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감정 인식의 생리학적 상관 관계

Overview

출처: 조나스 T. 카플란과 사라 I. 짐벨의 연구소 - 서던 캘리포니아 대학

자율 신경계 (ANS)는 신체의 내부 장기의 활동을 제어하고 현재 환경에 따라 활동 변화를 조절합니다. 많은 내부 장기를 내면에 가두는 미주 신경은 시스템의 중요한 부분입니다. 우리의 뇌가 위험을 감지할 때, vagal 톤은 억제되어 우리가 싸우거나 달아날 준비를 더 하도록 설계된 신체의 변화 집합으로 이어집니다. 예를 들어, 심박수가 증가하고, 학생이 팽창하며, 더 빨리 숨을 들이쉬고 있습니다. 반대로, 질 시스템이 활성화될 때, 이러한 생리적 반응은 억제되어 차분한 상태로 이어집니다. 미주 신경은 우리의 각성에 일종의 "브레이크"역할을합니다. 이 차분한 상태의 한 가지 흥미로운 결과는 우리가 긴장하지 않고 우리의 즉각적인 환경을 두려워하지 않을 때 사회적 상호 작용을 촉진하는 경향이 있다는 것입니다. 따라서 이러한 규제 메커니즘의 부실한 기능은 사회적 행동의 어려움과 관련이 있을 수 있습니다.

자율 조절의 한 지수는 심박수 변동성(HRV)입니다. HRV는 한 비트와 다음 비트 사이의 격차가 시간이 지남에 따라 얼마나 달라지는지를 측정합니다. HRV가 높으면 시간이 지남에 따라 심박수의 지속적인 변동이 있으며, 이는 성공적인 자율 규제를 반영합니다. HRV가 낮을수록 시간이 지남에 따라 심박수의 일관성이 있음을 의미하며, 이는 자율 조절이 좋지 않은 상태입니다.

이 연구에서 는 증가 HRV 정서적 자극의 더 정확한 분류와 관련 된 가설을 테스트 합니다. 1,2외의연구에 따라, 우리는 HRV를 측정하고 얼굴 감정을 인식하는 기술을 측정하는 작업에 협회를 테스트합니다. 3

Procedure

1. 40명의 참가자를 모집합니다.

  1. 참가자는 자극을 제대로 볼 수 있도록 정상 또는 수정- 정상 시력을 가져야합니다.
  2. 참가자는 실험 전에 적어도 6 시간 동안 알코올, 카페인, 또는 다른 약물을 소비 해서는 안 됩니다.
  3. 참가자는 신경학상, 정신의학, 또는 심장 무질서의 역사가 없어야 합니다.

2. 실험 전 절차

Figure 1
그림 1: 전극 배치. 몸의 오른쪽에 있는 흉곽 근처에 양극을 심장 아래에 놓습니다. 왼쪽 쇄골 바로 아래에 음수와 함께 심장 위에 놓습니다. 왼쪽의 흉곽 근처에 지상 전극을 심장 아래에 놓습니다.

  1. 심장 박동을 기록하기 위해 가슴에 3 개의 전극을 부착하십시오(그림 1). 전극은 미리 겔화되어야합니다. 젤이 건조되지 않았는지 확인하십시오.
    1. 오른쪽의 리브 케이지 아래의 양극을 수정합니다.
    2. 양극으로 심장을 가로질러 대각선을 형성하는 왼쪽 쇄골 아래의 음극을 고정합니다.
    3. 왼쪽의 갈비뼈 아래 지상 전극을 고정합니다.
  2. 5분 동안 심박수 변동성(HRV)의 휴식 기준을 기록합니다.
    1. 전극은 신호를 증폭하고 모니터링 및 녹화를 위해 컴퓨터로 전송되는 장비에 연결됩니다.
    2. 측정된 심장 신호의 품질을 확인합니다.
    3. 1000Hz의 샘플 속도로 심장 신호를 기록합니다.

3. 참가자에 대한 지침을 제공합니다.

  1. 참가자에게 일련의 면이 화면에 나타납니다. 그들의 임무는 얼굴이 두려운 얼굴인지 아닌지를 결정하는 것입니다. 얼굴이 두려워하는 경우 키보드의 F 키또는 J 키가 없는 경우 눌러야 합니다.
  2. 참가자들에게 가능한 한 빠르고 정확하게 응답하도록 지시합니다.

4. 얼굴 감정 인식 작업을 수행합니다.

  1. 각 평가판은 500ms의 화면에 남아 있는 고정 십자가로 시작됩니다.
  2. 그런 다음 얼굴이 나타나고 200 ms의 화면에 남아 있습니다.
  3. 면의 절반은 두려운 표정을 나타내고 절반은 중립식을 표시합니다. 얼굴 순서는 각 참가자에 대해 무작위화됩니다.
  4. 얼굴은 2s의 화면에 남아있는 고정 십자가로 대체됩니다.
  5. 120번의 시험이 제시됩니다.

5. 데이터를 분석합니다.

  1. 기록된 심장 신호에서 HRV 측정값을 계산합니다.
    1. 자동화된 소프트웨어를 사용하여 R wave라고 하는 각 심장 사이클의 피크를 식별합니다.
    2. 데이터를 시각적으로 검사하여 각 R 파를 올바르게 식별하고 필요한 조정을 합니다.
    3. 식별된 각 R 웨이브에서 다음 으로의 시간을 계산하고 이러한 값을 기록합니다.
    4. 특수 소프트웨어를 사용하여 0.15 ~ 0.4Hz 범위 내에서 HRV의 정도에 해당하는 고주파 HRV 전력을 계산합니다.
  2. 얼굴 감정 인식 작업에 행동 성능을 분석합니다.
    1. 두려운 얼굴과 중립면에 대해 정확도를 별도로 계산합니다.
  3. HRV와 감정 인식의 관계를 분석합니다.
    1. 두려운 면과 중립면을 별도로 식별할 때 HRV와 정확도 간의 상관관계를 계산합니다.

Results

얼굴 감정 인식 작업에 성능은 일반적으로 매우 높다; 데이터 전체 정확도는 92.5%였습니다. 참가자는 중립 얼굴을 식별하는 데 더 정확했습니다 (94.1%) 두려운 얼굴(90.9%)과 비교하면 중요한 것은, 고주파 HRV 전력은 두려운 얼굴을 식별하는 정확도와 크게 상관관계가 있다(도2). HRV가 높은 개인은 두려운 얼굴을 식별하는 데 더 정확했습니다(r = 0.36). HRV 전력은 중립 면을 식별하는 정확도와 상관관계가 없으며, 이는 연관성이 감정에 특정했음을 나타냅니다.

Figure 2
그림 2: HRV는 얼굴 감정 정확도와 상관 관계가 있습니다. HRV 고주파 전력은 두려운 얼굴(왼쪽)에 대한 정확도와 상관되지만 중립면(오른쪽)은 상관없습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

이 데이터는 자율 신경계의 활동과 시각적 자극에서 사회적으로 관련된 감정을 식별하는 기술 사이의 연관성을 보여줍니다. 이 발견은 성공적인 자율 규제와 사회적 행동 사이의 연결을 확인합니다. 생리적 각성에 브레이크를 펌핑에 더 성공적인 개인은 정서적 조절과 사회적 상호 작용을 필요로하는 작업에 더 나은 것으로 보인다.

Application and Summary

이 실험은 인간의 인식에 대한 통찰력을 제공하기 위해 생리적 데이터의 힘을 보여줍니다. 심장에서 측정하는 것은 심리적 기능을 이해하는 데 사용할 수 있다는 것을 발견하면 뇌와 신체 사이의 친밀한 연관성을 상기시켜줍니다. 건강한 인지 조절 및 감정 조절의 인덱스, 심박수 변동성은 정신 건강을위한 상대적으로 비 침습적 바이오 마커 역할을 할 수 있습니다. 예를 들면, 낮은 HRV는 불안 무질서4와 불경기와 연관되고,5 또한 불경기 엄격과 상관관계. 낮은 HRV는 또한 PTSD에 감수성을 예측할 수 있습니다. 6 자율 신경계의 이 간단한 측정은 따라서 두뇌와 바디의 정서적 건강에 있는 창 역할을 합니다.

References

  1. Appelhans, B.M. & Luecken, L.J. Heart rate variability as an index of regulated emotional responding. Rev Gen Psychol 10, 229-240 (2006).
  2. Thayer, J.F. & Lane, R.D. A model of neurovisceral integration in emotion regulation and dysregulation. J Affect Disord 61, 201-216 (2000).
  3. Park, G., Van Bavel, J.J., Vasey, M.W., Egan, E.J. & Thayer, J.F. From the heart to the mind's eye: cardiac vagal tone is related to visual perception of fearful faces at high spatial frequency. Biol Psychol 90, 171-178 (2012).
  4. Chalmers, J.A., Quintana, D.S., Abbott, M.J. & Kemp, A.H. Anxiety Disorders are Associated with Reduced Heart Rate Variability: A Meta-Analysis. Front Psychiatry 5, 80 (2014).
  5. Kemp, A.H., et al. Impact of depression and antidepressant treatment on heart rate variability: a review and meta-analysis. Biol Psychiatry 67, 1067-1074 (2010).
  6. Gillie, B.L. & Thayer, J.F. Individual differences in resting heart rate variability and cognitive control in posttraumatic stress disorder. Front Psychol 5, 758 (2014).

Tags

Physiological CorrelatesEmotion RecognitionPsychological FunctioningBody And MindHeart RateFear ResponseComfortable EnvironmentEmotional InfluenceHeart Rate Variability HRVObservation Of SignsCardiovascular CapacityEmotional Recognition Data

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Overview

1:53

Experimental Design

4:35

Running the Experiment

6:38

Data Analysis and Representative Results

8:56

Applications

11:19

Summary

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