticamente significativo para o material de arte na valência, mas não na excitação ou dominância (Tabela 1). Comparações parsenfantes pós-hoc revelaram que, em média, a valência emocional foi mais positiva após a pintura com guache em comparação com a valência emocional após o desenho com um lápis (p = 0,038), mas não em comparação com a valência de base (p = 0,744).

Base Lápis Pastel de óleo Guache F(3.147) ηp2
M (SD) M (SD) M (SD) M (SD) M (SD) M (SD) M (SD) M (SD)
Valence 2.14 (±1,07) 1,96 (±1,65) 2,30 (±1,54) 2,60 (±1,55) 2.93* 0.056
Excitação -1,72 (±1,84) -1,86 (±2,13) -1,90 (±1,88) -1,66 (±2,11) 0.47 0.009
Domínio -0,02 (±1,41) 0,16 (±1,54) 0,14 (±1,77) 0,16 (±1,82) 0.28 0.006
*p < 0,05

Tabela 1: Medidas de valência, excitação e dominância de resposta emocional durante o descanso e a criação de arte.

Para obter resultados detalhados, por favor, veja: Resposta emocional e mudanças na variabilidade da freqüência cardíaca após a arte com três diferentes materiais de arte7.

Este protocolo poderia ser facilmente usado para examinar as diferenças na resposta emocional depois e as mudanças na HRV durante e após uma variedade de atividades, e não tem que ser limitado à arte. Além disso, este protocolo pode ser modificado para examinar as diferenças na resposta emocional e fisiológica à arte com uma maior variedade de materiais de arte também.

Figure 1
Figura 1: Um fluxograma do experimento, publicado originalmente em uma publicação anterior e é impresso aqui com permissão7. Clique aqui para ver uma versão maior deste número.

Figure 2
Figura 2: Um exemplo da medidaSAM 5. Clique aqui para ver uma versão maior deste número.

Figure 3
Figura 3: Um exemplo do que um arquivo de texto preparado para ser importado para QRSTool parece. Clique aqui para ver uma versão maior deste número.

Figure 4
Figura 4: Um exemplo dos dados exportados pela CMetX. Clique aqui para ver uma versão maior deste número.

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Discussion

Este protocolo é projetado para medir as diferenças na RSA durante a arte com materiais de arte variando em seus níveis de fluidez7. O biopatch9,10 é um pequeno dispositivo de telemetria de monitoramento fisiológico redondo que se liga a um coldre que se conecta a dois eletrodos descartáveis Ag-AgCl e permite a coleta de dados fisiológicos, incluindo ECG básico. O dispositivo armazena e transmite dados de sinais vitais, incluindo ECG, freqüência cardíaca, frequência de respiração, orientação corporal e atividade. Há vários passos críticos no protocolo. É muito importante realizar algum tipo de retorno à atividade de base. Escolhemos ouvir música relaxante e permitir que os participantes escolham um dos três tipos de música para garantir que essa música seja relaxante para eles. Também tivemos os participantes ouvir a mesma música antes de se envolver em arte fazendo com o objetivo de "neutralizar" qualquer estímulo que os participantes podem ter entrado no laboratório com esse dia. Há algumas desvantagens em permitir que os participantes escolham o tipo de música que ouvem, pois isso pode afetar a variabilidade entre a forma como os participantes respondem. No entanto, o objetivo da música é proporcionar uma oportunidade para voltar à linha de base e acreditamos que ter participantes escolher como voltar à linha de base é preferível sobre o potencial de que a música seria irritante e, assim, faltando o seu propósito de retorno à linha de base.

Prestar atenção para garantir que o momento em que uma atividade terminou e a próxima seja marcada com precisão é importante. Os carimbos de tempo absolutos fornecidos por todas as ferramentas de pesquisa devem ser sincronizados para garantir que as gravações de ECG sejam corretamente divididas de acordo com o tempo real das atividades.

O SAM é uma escala analógica visual que mede a valência, a excitação e o domínio da resposta emocional administrada aqui em forma de papel e lápis com 3 linhas de 5 desenhos de figuras humanas, e uma escala de 1-9 abaixo de cada linha (ver Figura 2). A escala de valência varia de infeliz ou triste a feliz ou alegre. A escala de excitação varia de calma ou entediada a estimulada ou animada. A escala de dominância varia de submissa ou "sensação de estar sem controle" a dominante ou "no controle". A primeira linha é uma escala de valência, que tem desenhos que têm uma gama de expressões faciais começando com um sorriso e lentamente em transição para uma carranca. O sorriso indica um humor muito feliz, enquanto uma carranca indica um humor muito triste. Há 3 desenhos no meio, com um pequeno sorriso, uma expressão neutra e uma ligeira careta. A segunda fila mede a excitação, e a figura humana desenhada tem uma grande explosão como o desenho no meio da figura humana, que faz a transição para se tornar cada vez menor até que a figura na extrema direita só tenha um ponto na seção média, indicando um baixo nível de excitação. A escala de dominância na parte inferior tem uma pequena figura no centro da praça que progressivamente fica maior, até que a figura de extrema-direita emerge dos limites da praça.

Como os artefatos de ECG, que podem ser causados por movimentos participantes, ou desconexão temporária do biopatch, podem erroneamente ser identificados como ondas R, isso pode resultar em R-R (ou seja, Inter-Beat-Intervals - IBI) e erros de cálculo da HRV. Em áreas de dados com ruído (não mostrando uma onda QRS identificável), use o QRSTool para dividir os dados em vários pedaços longos o suficiente, de pelo menos 30 segundos. A interface visual do QRSTool permite que o usuário marque uma determinada seção de dados, se suspeitaser que seja ruído e, em seguida, encorte-os, para que não seja incluído nos dados de saída. Outra vantagem de dividir os dados nos segmentos de 30 segundos é que a métrica do VH não será influenciada pelo comprimento dos dados utilizáveis, já que gravações mais longas podem produzir estimativas mais altas de HRV.

O software CMetX é um utilitário baseado em linha de comando que calcula várias métricas de HRV, dada uma simples série IBI como entrada. Os seguintes índices são calculados: intervalo interbeat médio, frequência cardíaca média, média das III transformadas em taxa, desvio padrão de IBIs, raiz média quadrada de diferenças entre IBIs, meio de valor absoluto da diferença consecutiva de IBI, proporção de diferenças consecutivas de IBI superiores a 50 ms, Índice De Vagal Cardíaco Toichi, índice simpático cardíaco Toichi, registro natural de variação da série IBI, registro natural de variações de série sufocada (.12-.40 Hz), número de IBIs em que as métricas são baseadas, que permite a perda para implementar o filtro para limitar a banda RSA. Todos os valores são calculados para os IBIs que são retidos após a aserção do filtro ao limite de banda do sinal para calcular o RSA. O filtro resulta em uma perda de 12 segundos de dados no início e 12 segundos no final do segmento de dados. Mais documentação e vídeos de treinamento sobre a pontuação de ECG podem ser encontrados em: https://jallen.faculty.arizona.edu/content/resources-and-downloads.

Como mencionado anteriormente, o protocolo pode ser modificado para examinar as diferenças na resposta emocional e fisiologia para diferentes tipos de comportamentos. Além disso, o protocolo também pode ser modificado para utilizar medidas adicionais de autorrelato. Partes das gravações de ECG desde o início e o final das seções podem precisar ser removidas se a sincronização do tempo não for ideal. O protocolo também não se limita a 3 tipos diferentes de atividades ou materiais e pode ser expandido ou restrito. Dito isto, o protocolo é limitado a comportamentos e atividades que podem ocorrer em uma sala em um ambiente semelhante para todos os participantes e todas as atividades para cada atividade. Isso ocorre porque o ambiente pode afetar a HRV e garantir que as diferenças observadas se devam à atividade ou ao comportamento e não ao ambiente.

O nível de experiência na arte, o nível de ansiedade dos indivíduos da arte, juntamente com quaisquer outras experiências estressantes que possam ocorrer antes da sessão experimental, pode ter um efeito sobre a resposta do indivíduo. Neste trecho do estudo, perguntamos aos participantes sobre sua experiência em arte, no entanto, não encontramos nenhuma diferença baseada na experiência de arte (novato, hobby ou profissional). Mais estudos podem querer levar em conta as outras considerações mencionadas. Uma outra sugestão seria ter perguntas terminadas abertas para sondar indivíduos sobre o raciocínio atrás de seu estado emocional.

No futuro, este protocolo pode ser usado para comparar a resposta ao desenho com materiais de arte regulares ou mídia digital. Dada a constatação sobre pastéis de óleo, sugerimos a realização de um estudo mais aprofundado para testar a variabilidade entre um tipo mais aguado de tinta e comparando a pintura a dedo com diferentes tipos de pincéis. Os resultados de estudos que empregam este protocolo podem ser utilizados para ampliar o corpo de conhecimento sobre o efeito do uso de diferentes materiais que, por sua vez, podem ser usados para adequar intervenções baseadas em arte às necessidades específicas dos clientes de terapia de arte.

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Disclosures

Os autores não têm nada a divulgar.

Acknowledgments

A produção do filme foi apoiada pelo Emili Sagol Creative Arts Therapies Research Center.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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