Tunnearviot ja ihon sähkönjohtavuusvaste visuaalisiin, auditiivisiin ja haptisiin ärsykkeisiin

Osallistujat

Kokeeseen osallistui satakunta tervettä vapaaehtoista henkilöä (keskiarvo=26.88 vuotta; SD=9.11; vaihteluväli: 18-71 vuotta; 61 naista). Kaikki paitsi 9 osallistujaa ilmoittivat olevansa oikeakätisiä. Ennakkotarkastuksen perusteella kokeeseen saivat osallistua vain osallistujat, joilla oli normaali (tai normaaliksi korjattu) näkö, joilla ei ollut neurologisia, psykologisia tai psykiatrisia häiriöitä ja joilla ei ollut taktiikkaan tai kuuloon liittyviä vammoja. Osallistujat rekrytoitiin Sussexin yliopistosta, he olivat naiiveja kokeen tarkoituksen suhteen, heille maksettiin osallistumisesta ja he antoivat kirjallisen tietoon perustuvan suostumuksen. Tutkimus toteutettiin Helsingin julistuksen periaatteiden mukaisesti, ja Sussexin yliopiston eettinen toimikunta hyväksyi sen (Sciences & Technology Cross-Schools Research Ethics Committee, Ref: ER/EG296/1).

Acquisition setup and procedure

Osallistujat kutsuttiin istumaan mukavasti tietokoneen näytön eteen. Asetimme SC-tallennuselektrodit (GSR-elektrodit, Shimmer®) osallistujien vasemman käden etu- ja rengassormeen (kuten ref. 35), kuten kuvassa 1 on esitetty.

Osallistujille annettiin vaihteleva määrä aikaa (noin viisi minuuttia) rentoutua, valmistautua kokeeseen ja tutustua koejärjestelyyn. Erityisesti tämän ajan kuluessa kokeen suorittaja näytti osallistujille ensin, miten heidän oikea kätensä asetetaan oikein haptisen laitteen päälle, ja sen jälkeen heitä pyydettiin asettamaan oikea kätensä toistuvasti laitteen päälle ja painamaan käden asento mieleen, jotta he voisivat toistaa sitä koko kokeen ajan. Lisäksi osallistujia kehotettiin löytämään mukava asento vasemmalle kädelle, jota heitä ohjeistettiin olemaan liikuttamatta kokeen ajan.

Kokeen alussa osallistujia pyydettiin jälleen rentoutumaan 60 sekunnin ajaksi, jotta SC-signaali saavuttaisi perustason. Kokeen alussa SC-tallennus käynnistettiin, ja se jatkui kokeen loppuun asti. Kunkin emotionaalisen ärsykkeen antaminen merkittiin tietolokiin emotionaaliseksi laukaisijaksi, jotta SC-signaalin merkitys olisi helpompi tulkita.

Etemotionaaliset ärsykkeet esitettiin satunnaistetussa järjestyksessä. Erityisesti ärsykkeiden esittäminen oli täysin satunnaistettu eikä lohko satunnaistettu, jotta vältettäisiin aistimodaliteettiin liittyvä asteikkoharhautus (ts. Osallistujat hyväksyvät erilaisia asteikkoja riippuen aistimodaliteetista). Ennen kutakin ärsykettä näytön keskelle ilmestyi kolmen sekunnin lähtölaskenta, jota seurasi ärsyke. Kun haptinen tai auditiivinen ärsyke esitettiin, näytöllä näytettiin samanaikaisesti lause (joko ”toistaa ääntä” tai ”toistaa haptista ärsykettä”), joka kertoi osallistujille tulevan ärsykkeen aistimismuodon. Jokaisen ärsykkeen jälkeen osallistujia pyydettiin arvioimaan ärsykettä käyttämällä SAM26: n alkuperäistä versiota (katso itsearviointiluokitus, jäljempänä), joten he arvioivat ärsykkeet niiden kiihottumisen, valenssin ja dominanssin26 mukaan oikealla kädellä. Jokainen SAM:n ulottuvuus esitettiin satunnaistetussa järjestyksessä yksi toisensa jälkeen. Kun oli vastattu viimeiseen SAM-kysymykseen, alkoi uusi lähtölaskenta, joka merkitsi uuden kokeen alkamista. Jokaisen lähtölaskennan alussa osallistujat asettivat oikean kätensä mukavasti mustaan pleksilasilaatikkoon, joka sisälsi keskellä ilmaa olevan haptisen laitteen (Ultrahaptics®), kuten he olivat aiemmin oppineet perehdytyksen aikana. Laatikko oli auki yläpuolelta, ja osallistujan lähellä olevaan reunaan oli kiinnitetty pehmeä tuki ranteelle, jotta osallistujat pystyivät mukavasti asettamaan oikean kätensä aukon päälle siten, että kämmen oli täysin alttiina keski-ilman haptiselle laitteelle 20 cm etäisyydellä (kuva 1). Huomionarvoista on, että laatikon muotoilu mahdollisti sen, että osallistujat pystyivät helposti sijoittamaan kätensä laitteen yläpuolelle standardoidulla tavalla. Lisäksi kokeen suorittaja avusti osallistujaa koko kokeen ajan ja toisti kokeet, jos käsi oli sijoitettu väärin.

Stimuli

Auditiiviset ärsykkeet

Auditiiviset ärsykkeet koostuvat kymmenestä äänestä IADS-tietokannasta (ks. taulukko 1) ja kymmenestä instrumentaalisesta otteesta eri sävellyksistä (ks. taulukko 2). Kymmenen IADS-ääntä valittiin niiden aiemmissa töissä13 raportoitujen valenssin ja kiihottumisen SAM-pisteiden perusteella. IADS-äänet valittiin siten, että kahdella äänellä oli korkea arousaalisuus- ja korkea valenssiluokitus, kahdella matala arousaalisuus- ja matala valenssiluokitus, kahdella matala arousaalisuus- ja korkea valenssiluokitus, kahdella korkea arousaalisuus- ja matala valenssiluokitus ja kaksi määriteltiin neutraaleiksi (matala arousaalisuus- ja keskiverto valenssiluokitus). Kymmenen instrumentaaliääntä arvioitiin tässä työssä ensimmäistä kertaa, ja ne muodostavat omaperäisen panoksen alan tutkimustyöhön. Musiikkikappaleita pidettiin tutkimuksessamme ”abstraktina” ärsykemuotona. Itse asiassa instrumentaalikappaleet eivät välitä välittömiä merkityksiä kuulijoille, vaan kappaleen emotionaalinen sisältö liittyy sen sijaan sävellyksen ominaisuuksiin (esim. tonaalisuus, tempo jne.) 16,17. Klassisen musiikin kappaleiden sisällyttäminen tietokantaamme perustui viimeaikaiseen kiinnostukseen musiikkikappaleiden ja tunnereaktioiden välistä yhteyttä kohtaan14-17. Kaikki ääniärsykkeet esitettiin osallistujille kuulokkeilla (Beat Studio, Monster); ääniärsykkeiden äänenvoimakkuus ei ylittänyt 90 dB:n rajaa (IADS #275, huuto). Kaikkien valittujen IADS-ääniärsykkeiden kesto oli 6 sekuntia, lukuun ottamatta yhtä, joka kesti 5 sekuntia (ks. taulukko 1). Abstraktiklassisten kuuloärsykkeiden kesto saattoi vaihdella musiikkilauseen mukaan (ks. taulukko 1).

Visuaaliset ärsykkeet

Kaksikymmentä visuaalista ärsykettä koostuvat kymmenestä kuvasta IAPS-tietokannasta ja kymmenestä abstraktista kuvasta (ks. taulukko 1). Kymmenen kuvaa IAPS-tietokannasta valittiin niiden aiemmissa töissä3 raportoitujen valenssin ja kiihottumisen SAM-pisteiden perusteella. Erityisesti valittiin kaksi kuvaa, joiden arousal- ja valenssiluokitus oli korkea, kaksi kuvaa, joiden arousal- ja valenssiluokitus oli matala, kaksi kuvaa, joiden arousal- ja valenssiluokitus oli matala, kaksi kuvaa, joiden arousal- ja valenssiluokitus oli korkea ja valenssiluokitus oli matala, ja kaksi kuvaa, jotka määriteltiin neutraaleiksi kuviksi (matala arousal- ja keskiverto valenssiluokitus). Kymmenen abstraktia kuvaa valittiin mielivaltaisesti tunnettujen taiteilijoiden töistä, joten niiden arousal-, valenssi- ja dominanssiarvoja arvioitiin tässä työssä ensimmäistä kertaa. Abstraktin taiteen valinta emotionaaliseksi ärsykkeeksi perustui tunteita, taidetta ja estetiikkaa käsittelevään kirjallisuuteen8,36. Sisällyttämällä abstraktin taiteen teoksia kokeeseemme testaamme emotionaalisia visuaalisia ärsykkeitä, jotka eivät akustisen alueen instrumentaalikappaleiden tapaan liity ilmeiseen merkitykseen. Tässä raportoidut tiedot voivat palvella esteettisten ja emotionaalisten reaktioiden välisen yhteyden jatkotutkimusta. Kaikki visuaaliset ärsykkeet esitettiin keskellä monitorinäyttöä (26 tuumaa), joka oli sijoitettu noin 40 cm:n etäisyydelle osallistujista ja jonka keskipiste oli kohdistettu osallistujien silmien tasolle. Visuaalisia ärsykkeitä näytettiin 15 s.

Haptiset ärsykkeet

Kymmenen haptista ärsykettä annettiin Ultrahaptics Ltd:n (http://ultrahaptics.com/) kehittämän keskellä ilmaa olevan haptisen laitteen avulla. Tämä mid-air haptic -tekniikka mahdollistaa tuntoaistimusten luomisen fokusoitujen ultraääniaaltojen avulla, mikä johtaa tuntemuksiin, joita voidaan kuvata kuivana sateena, puhalluksina37. Haptinen laite koostuu 16×16 ultraäänianturin joukosta; jokainen anturi voidaan aktivoida erikseen, peräkkäin tai samanaikaisesti muiden antureiden kanssa, jolloin luodaan ainutlaatuisia kuvioita, jotka vaihtelevat sijainniltaan, voimakkuudeltaan, taajuudeltaan ja kestoltaan.38 Tässä kokeessa käytetyt kymmenen erilaista haptista ärsykettä esitetään haptisten kuvioiden muodossa. Nämä kuviot valittiin Obristin ja kollegoiden aiemmin laatimasta ja validoimasta haptisten kuvioiden luettelosta25. Kuviot vaihtelevat sijainniltaan (16 eri paikkaa 4×4 ruudukossa) käyttäjän kämmenellä, voimakkuudeltaan (kolme tasoa: matala – keskitaso – korkea), taajuudeltaan (viisi vaihtoehtoa, vaihteluväli: 16-256 Hz) ja kestoltaan (200-600 ms). Huomaa, että tällaiset kuviot suunniteltiin käyttäjän oikealle kädelle, ja siksi ne toimitettiin osallistujan oikeaan käteen ottamatta huomioon käden dominanssia.

Self-Assessment-arviointi

Osallistujien arviot omasta emotionaalisesta reaktiostaan kirjattiin käyttämällä Self-Assessment Manikin (SAM) -nukkea (ks. kuvio 2), joka on ei-verbaalinen kuvallista arviointitekniikkaa, joka arvioi emotionaalista reaktiota kolmea osatekijää käyttäen: Valenssi (onko herätetty tunne positiivinen vai negatiivinen), kiihtymys (kuinka paljon herätetty tunne ”aktivoi”) ja hallitsevuus (tunsiko osallistuja tuntevansa tunteen ”hallitsevansa”), joita pidetään usein kaikkien tunneaktivointien tärkeimpinä kuvaajina26. SAM-menetelmää ehdottivat ensimmäisenä Bradley ja Lang24 , ja se heijastaa ajatusta siitä, että tunteet, kuten me ne tunnemme (eli pelko, ilo, viha, raivo, rauhallisuus jne.), voidaan esittää kaksiulotteisessa avaruudessa, jonka ortogonaaliset pääakselit ovat Valenssi ja Arousal. Vaikka tunteiden eri teorioista keskusteleminen ei kuulu tämän asiakirjan piiriin, on syytä pohtia SAM-lähestymistavan käytön etua verrattuna kyselylomakkeeseen, joka heijastaa tunteiden kategorista mallia (esim. Geneva Emotions Wheel). Tunteiden kategoriseen lähestymistapaan27 verrattuna tämä lähestymistapa antoi meille mahdollisuuden ohittaa semanttiset implikaatiot ja erityispiirteet, joita osallistujilla saattoi olla nimetessään tunteita, joita he tunsivat39 , ja keskittyä sen sijaan heidän oman tunnetilansa arviointiin. Arviointiasteikot näytettiin tietokoneen näytöllä. Kunkin arviointiasteikon alapuolella esitettiin vaakasuora palkki, joka oli samanpituinen kuin viiden SAM:n kuvalliset esitykset, ja kursori oli palkin keskellä. Osallistujilla oli viisi erilaista nukkea visuaalisena referenssinä kullekin tunneulottuvuudelle (ts. kiihtymys, valenssi ja dominanssi). Osallistujat pystyivät säätelemään kursorin sijaintia palkin päällä oikealla kädellä ohjatulla hiirellä. Arviointiasteikot vaihtelevat 0:sta 100:aan yhden pisteen askelin, jossa 0 vastaa äärimmäistä vasenta nukkea ja 100 äärimmäistä oikeaa nukkea26. Jatkuvaa visuaalista analogia-asteikkoa käytettiin, jotta parametrinen data-analyysi olisi tarkempi ja arviointi herkempi muutoksille40. Osallistujille ei annettu aikarajaa SAM:iin vastaamiseen.

Hihan konduktanssin tallennus ja piirteiden uuttaminen

Hihan konduktanssin (SC) vaste mitattiin langattomalla Shimmer3 GSR+ Unit -laitteella (Shimmer Sensing, Dublin). Osallistujien vasemman etusormen ja rengassormen välifalangeihin kiinnitettiin kaksi 8 mm:n snap-tyylistä sormityyppistä (kuten: Ag-AgCl) elektrodia (GSR-elektrodit, Shimmer Sensing), joissa oli vakiojännite (0,5 V). SC-tallennuslaite liitettiin langattomasti tietokoneeseen tietojen digitalisoimiseksi ShimmerCapture-ohjelmiston avulla. Vahvistusparametriksi asetettiin 10 mSiemens (μS)/Voltti, A/D-resoluutio oli 12-bittinen, mikä mahdollisti vasteiden tallentamisen välillä 2-100 μS.

Jokainen tallennus analysoitiin MATLABin Ledalab-työkalupakilla. Ensimmäisenä vaiheena tiedot pienennettiin ja puhdistettiin artefakteista (ks. Tekninen validointi). Ominaisuuksien louhinta tehtiin jatkuvan dekonvoluutioanalyysin41 (CDA) avulla. CDA jakaa SC-signaalin faasiseen ja tooniseen komponenttiin, mikä helpottaa määritettyihin tapahtumiin (laukaisijoihin) liittyvien piirteiden erottamista. CDA:n avulla saadut tapahtumiin liittyvät piirteet on esitetty taulukossa 2, joka on mukautettu alkuperäisestä taulukosta, joka on esitetty osoitteessa www.ledalab.de. Huomattakoon, että vaikka tapahtumiin liittyvät piirteet synnyttävä laukaisija asetettiin ärsykkeen alkuun, tapahtumiin liittyvien piirteiden laskennassa käytetty aikaikkuna käsitti koko ärsykkeen keston lisättynä neljällä sekunnilla (tämän aikaikkunan kestoa käsitellään jäljempänä kohdassa ”Käyttöön liittyvät huomautukset ja tietokannan rajoitukset”). Raakasignaalista saatiin myös tavanomaiset TTP-piirteet (trough-to-peak) sekä globaalit mittarit (keskiarvo ja maksimipoikkeama, ks. taulukko 2).

Yleisesti ottaen SC-vasteeseen liittyvät piirteet on useissa yhteyksissä liitetty emotionaalisiin vasteisiin (ja erityisesti korkeaan kiihtymykseen liittyviin vasteisiin)31-33. Tunnetilat, joille on ominaista korkea kiihtymys, korreloivat taistelu- tai lentovasteen aktivoitumisen kanssa. Tällaista vastetta säätelee autonominen järjestelmä (ja erityisesti sympaattinen järjestelmä), joka puolestaan aktivoi sudomotorisen hermon, mikä käynnistää hien vapautumisen käden ihossa olevista hikirauhasista. Esimerkki SC-signaalista on esitetty kuvassa 3.