Participantes
Cem voluntários saudáveis participaram da experiência (média=26,88 anos; DP=9,11; variação: de 18 a 71 anos; 61 mulheres). Todos os participantes, excepto 9, declararam ser destros. A pré-triagem permitiu apenas participantes com visão normal (ou corrigida para o normal), sem histórico de distúrbios neurológicos, psicológicos ou psiquiátricos, e sem deficiências táteis ou auditivas para participar do experimento. Os participantes foram recrutados na Universidade de Sussex, foram ingênuos quanto ao propósito do experimento, foram pagos por sua participação e deram consentimento livre e esclarecido por escrito. O estudo foi conduzido de acordo com os princípios da Declaração de Helsinque e foi aprovado pelo comitê de ética da Universidade de Sussex (Sciences & Technology Cross-Schools Research Ethics Committee, Ref: ER/EG296/1).
Acquisition setup and procedure
Participantes foram convidados a sentar confortavelmente em frente à tela de um computador. Colocamos eléctrodos de gravação SC (GSR Electrodes, Shimmer®) no dedo indicador e anelar da mão esquerda dos participantes (como na ref. 35) como mostra a Fig. 1.
(a) Representação esquemática (esquerda) e imagem (direita) da caixa contendo o dispositivo háptico de ar médio. (b) Representação esquemática (esquerda) e figura (direita) da configuração experimental. (c) Representação esquemática do procedimento experimental. A princípio é pedido ao participante que relaxe por cerca de 5 min; seguido por uma pausa de 60 segundos antes do início do experimento; uma contagem regressiva de três segundos precede o estímulo; o estímulo é exibido; perguntas SAM são apresentadas uma após a outra em uma ordem aleatória; após responder às perguntas começa a contagem regressiva para o próximo estímulo. Todo o procedimento é repetido através do experimento.
Foi permitido aos participantes um tempo variável (aproximadamente cinco minutos) para relaxar, se preparar para o experimento e se familiarizar com a configuração do experimento. Particularmente, dentro desse tempo, os participantes foram primeiro mostrados pelo experimentador como colocar corretamente a mão direita sobre o dispositivo táctil, e depois pediram para colocar repetidamente a mão direita sobre ele, memorizando a posição da mão para que eles pudessem replicá-la durante todo o experimento. Além disso, os participantes foram convidados a encontrar uma posição confortável para a mão esquerda, que eles foram instruídos a não se moverem durante o experimento.
No início do experimento, os participantes foram convidados novamente a relaxar por 60 s, para que o sinal SC atingisse a linha de base. No início do experimento, a gravação de SC foi acionada, e continuou funcionando até o final do experimento. A entrega de cada estímulo emocional foi marcada como disparo emocional no registro de dados para nos ajudar a interpretar o significado do sinal de SC.
Ensímulos emocionais foram apresentados em ordem aleatória. Particularmente, a apresentação dos estímulos foi completamente aleatória, ao invés de bloquear aleatoriamente, para evitar qualquer viés de escala sensorial-modal (ou seja, participantes adotando escalas diferentes, dependendo da modalidade sensorial). Antes de cada estímulo, uma contagem regressiva de três segundos aparecia no centro da tela, seguida do estímulo. Quando um estímulo táctil ou auditivo era apresentado, uma frase era simultaneamente exibida na tela (ou “tocando áudio” ou “tocando háptica”), informando os participantes sobre a modalidade sensorial do próximo estímulo. Após cada estímulo, os participantes foram solicitados a classificar o estímulo usando a versão original da SAM26 (ver classificação de Auto-avaliação, abaixo), portanto classificando os estímulos de acordo com sua excitação, valência e dominância26, com a mão direita. Cada dimensão do SAM foi apresentada em ordem aleatória, uma após a outra. Após responder à última das perguntas do SAM, uma nova contagem regressiva foi iniciada, marcando o início de um novo ensaio. No início de cada contagem regressiva, os participantes posicionaram sua mão direita confortavelmente sobre uma caixa de Plexiglas preta contendo um dispositivo háptico de ar médio (Ultrahaptics®), como haviam aprendido anteriormente durante a familiarização. A caixa estava aberta no lado superior, e um suporte macio para o pulso foi fixado na borda próxima ao participante, de modo que os participantes pudessem colocar confortavelmente a mão direita sobre a abertura, com a palma da mão completamente exposta ao dispositivo háptico de ar médio a uma distância de 20cm (Fig. 1). O design da caixa permitiu aos participantes posicionar facilmente a mão acima do dispositivo de forma padronizada. Além disso, o experimentador auxiliou o participante durante todo o experimento e repetiu os experimentos em caso de posicionamento errado da mão.
Estímulos
Estímulos auditivos
Os estímulos auditivos compreendem dez sons da base de dados da IADS (ver Tabela 1), e dez extratos instrumentais de várias composições (ver Tabela 2). Os dez sons da IADS foram selecionados de acordo com suas partituras SAM em valência e excitação relatadas em trabalhos anteriores13. Os sons da IADS foram selecionados de modo que dois sons tivessem alta e alta valência, dois tivessem baixa e baixa valência, dois tivessem baixa e alta valência, dois tivessem alta e baixa valência e dois fossem definidos como neutros (baixa e média valência). Os dez sons instrumentais foram classificados pela primeira vez neste trabalho, e constituem uma contribuição original para o estado da arte. As peças musicais foram consideradas uma forma “abstrata” de estimulação em nosso estudo. De facto, as peças instrumentais não transmitem um significado imediato aos ouvintes e o conteúdo emocional da peça está, em vez disso, relacionado com características dentro da composição (por exemplo, tonalidade, tempo, etc.)16,17. A inclusão de peças de música clássica na nossa base de dados foi motivada pelo recente interesse na ligação entre as peças musicais e as reacções emocionais14-17. Todos os estímulos auditivos foram apresentados aos participantes por meio de um par de fones de ouvido (Beat Studio, Monster); o volume dos estímulos auditivos não ultrapassou o limite de 90 dB (IADS #275, grito). A duração de todos os estímulos auditivos da IADS selecionados foi de 6 s, com exceção de um com duração de 5 s (ver Tabela 1). A duração dos estímulos auditivos clássicos abstratos pode variar de acordo com a frase musical (ver Tabela 1).
Estímulos visuais
Os vinte estímulos visuais compreendem 10 figuras do banco de dados do IAPS, e dez figuras abstratas (ver Tabela 1). As dez figuras do IAPS foram selecionadas de acordo com seus escores SAM sobre valência e excitação relatados em trabalhos anteriores3. Em particular, duas figuras foram selecionadas com altas taxas de excitação e altas valências, duas com baixas taxas de excitação e baixas valências, duas com baixas taxas de excitação e altas valências e duas com altas taxas de excitação e baixas valências, e duas figuras foram definidas como neutras (baixas taxas de excitação e médias valências). As dez figuras abstratas foram arbitrariamente selecionadas a partir do trabalho de artistas renomados, assim suas classificações de excitação, valência e dominância foram avaliadas pela primeira vez no trabalho atual. A escolha da arte abstrata como estímulo emocional foi inspirada pelo corpo da literatura sobre emoções, arte e estética8,36. Ao incluirmos obras de arte abstrata em nossa experiência, testamos estímulos visuais emocionais que, quanto às peças instrumentais no âmbito acústico, não se relacionam com um significado óbvio. Os dados aqui relatados podem servir para explorar melhor a conexão entre as reações estéticas e emocionais. Todos os estímulos visuais foram apresentados no centro de um monitor (26 polegadas), colocado a cerca de 40 cm de distância dos participantes, com o centro alinhado ao nível dos olhos dos participantes. Os estímulos visuais foram apresentados durante 15 s.
Estímulos estéticos
Dez estímulos hápticos foram apresentados por meio de um dispositivo háptico de ar médio desenvolvido pela Ultrahaptics Ltd (http://ultrahaptics.com/). Esta tecnologia háptica de meio-ar permite a criação de sensações táteis através de ondas de ultra-som focalizadas, resultando em sensações que podem ser descritas como chuvas secas, respingos de ar37. O dispositivo táctil compreende um conjunto de transdutores ultra-sónicos 16×16; cada transdutor pode ser activado individualmente, em sequência, ou simultaneamente com outros transdutores, criando assim padrões únicos que variam em localização, intensidade, frequência e duração38. Estes padrões foram selecionados a partir de uma lista de padrões hápticos criados e previamente validados por Obrist e colegas25. Estes padrões variam em localização (16 locais diferentes especificados em uma grade 4×4) na palma dos usuários, intensidade (três níveis: baixo – médio – alto), freqüência (cinco opções, intervalo: 16-256 Hz) e duração (200-600 ms). Observe que tais padrões foram projetados para a mão direita do usuário, e portanto foram entregues à mão direita do participante, sem considerar a dominância da mão.
Self-Assessment rating
As avaliações dos participantes de sua própria reação emocional foram registradas usando o Manequim de Auto-Avaliação (SAM) (ver Fig. 2), uma técnica de avaliação pictórica não-verbal que avalia a reação emocional ao longo de três componentes: Valência (se a emoção eliciada é positiva ou negativa), Arousal (quanto a emoção eliciada está “ativando”), e Dominância (se o participante se sente “em controle” da emoção), que muitas vezes são identificados como os principais descritores de todas as ativações emocionais26. O SAM foi inicialmente proposto por Bradley e Lang 24, e reflete a idéia de que as emoções como as conhecemos (ou seja, medo, alegria, raiva, calma, etc.) podem ser representadas em um espaço bidimensional que tem Valência e Arousal como eixos ortogonais principais. Apesar de discutir as diferentes teorias das emoções estar além do escopo deste trabalho, vale a pena considerar a vantagem de usar a abordagem SAM em comparação a um questionário que reflete um modelo categórico de emoções (ou seja, a Roda das Emoções de Genebra). De facto, em comparação com uma abordagem categórica das emoções27 , esta abordagem permitiu-nos contornar a implicação semântica e as idiossincrasias que os participantes poderiam ter tido ao nomear a emoção que estavam a sentir39 , concentrando-se em vez disso na avaliação do seu próprio estado emocional. As escalas de classificação foram exibidas na tela do computador. Abaixo de cada escala de classificação foi apresentada uma barra horizontal com o mesmo comprimento das cinco representações pictóricas da SAM, com um cursor no centro da barra. Os participantes tinham os cinco diferentes manequins como referência visual para cada dimensão emocional (ou seja, excitação, valência e dominância). Os participantes puderam regular a posição do cursor sobre a barra por meio de uma manobra do mouse com a mão direita. As escalas de classificação variam de 0 a 100, em passos de 1 ponto, onde 0 corresponde ao manequim extremo esquerdo, e 100 ao manequim extremo direito26. Uma escala analógica visual contínua foi utilizada para contabilizar uma maior precisão na análise de dados paramétricos e uma maior sensibilidade à mudança na avaliação40. Nenhum limite de tempo foi dado aos participantes para responder a SAM.
Skin conductance recording and features extraction
Skin conductance (SC) response was measured with a Shimmer3 GSR+ Unit wireless device (Shimmer Sensing, Dublin). Dois dedos de 8mm estilo snap TYPE (tais como: Ag-AgCl) eletrodos (eletrodos GSR, Shimmer Sensing) com tensão constante (0,5 V) foram ligados às falanges intermediárias dos dedos indicadores e anelares esquerdos dos participantes. O dispositivo de gravação SC foi conectado sem fio a um PC para digitalizar os dados através do software ShimmerCapture. O parâmetro de ganho foi definido em 10 mSiemens (μS)/ Volt, a resolução A/D foi de 12 bits, permitindo gravar respostas variando de 2 a 100 μS.
Cada gravação foi analisada usando a caixa de ferramentas MATLAB Ledalab. Como primeiro passo, os dados foram reduzidos e limpos a partir de artefactos (ver Validação Técnica). A extracção das características foi obtida através da análise contínua de deconvolução41 (CDA). O CDA divide o sinal SC em um componente de fase e um componente tônico, facilitando a extração de características relacionadas a eventos determinados (triggers). As características relacionadas a eventos obtidas com o CDA são apresentadas na Tabela 2, que foi adaptada da tabela original apresentada em www.ledalab.de. Observe que enquanto o gatilho que desencadeia as características relacionadas a eventos foi definido no início do estímulo, a janela de tempo considerada para calcular as características relacionadas a eventos abrangeu toda a duração do estímulo, mais 4 s (para uma discussão sobre a duração desta janela de tempo, consulte Notas de Uso e Limitações da base de dados, abaixo). As características padrão trough-to-peak (TTP) também foram obtidas a partir do sinal bruto, bem como medidas globais (média e deflexão máxima, ver Tabela 2).
Em geral, as características relacionadas à resposta SC têm sido relacionadas em múltiplas ocasiões a respostas emocionais (e particularmente, respostas de alta excitação)31-33. Os estados emocionais caracterizados por alta excitação correlacionam-se com a ativação de uma resposta de luta ou mosca. Tal resposta é regulada pelo sistema autonômico (e em particular pelo sistema simpático), que por sua vez ativa o nervo sudomotor, desencadeando a liberação de suor das glândulas sudoríparas na pele da mão. Um exemplo de sinal SC é mostrado na Fig. 3.
A área azul indica a componente de fase do sinal, enquanto a área cinza representa a componente tônica. A linha vermelha indica o gatilho (momento de entrega do estímulo).