Emocionális értékelések és bőrvezetési válasz vizuális, auditív és haptikus ingerekre

Tagadók

A kísérletben száz egészséges önkéntes vett részt (átlag=26,88 év; SD=9,11; tartomány: 18 és 71 év között; 61 nő). Kilenc kivételével valamennyi résztvevő jobbkezesnek vallotta magát. Az előzetes szűrés során csak olyan résztvevők vehettek részt a kísérletben, akik normális (vagy normálisra korrigált) látással rendelkeztek, akiknek nem volt neurológiai, pszichológiai vagy pszichiátriai rendellenességük, és nem volt taktilis vagy halláskárosodásuk. A résztvevőket a Sussexi Egyetemen toborozták, a kísérlet célját illetően naivak voltak, a részvételért fizetést kaptak, és írásbeli beleegyezést adtak. A vizsgálatot a Helsinki Nyilatkozat elveinek megfelelően végeztük, és a Sussexi Egyetem etikai bizottsága jóváhagyta (Sciences & Technology Cross-Schools Research Ethics Committee, Ref: ER/EG296/1).

Az adatfelvétel felépítése és menete

A résztvevőket arra kérték, hogy üljenek kényelmesen egy számítógépes képernyő elé. SC rögzítő elektródákat (GSR-elektródák, Shimmer®) helyeztünk el a résztvevők bal kezének mutató- és gyűrűsujjára (mint a 35. hivatkozásban) az 1. ábrán látható módon.

A résztvevőknek változó mennyiségű időt (körülbelül öt percet) hagytunk arra, hogy pihenjenek, felkészüljenek a kísérletre, és megismerkedjenek a kísérleti elrendezéssel. Különösen ez idő alatt a résztvevőknek először a kísérletvezető megmutatta, hogyan kell helyesen a jobb kezüket a haptikus eszközre helyezni, majd arra kérték őket, hogy többször tegyék rá a jobb kezüket, megjegyezve a kéz helyzetét, hogy azt a kísérlet során meg tudják ismételni. Ezenkívül a résztvevőket arra kérték, hogy találjanak egy kényelmes pozíciót a bal kezüknek, amelyet a kísérlet időtartama alatt ne mozdítsanak el.

A kísérlet elején a résztvevőket ismét megkérték, hogy 60 s időtartamig pihenjenek, hogy az SC jel elérje az alapvonalat. A kísérlet kezdetén az SC-felvétel elindult, és a kísérlet végéig folyamatosan futott. Az egyes érzelmi ingerek átadását érzelmi kiváltóként jelöltük az adatnaplóban, hogy segítsen értelmezni az SC jel jelentését.

Az érzelmi ingereket randomizált sorrendben mutattuk be. Különösen az ingerek bemutatása teljesen randomizált volt, nem pedig blokk randomizált, hogy elkerüljük az érzékszervi modalitással kapcsolatos skála torzítást (azaz a résztvevők különböző skálákat fogadnak el az érzékszervi modalitástól függően). Minden egyes inger előtt a képernyő közepén egy három másodperces visszaszámlálás jelent meg, amelyet az inger követett. Amikor egy haptikus vagy auditív inger került bemutatásra, egyidejűleg egy mondat jelent meg a képernyőn (vagy “hang lejátszása” vagy “haptikus lejátszás”), amely tájékoztatta a résztvevőket a közelgő inger érzékszervi modalitásáról. Minden egyes inger után a résztvevőket arra kérték, hogy értékeljék az ingereket a SAM26 eredeti változatának használatával (lásd az alábbi önértékelési értékelést), ezért az ingereket az arousal, a valencia és a dominancia26 szerint értékelték a jobb kezükkel. A SAM minden egyes dimenzióját véletlenszerű sorrendben, egymás után mutatták be. A SAM utolsó kérdésére adott válasz után új visszaszámlálás kezdődött, ami egy új kísérlet kezdetét jelezte. Minden visszaszámlálás kezdetén a résztvevők a jobb kezüket kényelmesen elhelyezték egy fekete plexidobozon, amely egy levegőközeli haptikus eszközt (Ultrahaptics®) tartalmazott, ahogyan azt korábban az ismerkedés során megtanulták. A doboz a felső oldalán nyitott volt, és a résztvevőhöz közeli szélén egy puha csuklótámasz volt rögzítve, így a résztvevők kényelmesen a jobb kezüket a nyílás fölé helyezhették, úgy, hogy a tenyér teljesen ki volt téve a levegő közepén lévő haptikus eszköznek 20 cm távolságban (1. ábra). Figyelemre méltó, hogy a doboz kialakítása lehetővé tette a résztvevők számára, hogy kezüket könnyen, szabványosított módon az eszköz fölé helyezzék. Ráadásul a kísérletvezető a kísérlet során végig segítette a résztvevőket, és megismételte a próbákat, ha a kéz rosszul helyezkedett el.

Stimulusok

Auditorikus ingerek

A auditív ingerek tíz hangot tartalmaznak az IADS adatbázisából (lásd 1. táblázat), valamint tíz hangszeres kivonatot különböző zeneszámokból (lásd 2. táblázat). Az IADS-ből származó tíz hangot a korábbi munkákban13 közölt, a valenciára és az arousalra vonatkozó SAM-pontszámok alapján választottuk ki. Az IADS hangokat úgy választottuk ki, hogy két hang magas arousal és magas valenciaértékelést kapott, kettő alacsony arousal és alacsony valenciaértékelést kapott, kettő alacsony arousal és magas valenciaértékelést kapott, kettő magas arousal és alacsony valenciaértékelést kapott, kettő pedig semlegesnek (alacsony arousal és közepes valenciaértékelés) minősült. A tíz hangszeres hangot ebben a munkában értékelték először, és eredeti hozzájárulást jelentenek a tudomány jelenlegi állásához. A zenei darabokat vizsgálatunkban az ingerlés “absztrakt” formájának tekintettük. A hangszeres darabok valójában nem közvetítenek közvetlen jelentést a hallgatók számára, és a darab érzelmi tartalma inkább a kompozíción belüli jellemzőkhöz (pl. tonalitás, tempó stb.) kapcsolódik16,17. A klasszikus zenei darabok adatbázisunkba való felvételét a zeneművek és az érzelmi reakciók közötti kapcsolat iránti közelmúltbeli érdeklődés motiválta14-17 . Minden hallási ingert fejhallgatóval (Beat Studio, Monster) mutattunk be a résztvevőknek; a hallási ingerek hangereje nem haladta meg a 90 dB-es határértéket (IADS #275, sikoly). Az összes kiválasztott IADS auditív inger időtartama 6 s volt, egy 5 s időtartamú inger kivételével (lásd az 1. táblázatot). Az absztrakt-klasszikus auditív ingerek időtartama a zenei mondatnak megfelelően változhatott (lásd 1. táblázat).

Vizuális ingerek

A húsz vizuális inger tíz képet tartalmaz az IAPS adatbázisból és tíz absztrakt képet (lásd az 1. táblázatot). A tíz képet az IAPS-ből a korábbi munkákban közölt SAM-pontszámok alapján választottuk ki a valencia és az arousal tekintetében3. Különösen két olyan képet választottunk ki, amelyek magas arousal- és magas valenciaértékelést kaptak, kettő alacsony arousal- és alacsony valenciaértékelést, kettő alacsony arousal- és magas valenciaértékelést, kettő magas arousal- és alacsony valenciaértékelést, kettő pedig semlegesnek meghatározott kép volt (alacsony arousal- és közepes valenciaértékelés). A tíz absztrakt képet neves művészek munkáiból választottuk ki önkényesen, így arousal-, valencia- és dominanciaértéküket először a jelen munkában vizsgáltuk. Az absztrakt művészet mint érzelmi inger kiválasztását az érzelmekkel, művészettel és esztétikával foglalkozó szakirodalom8,36 inspirálta. Azzal, hogy kísérletünkbe absztrakt művészeti alkotásokat is bevontunk, olyan érzelmi vizuális ingereket tesztelünk, amelyek – az akusztikus térben a hangszeres darabokhoz hasonlóan – nem kapcsolódnak nyilvánvaló jelentéshez. Az itt közölt adatok az esztétikai és az érzelmi reakciók közötti kapcsolat további feltárását szolgálhatják. Minden vizuális ingert egy monitor képernyő (26 hüvelyk) közepén mutattunk be, amelyet a résztvevőktől kb. 40 cm távolságra helyeztünk el, a középpontot a résztvevők szemmagasságában igazítva. A vizuális ingerek 15 másodpercig jelentek meg.

Haptikus ingerek

Tíz haptikus inger az Ultrahaptics Ltd. (http://ultrahaptics.com/) által kifejlesztett, levegőben elhelyezett haptikus eszközzel került bemutatásra. Ez a levegőközeli haptikus technológia lehetővé teszi a tapintási érzetek létrehozását fókuszált ultrahanghullámok segítségével, ami olyan érzeteket eredményez, amelyek száraz esőnek, levegőfújásnak37 írhatók le. A haptikus eszköz 16×16 ultrahangos jelátalakítóból álló tömböt tartalmaz; minden egyes jelátalakítót külön-külön, egymás után vagy más jelátalakítókkal egyidejűleg lehet aktiválni, így egyedi mintákat hozva létre, amelyek elhelyezkedése, intenzitása, frekvenciája és időtartama változó38. A jelen kísérletben használt tíz különböző haptikus inger haptikus minták formájában jelenik meg. Ezeket a mintákat az Obrist és munkatársai25 által létrehozott és korábban validált haptikus minták listájából választották ki. Ezek a minták a felhasználók tenyerén való elhelyezkedés (16 különböző, 4×4-es rácsban meghatározott hely), az intenzitás (három szint: alacsony – közepes – magas), a frekvencia (öt lehetőség, tartomány: 16-256 Hz) és az időtartam (200-600 ms) tekintetében változnak. Kérjük, vegye figyelembe, hogy ezeket a mintákat a felhasználó jobb kezére tervezték, és ezért a résztvevő jobb kezére juttatták el, a kézdominancia figyelembevétele nélkül.

Self-Assessment rating

A résztvevők saját érzelmi reakciójuk értékelését a Self-Assessment Manikin (SAM) (lásd 2. ábra) segítségével rögzítették, amely egy nem verbális képi értékelési technika, amely három összetevő mentén értékeli az érzelmi reakciót: Valencia (a kiváltott érzelem pozitív vagy negatív-e), arousal (mennyire “aktivál” a kiváltott érzelem) és dominancia (a résztvevő úgy érzi-e, hogy “uralja” az érzelmet), amelyeket gyakran az összes érzelmi aktiváció fő leírójaként azonosítanak26. A SAM-et először Bradley és Lang javasolta24 , és azt az elképzelést tükrözi, hogy az általunk ismert érzelmek (pl. félelem, öröm, harag, nyugalom stb.) egy kétdimenziós térben ábrázolhatók, amelynek fő ortogonális tengelyei a Valencia és az Arousal. Annak ellenére, hogy az érzelmek különböző elméleteinek tárgyalása meghaladja e tanulmány kereteit, érdemes megfontolni a SAM megközelítés alkalmazásának előnyeit az érzelmek kategorikus modelljét tükröző kérdőívvel (pl. a genfi érzelmek kereke) szemben. Valójában az érzelmek kategorikus megközelítéséhez27 képest ez a megközelítés lehetővé tette számunkra, hogy megkerüljük azokat a szemantikai implikációkat és idioszinkráziákat, amelyeket a résztvevők az általuk érzett érzelem megnevezésével kapcsolatban tapasztalhattak39 , ehelyett saját érzelmi állapotuk értékelésére összpontosítva. Az értékelő skálákat a számítógép képernyőjén jelenítettük meg. Minden egyes értékelési skála alatt az öt SAM képi ábrázolásával azonos hosszúságú vízszintes sávot mutattunk be, a sáv közepén egy kurzorral. A résztvevőknek az öt különböző próbabábu vizuális referenciaként szolgált minden egyes érzelmi dimenzióhoz (pl. arousal, valencia és dominancia). A résztvevők a jobb kezükkel manőverezett egér segítségével szabályozhatták a kurzor pozícióját a sáv felett. Az értékelési skálák 0-tól 100-ig terjedtek, 1 pontos lépésekben, ahol a 0 a bal szélsőséges bal oldali próbabábunak, a 100 pedig a jobb szélsőséges jobb oldali próbabábunak felel meg26. Folyamatos vizuális analóg skálát használtunk, hogy a parametrikus adatelemzésben nagyobb pontosságot és az értékelésben nagyobb érzékenységet biztosítsunk a változásokra40. A résztvevőknek nem adtunk időkorlátot a SAM megválaszolására.

A bőr konduktancia rögzítése és a jellemzők kinyerése

A bőr konduktancia (SC) válaszát a Shimmer3 GSR+ Unit vezeték nélküli készülékkel (Shimmer Sensing, Dublin) mérték. A résztvevők bal mutató- és gyűrűsujjának középső ujjpercére két 8 mm-es, állandó feszültséggel (0,5 V) ellátott 8 mm-es snap stílusú TYPE (pl.: Ag-AgCl) elektródát (GSR elektródák, Shimmer Sensing) erősítettek. Az SC rögzítő készüléket vezeték nélkül csatlakoztatták egy PC-hez az adatok digitalizálásához a ShimmerCapture szoftveren keresztül. Az erősítési paramétert 10 mSiemens (μS)/Voltra állítottuk be, az A/D felbontás 12 bit volt, ami lehetővé tette a 2 és 100 μS közötti válaszok rögzítését.

Minden felvételt a MATLAB Ledalab eszköztárával elemeztünk. Első lépésként az adatokat lemintavételeztük és megtisztítottuk az artefaktumoktól (lásd a technikai validálást). A jellemzők kinyerése folyamatos dekonvolúciós elemzéssel41 (CDA) történt. A CDA az SC jelet egy fázisos és egy tónusos komponensre osztja, ami megkönnyíti a determinált eseményekkel (triggerekkel) kapcsolatos jellemzők kinyerését. A CDA segítségével nyert eseményhez kapcsolódó jellemzőket a 2. táblázat mutatja, amely a www.ledalab.de oldalon bemutatott eredeti táblázatból lett átdolgozva. Kérjük, vegye figyelembe, hogy míg az eseményhez kapcsolódó jellemzőket kiváltó trigger az inger kezdetén volt beállítva, az eseményhez kapcsolódó jellemzők kiszámításához figyelembe vett időablak az inger teljes időtartamát, plusz 4 s-t foglalta magába (az időablak időtartamának megvitatását lásd az alábbi Felhasználási megjegyzések és az adatbázis korlátai című részben). A nyers jelből standard mélypont-csúcs (TTP) jellemzőket is nyertünk, valamint globális méréseket (átlagos és maximális eltérés, lásd a 2. táblázatot).

Az SC-válaszhoz kapcsolódó jellemzőket általában több alkalommal is kapcsolatba hozták az érzelmi válaszokkal (és különösen a magas arousalú válaszokkal)31-33 . A magas arousal által jellemzett érzelmi állapotok korrelálnak a harc vagy repülés válasz aktiválásával. Ezt a választ a vegetatív rendszer (és különösen a szimpatikus rendszer) szabályozza, amely viszont aktiválja a sudomotoros ideget, ami a kéz bőrén található verejtékmirigyekből történő izzadságkibocsátást váltja ki. Egy példa az SC jelre a 3. ábrán látható.