Emocionální hodnocení a reakce kožní vodivosti na vizuální, sluchové a haptické podněty

Účastníci

Experimentu se zúčastnilo sto zdravých dobrovolníků (průměr=26,88 let; SD=9,11; rozmezí: od 18 do 71 let; 61 žen). Všichni účastníci kromě 9 deklarovali, že jsou praváci. Předběžný screening umožnil účastnit se experimentu pouze účastníkům s normálním (nebo korigovaným na normální) zrakem, bez anamnézy neurologických, psychologických nebo psychiatrických poruch a bez hmatových nebo sluchových poruch. Účastníci byli rekrutováni z univerzity v Sussexu, nebyli informováni o účelu experimentu, za svou účast dostali zaplaceno a poskytli písemný informovaný souhlas. Studie byla provedena v souladu se zásadami Helsinské deklarace a byla schválena etickou komisí University of Sussex (Sciences & Technology Cross-Schools Research Ethics Committee, Ref: ER/EG296/1).

Nastavení a postup získávání dat

Účastníci byli vyzváni, aby se pohodlně posadili před obrazovku počítače. Záznamové elektrody SC (elektrody GSR, Shimmer®) jsme umístili na ukazováček a prsteníček levé ruky účastníků (jako v ref. 35), jak je znázorněno na obr. 1.

Různě dlouhou dobu (přibližně pět minut) měli účastníci na odpočinek, přípravu na experiment a seznámení se s experimentálním uspořádáním. Zejména v rámci této doby bylo účastníkům experimentátorem nejprve ukázáno, jak správně položit pravou ruku na haptické zařízení, a poté byli požádáni, aby na něj opakovaně pokládali pravou ruku a zapamatovali si polohu ruky tak, aby ji mohli během experimentu opakovat. Kromě toho byli účastníci vyzváni, aby si našli pohodlnou polohu pro levou ruku, se kterou měli pokyn po dobu trvání experimentu nehýbat.

Na začátku experimentu byli účastníci opět požádáni, aby si odpočinuli po dobu 60 s, aby signál SC dosáhl základní hodnoty. Na začátku experimentu byl spuštěn záznam SC, který běžel až do konce experimentu. Dodání každého emočního podnětu bylo v záznamu dat označeno jako emoční spouštěč, který nám pomůže interpretovat význam signálu SC.

Emocionální podněty byly prezentovány v náhodném pořadí. Zejména prezentace podnětů byla zcela náhodná, nikoli blokově náhodná, aby se zabránilo jakémukoli zkreslení stupnice souvisejícímu se smyslovou modalitou (tj. účastníci přijímající různé stupnice v závislosti na smyslové modalitě). Před každým podnětem se uprostřed obrazovky objevilo třísekundové odpočítávání, po kterém následoval podnět. Při prezentaci haptického nebo sluchového podnětu se na obrazovce současně zobrazila věta (buď „přehrávání zvuku“, nebo „přehrávání haptiky“), která účastníky informovala o smyslové modalitě nadcházejícího podnětu. Po každém podnětu byli účastníci požádáni, aby podnět ohodnotili pomocí původní verze dotazníku SAM26 (viz níže Hodnocení sebehodnocení), tedy ohodnotili podněty podle jejich vzrušivosti, valence a dominance26 pravou rukou. Jednotlivé dimenze SAM byly prezentovány v náhodném pořadí, jedna po druhé. Po zodpovězení poslední z otázek SAM se spustilo nové odpočítávání, které znamenalo začátek nového pokusu. Na začátku každého odpočítávání účastníci pohodlně položili pravou ruku na černou plexisklovou krabici obsahující haptické zařízení uprostřed vzduchu (Ultrahaptics®), jak se předtím naučili během seznamování. Krabice byla na horní straně otevřená a na okraji v blízkosti účastníka byla připevněna měkká podpěra pro zápěstí, takže účastníci mohli pohodlně položit pravou ruku nad otvor, přičemž dlaň byla zcela vystavena středovzdušnému haptickému zařízení ve vzdálenosti 20 cm (obr. 1). Za zmínku stojí, že konstrukce krabičky umožňovala účastníkům snadno umístit ruku nad zařízení standardizovaným způsobem. Experimentátor navíc účastníkům v průběhu experimentu asistoval a v případě nesprávného umístění ruky pokusy opakoval.

Sluchové podněty

Sluchové podněty

Sluchové podněty zahrnují deset zvuků z databáze IADS (viz tabulka 1) a deset instrumentálních úryvků z různých skladeb (viz tabulka 2). Deset zvuků z databáze IADS bylo vybráno podle jejich skóre SAM v oblasti valence a arousalu, které bylo uvedeno v předchozích pracích13. Zvuky IADS byly vybrány tak, že dva zvuky měly vysoké hodnocení arousalu a vysoké hodnocení valence, dva měly nízké hodnocení arousalu a nízké hodnocení valence, dva měly nízké hodnocení arousalu a vysoké hodnocení valence, dva měly vysoké hodnocení arousalu a nízké hodnocení valence a dva byly definovány jako neutrální (nízké hodnocení arousalu a střední hodnocení valence). Deset instrumentálních zvuků bylo v této práci hodnoceno poprvé a představují originální příspěvek k současnému stavu poznání. Hudební skladby byly v naší studii považovány za „abstraktní“ formu stimulace. Instrumentální skladby totiž posluchačům nesdělují bezprostřední význam a emocionální obsah skladby se místo toho vztahuje k rysům v rámci skladby (např. tonalita, tempo atd.)16,17 . Zařazení skladeb klasické hudby do naší databáze bylo motivováno nedávným zájmem o souvislost mezi hudebními skladbami a emocionálními reakcemi14-17. Všechny sluchové podněty byly účastníkům prezentovány pomocí páru sluchátek (Beat Studio, Monster); hlasitost sluchových podnětů nepřesáhla hranici 90 dB (IADS #275, scream). Doba trvání všech vybraných sluchových podnětů IADS byla 6 s, kromě jednoho trvajícího 5 s (viz tabulka 1). Doba trvání abstraktně-klasických sluchových podnětů se mohla lišit podle hudební věty (viz tabulka 1).

Vizuální podněty

Dvacet vizuálních podnětů zahrnuje deset obrázků z databáze IAPS a deset abstraktních obrázků (viz tabulka 1). Deset obrázků z databáze IAPS bylo vybráno podle jejich skóre SAM v oblasti valence a arousalu, které bylo uvedeno v předchozích pracích3. Konkrétně byly vybrány dva obrázky s vysokým hodnocením vzrušení a vysokým hodnocením valence, dva s nízkým hodnocením vzrušení a nízkým hodnocením valence, dva s nízkým hodnocením vzrušení a vysokým hodnocením valence a dva s vysokým hodnocením vzrušení a nízkým hodnocením valence a dva byly obrázky definované jako neutrální (nízké hodnocení vzrušení a střední hodnocení valence). Deset abstraktních obrázků bylo libovolně vybráno z děl renomovaných umělců, takže jejich hodnocení arousality, valence a dominance bylo v této práci hodnoceno poprvé. Výběr abstraktního umění jako emočního podnětu byl inspirován množstvím literatury o emocích, umění a estetice8,36 . Zařazením děl abstraktního umění do našeho experimentu testujeme emoční vizuální podněty, které se stejně jako v případě instrumentálních děl v akustické oblasti nevztahují ke zřejmému významu. Údaje, které uvádíme, by mohly posloužit k dalšímu zkoumání souvislosti mezi estetickými a emocionálními reakcemi. Všechny vizuální podněty byly prezentovány uprostřed obrazovky monitoru (26 palců), umístěné ve vzdálenosti asi 40 cm od účastníků, přičemž střed byl zarovnán do úrovně očí účastníků. Vizuální podněty byly zobrazovány po dobu 15 s.

Haptické podněty

Deset haptických podnětů bylo dodáno pomocí haptického zařízení umístěného uprostřed vzduchu, které vyvinula společnost Ultrahaptics Ltd (http://ultrahaptics.com/). Tato technologie mid-air haptic umožňuje vytvářet hmatové vjemy prostřednictvím fokusovaných ultrazvukových vln, což vede k pocitům, které lze popsat jako suchý déšť, obláčky vzduchu37. Haptické zařízení se skládá ze soustavy ultrazvukových měničů 16 × 16; každý měnič lze aktivovat samostatně, postupně nebo současně s jinými měniči, a vytvářet tak jedinečné vzory lišící se umístěním, intenzitou, frekvencí a dobou trvání38. deset různých haptických podnětů použitých v tomto experimentu je prezentováno ve formě haptických vzorů. Tyto vzory byly vybrány ze seznamu haptických vzorů vytvořených a dříve ověřených Obristem a jeho kolegy25. Tyto vzory se liší umístěním (16 různých míst specifikovaných v mřížce 4×4) na dlani uživatele, intenzitou (tři úrovně: nízká – střední – vysoká), frekvencí (pět možností, rozsah: 16-256 Hz) a dobou trvání (200-600 ms). Upozorňujeme, že tyto obrazce byly určeny pro pravou ruku uživatele, a proto byly doručeny na pravou ruku účastníka bez ohledu na dominanci ruky.

Samohodnocení hodnocení

Hodnocení vlastní emoční reakce účastníky bylo zaznamenáno pomocí Self-Assessment Manikin (SAM) (viz obr. 2), což je neverbální obrazová technika hodnocení emoční reakce podél tří složek: Valence (zda je vyvolaná emoce pozitivní nebo negativní), Arousal (jak moc vyvolaná emoce „aktivuje“) a Dominance (zda se účastník cítí „pod kontrolou“ emoce), které jsou často označovány jako hlavní deskriptory všech emočních aktivací26. SAM poprvé navrhli Bradley a Lang24 a odráží myšlenku, že emoce, jak je známe (tj. strach, radost, hněv, klid atd.), lze znázornit na dvourozměrném prostoru, který má jako hlavní ortogonální osy Valenci a Vzrušení. Přestože diskuse o různých teoriích emocí přesahuje rámec tohoto článku, stojí za to zvážit výhodu použití přístupu SAM ve srovnání s dotazníkem odrážejícím kategoriální model emocí (tj. Geneva Emotions Wheel). Ve srovnání s kategoriálním přístupem k emocím27 nám totiž tento přístup umožnil obejít sémantické implikace a idiosynkrazie, které mohli mít účastníci při pojmenovávání emocí, které pociťují39 , a místo toho se zaměřit na hodnocení vlastního emočního stavu. Hodnotící škály byly zobrazeny na obrazovce počítače. Pod každou hodnotící škálou byla zobrazena vodorovná lišta o stejné délce jako pět obrazových reprezentací SAM s kurzorem uprostřed lišty. Účastníci měli k dispozici pět různých figurín jako vizuální referenci pro každou emoční dimenzi (tj. vzrušení, valenci a dominanci). Účastníci mohli regulovat polohu kurzoru nad pruhem pomocí myši, se kterou manévrovali pravou rukou. Hodnotící škály se pohybují od 0 do 100 v krocích po 1 bodu, kde 0 odpovídá krajní levé figuríně a 100 krajní pravé figuríně26. Kontinuální vizuální analogová škála byla použita s ohledem na větší přesnost parametrické analýzy dat a větší citlivost na změny v hodnocení40. Účastníkům nebyl dán žádný časový limit na zodpovězení dotazníku SAM.

Záznam kožní vodivosti a extrakce rysů

Odezva kožní vodivosti (SC) byla měřena pomocí bezdrátového zařízení Shimmer3 GSR+ Unit (Shimmer Sensing, Dublin). Dvě 8mm prstové elektrody typu snap style TYPE (např.: Ag-AgCl) (elektrody GSR, Shimmer Sensing) s konstantním napětím (0,5 V) byly připevněny k mezičlánkům ukazováčku a prsteníčku levé ruky účastníků. Záznamové zařízení SC bylo bezdrátově připojeno k počítači pro digitalizaci dat prostřednictvím softwaru ShimmerCapture. Parametr zesílení byl nastaven na 10 mSiemens (μS)/Volt, rozlišení A/D bylo 12 bitů, což umožňovalo zaznamenávat reakce v rozsahu od 2 do 100 μS.

Každý záznam byl analyzován pomocí souboru nástrojů MATLAB Ledalab. V prvním kroku byla data převzorkována a očištěna od artefaktů (viz Technická validace). Extrakce rysů byla získána pomocí kontinuální dekonvoluční analýzy41 (CDA). CDA rozděluje signál SC na fázickou a tonickou složku, což usnadňuje extrakci rysů souvisejících s determinovanými událostmi (spouštěči). Funkce související s událostmi získané pomocí CDA jsou uvedeny v tabulce 2, která byla upravena z původní tabulky uvedené na adrese www.ledalab.de. Upozorňujeme, že zatímco spouštěč vyvolávající rysy související s událostmi byl nastaven na začátek podnětu, časové okno uvažované pro výpočet rysů souvisejících s událostmi zahrnovalo celé trvání podnětu plus 4 s (diskusi o trvání tohoto časového okna naleznete níže v části Poznámky k použití a omezení databáze). Ze surového signálu byly rovněž získány standardní rysy od koryta k vrcholu (TTP) a globální míry (průměrná a maximální výchylka, viz tabulka 2).

Všeobecně byly rysy související s reakcí SC při více příležitostech spojeny s emočními reakcemi (a zejména s reakcemi s vysokým vzrušením)31-33 . Emocionální stavy charakterizované vysokým vzrušením korelují s aktivací reakce boj nebo let. Tato reakce je regulována autonomním systémem (a zejména sympatickým systémem), který následně aktivuje sudomotorický nerv, což vyvolává uvolňování potu z potních žláz v kůži ruky. Příklad signálu SC je uveden na obr. 3.

.