Participants
One hundred, healthy volunteers attended in the experiment (mean=26.88 years; SD=9.11; range from 18 to 71 years, 61 females). 9人を除くすべての参加者が右利きであることを表明した。 事前スクリーニングにより、視力が正常（または正常に補正された）であり、神経学的、心理学的、精神医学的障害の既往がなく、触覚や聴覚に障害のない参加者のみが実験に参加することができた。 参加者はサセックス大学から募集され、実験の目的についてナイーブであり、参加費を受け取り、文書によるインフォームドコンセントを行った。 この研究はヘルシンキ宣言の原則に従って行われ、サセックス大学倫理委員会(Sciences & Technology Cross-Schools Research Ethics Committee, Ref: ER/EG296/1)の承認を受けた。
Acquisition setup and procedure
参加者はコンピュータ画面の前に快適に座ってもらうように招待された。 5512>
(a) mid-air haptic deviceを含む箱の模式図（左）と写真（右）. (b) 実験装置の概略図(左)と写真(右)。 (c) 実験手順の模式図。 まず、参加者に約5分間リラックスしてもらい、その後、実験開始前に60秒間の休憩をとる。刺激の前に3秒間のカウントダウンがあり、刺激が表示される。
参加者がリラックスし、実験の準備をし、実験装置に慣れるために可変の時間（約5分）が与えられた。 特に、この時間内に、参加者は、まず、実験者から、右手を触覚装置に正しく置く方法を示され、次に、実験中、それを再現できるように、右手を繰り返し置くよう求められ、手の位置を記憶させられた。 さらに、参加者は左手の快適な位置を見つけるよう促され、実験期間中は動かさないよう指示された。
実験開始時、参加者はSC信号がベースラインに達するまで60秒間、再びリラックスしてもらうよう指示された。 実験開始時にSCの記録が開始され、実験終了まで継続された。 各感情刺激の提示は、SC信号の意味を解釈するために、データログに感情トリガーと記された。
感情刺激は無作為の順序で提示された。 特に、刺激提示は感覚モダリティに関連したスケールバイアス（すなわち、参加者が感覚モダリティによって異なるスケールを採用すること）を避けるため、ブロックランダムではなく、完全にランダム化された。 各刺激の前に、画面中央に3秒間のカウントダウンが表示され、その後、刺激が表示された。 触覚・聴覚刺激が提示される際には、画面上に「playing audio」または「playing haptics」という文章が同時に表示され、これから提示される刺激の感覚モダリティを参加者に知らせた。 各刺激の後、参加者はSAM26のオリジナル版（下記の自己評価参照）を用いて刺激を評価するよう求められ、したがって、右手で刺激を覚醒度、価数、優位性26に従って評価するよう求められた。 SAMの各次元は、無作為の順序で、次々と提示された。 SAMの最後の質問に答えると、新しいカウントダウンが始まり、新しい試行の開始を示す。 各カウントダウンが始まると、参加者は、事前学習で学んだように、宙吊りハプティック装置（Ultrahaptics®）の入った黒いプレキシグラスの箱の上に右手を楽に置くようになった。 箱は上面が開口しており、参加者に近い縁には手首を支えるソフトサポートが取り付けられている。参加者は、開口部の上に右手を楽に置くことができ、20cmの距離で手のひらを完全に宙吊りハプティックデバイスに露出させた（Fig. 1）。 注目すべきは、この箱のデザインによって、参加者が標準的な方法で簡単にデバイスの上に手を置くことができるようになったことです。 さらに、実験中は実験者が参加者を補助し、手の位置を間違えた場合には試行を繰り返した。
刺激
聴覚刺激
聴覚刺激は、IADSデータベースからの10音（表1参照）と、様々な楽曲からの10楽器の抽出（表2参照）からなる。 IADSの10音は、先行研究13で報告された価値と覚醒に関するSAMスコアに従って選択された。 IADSの音は、2つが高い覚醒度と高い価値観の評価、2つが低い覚醒度と低い価値観の評価、2つが低い覚醒度と高い価値観の評価、2つが高い覚醒度と低い価値観の評価、2つが中立（低い覚醒度と中程度の価値観の評価）と定義されるように選択された。 10個の器楽音は、本研究で初めて評価されたものであり、現状への独自の貢献を構成するものである。 本研究では、音楽曲は「抽象的」な刺激の一形態とみなした。 実際、器楽曲は聴衆に直接的な意味を伝えず、曲の感情内容は代わりに作曲内の特徴（調性、テンポなど）16,17に関連するものである。 クラシック音楽の楽曲をデータベースに加えたのは、楽曲と感情反応との関連性に近年注目が集まっているためである14-17。 聴覚刺激はすべてヘッドフォン（Beat Studio, Monster）を用いて参加者に提示され、聴覚刺激の音量は90dB制限（IADS #275、scream）を超えないようにした。 IADSの聴覚刺激の持続時間は、5秒のものを除き、すべて6秒であった（表1参照）。 アブストラクト・クラシック聴覚刺激の持続時間は音楽文によって異なる(表1参照)。
視覚刺激
20種類の視覚刺激はIAPSデータベースから10枚と、10の抽象画像からなる（表1参照）。 IAPSの10枚の絵は、先行研究3において報告された価値と覚醒に関するSAMスコアに従って選択されたものである。 具体的には、高喚起・高価値の絵が2枚、低喚起・低価値の絵が2枚、低喚起・高価値の絵が2枚、高喚起・低価値の絵が2枚、中立（低喚起・中間値）とされる絵が2枚であった。 この10枚の抽象画は、著名な芸術家の作品から任意に選んだものであり、その覚醒度、価数、優位性のスコアは、今回の研究で初めて評価されたものである。 抽象画を感情刺激として選択したのは、感情、芸術、美学に関する一連の文献8,36から着想を得たものである。 抽象芸術作品を実験に取り入れることで、音響領域における器楽曲と同様に、明らかな意味に関連しない感情的な視覚刺激を検証することができた。 この実験によって得られたデータは、美的感覚と感情的な反応の関連性をさらに探るのに役立つと思われる。 すべての視覚的刺激は、モニター画面（26インチ）の中央に提示され、参加者から約40cmの距離に置かれ、中央は参加者の目の高さに合わせられた。 視覚刺激は15秒間表示された。
触覚刺激
触覚刺激は、Ultrahaptics Ltd（http://ultrahaptics.com/）が開発した宙吊り触覚装置により10回行われた。 この宙づり触覚技術は、集束した超音波によって触覚を作り出すことができ、乾いた雨、空気のふくらみと表現できるような感覚を得ることができる37。 触覚デバイスは、16×16の超音波トランスデューサーの配列で構成されている。各トランスデューサーは、個別、連続、または他のトランスデューサーと同時に作動させることができるため、位置、強度、周波数、持続時間が異なる独自のパターンを作り出すことができる38。本実験で用いた10種類の触覚刺激は、触覚パターンとして提示されている。 これらのパターンは、Obristらによって作成され、以前に検証された触覚パターンのリストから選択された25。 これらのパターンは、ユーザの手のひら上の位置（4×4のグリッドで指定された16の異なる位置）、強度（3つのレベル：低 – 中 – 高）、周波数（5つのオプション、範囲：16-256 Hz）、および持続時間（200-600 ms）が変化する。 なお、このようなパターンは、ユーザーの右手用に設計されているため、手の優位性を考慮せずに、参加者の右手に配信された。
Self-Assessment rating
参加者による自身の情動反応の評価は、情動反応を3要素に沿って評価する非言語絵文字評価手法のSAM（図2）により記録された。 SAMは、Valence（誘発された感情がポジティブかネガティブか）、Arousal（誘発された感情がどの程度「活性化」しているか）、Dominance（参加者が感情を「制御している」と感じているか）の3つの要素で感情反応を評価する非言語絵文字評価法で、これらはしばしばすべての感情活性化の主要記述子として特定される26。 SAMはBradleyとLangによって最初に提案され24、我々が知っている感情（すなわち、恐怖、喜び、怒り、平静など）は、ValenceとArousalを主な直交軸とする2次元空間上で表すことができるという考えを反映したものである。 感情に関するさまざまな理論について議論することはこの論文の範囲外ですが、感情のカテゴリーモデルを反映した質問紙（Geneva Emotions Wheelなど）と比較して、SAMアプローチを用いることの利点を考えることは価値があります。 実際、感情のカテゴリカルアプローチ27と比較して、このアプローチでは、参加者が感じている感情を名付ける際に持ちうる意味的含意や特異性を回避することができ39、代わりに自身の感情状態の評価に焦点を当てることができた。 評価尺度はコンピュータの画面上に表示された。 各評価尺度の下には、5つのSAMの絵による表現と同じ長さの横棒が表示され、棒の中心にはカーソルが表示された。 参加者は、各感情の次元（すなわち、覚醒、価、優位）の視覚的参照として、5種類のマネキンを持っていた。 参加者は、右手で操作するマウスによって、バー上のカーソルの位置を調節することができた。 評価尺度は0から100まで1ポイント刻みで、0が極左のマネキン、100が極右のマネキンに相当する26。 また、パラメトリックなデータ解析の正確さと評価における変化への敏感さを考慮し、連続的なビジュアルアナログスケールを使用した40。 5512>
SAM scale used in the experiment to capture participants’ emotional reaction on three dimensions.参加者にSAMに答える時間制限は設けず、SAMは3次元の感情反応を測定する。 (
Skin conductance recording and features extraction
Skin conductance (SC) response was measured with a Shimmer3 GSR+ Unit wireless device (Shimmer Sensing, Dublin).上段から下段まで、ヴァレンス (top), 覚醒 (mid), 支配 (bottom) の値を表現するマネキンが、このスケールを使用しています。） 左手人差し指と薬指の中間指節に、定電圧（0.5V）の8mmスナップ式指TYPE（例えば：Ag-AgCl）電極（GSR電極、Shimmer Sensing）を2個装着した。 SC記録装置はPCに無線接続し、ShimmerCaptureソフトウェアでデータをデジタル化した。 ゲインパラメータは10 mSiemens (μS)/ Voltに設定され、A/D分解能は12ビットで、2～100μSまでの反応を記録することができた。 最初のステップとして、データをダウンサンプリングし、アーティファクトを除去した（技術的検証を参照）。 特徴抽出は連続デコンボリューション解析41 (CDA)によって行われた。 CDAはSC信号を位相成分と緊張成分に分割し、確定的なイベント（トリガー）に関連する特徴の抽出を容易にする。 CDAで得られたイベント関連の特徴を表2に示す。これは、www.ledalab.de で発表されたオリジナルの表から引用したものである。 事象関連特徴を引き出すトリガーは刺激の最初に設定されているが、事象関連特徴を計算するために考慮した時間窓は、刺激の全時間と4秒を含んでいることに注意されたい（この時間窓の時間に関する議論は、下記のデータベースの使用上の注意と制限を参照されたい）。 また、標準的なtrough-to-peak（TTP）特徴量も生信号から取得し、グローバル尺度（平均と最大偏向、表2参照）も取得した。
一般に、SC反応に関連する特徴量は、情動反応（特に高覚醒反応）31〜33と複数の機会で関連してきた。 高い覚醒度によって特徴づけられる情動状態は、闘争または飛翔反応の活性化と相関している。 このような反応は、自律神経系（特に交感神経系）によって制御されており、交感神経が汗腺を活性化し、手の皮膚の汗腺からの発汗を誘発する。
青い部分は信号の相性成分、灰色の部分はトニック成分であることを表しています。 赤線はトリガー（刺激を与えた瞬間）を示す。