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生理相关的情感识别

Overview

资料来源: 乔纳斯 · 卡普兰和莎拉一、 贝尔实验室 — — 南加利福尼亚大学

自主神经系统 (ANS) 控制身体内部器官的活动,并调节其活动依赖于当前环境的变化。迷走神经支配的很多内部器官,是系统的重要组成部分。当我们的大脑感知危险时,抑制迷走神经张力,导致一系列旨在使我们能更好地战斗或逃跑; 身体的变化例如,我们的心率增加,我们的瞳孔放大,和我们的呼吸得更快。相反,当迷走神经系统被激活,这些生理反应是受到抑制,导致平静状态。迷走神经,然后,作为一种"刹车"对我们的觉醒。这平静的状态的一个有趣的结果是,它倾向于促进社会互动-当我们不紧张和害怕的我们周围的环境,我们就转而接受与别人交流。因此,此规管机制,运作不良可能是与社会行为的困难。

自主神经调节指标之一是心率变异性 (HRV)。心率变异性是衡量一个节拍和下一步之间的差距随着时间变化的多少。高 HRV 意味着随着时间推移,成功自主调节反射有心率持续波动。低 HRV 意味着随着时间推移,与贫穷的自主神经调节相关的条件还有一致性的心率。

在这项研究,我们将测试的假设,即增加心率变异性是与情绪刺激更准确分类相关联。1,2后研究公园et al.,我们将测量心率变异性和测试其协会措施于觉察面部表情技能的任务。3

Procedure

1.招募 40 名与会者。

  1. 与会者应该有正常或更正正常的视觉,以确保他们将能够看到正确的刺激。
  2. 参与者不应该食用酒精、 咖啡因或其他药物的实验至少 6 小时前。
  3. 与会者应该有神经、 精神科,或心脏疾病没有历史。

2.预试验程序

Figure 1
图 1: 电极放置。把心靠近身体右侧肋骨下的正极。心脏,左锁骨下方上方负面的地方。把心附近的左侧肋骨下的接地极。

  1. 将三个电极连接到胸部,记录心率 (图 1)。电极应预凝胶。请检查以确保这种凝胶不干。
    1. 在右侧修复下面肋骨笼正极。
    2. 解决跨心与正面电极形成对角线的左锁骨下方的负电极。
    3. 修复在左边肋骨下方的接地极。
  2. 记录静息心率变异性 (HRV) 5 分钟的基线。
    1. 电极连接到设备放大信号并将它发送到计算机进行监测和记录。
    2. 验证测量心脏信号的质量。
    3. 记录心电信号的检测在 1000 赫兹采样率。

3.提供指令的参与者。

  1. 告诉参与者在屏幕上会出现一系列的面孔。他们的任务是决定是否脸上是一张可怕的脸,或不。如果不是,他们应按如果面对的是可怕的键盘上的 F 键或 J 键。
  2. 指示参与者尽量准确,因为他们可以迅速地作出反应。

4.面部表情识别任务来执行。

  1. 每项试验开始交叉仍为 500 毫秒屏幕上固定。
  2. 一张脸出现,并且仍然在 200 毫秒屏幕上。
  3. 一半的脸上显示一害怕的表情,和一半显示一个中性的表情。面孔的顺序被随机的每个参与者。
  4. 脸上取而代之的是 2 的屏幕依然是交叉固定 s。
  5. 目前 120 试验。

5.分析数据。

  1. HRV 的计算,从记录的心脏信号。
    1. 使用自动化的软件来识别每个心动周期称为 R 波的峰值。
    2. 目视检查数据,确保正确地标识每个 R 波并进行任何必要的调整。
    3. 从每个确定的 R 波计算的时间,到下一步,并记录这些值。
    4. 使用专门的软件来计算高频 HRV 功率,对应于 HRV 0.15 至 0.4 赫兹范围内的程度。
  2. 分析上,面部表情识别任务的行为表现。
    1. 计算精度分别为恐惧和中性面孔。
  3. 分析 HRV 和情感识别的关系。
    1. 分别计算 HRV 和确定的恐惧和中性面孔,在准确性的相关性。

Results

面部表情识别任务的性能往往是很高;在我们的数据总体精度为 92.5%。与会者更准确地确定中性面孔 (94.1%) 相比恐惧脸孔 (90.9%)。重要的是,HRV 高频功率显著相关精度的确定恐惧脸孔图 2)。高心率变异性的人更准确地识别恐惧脸孔 (r = 0.36)。HRV 功率与确定中性面孔,该值指示关联特定情感的准确性并不相关。

Figure 2
图 2:HRV 与面部表情精度密切相关.HRV 高频功率与精度为恐惧脸孔 (左) 而不是中性面孔 (右) 密切相关。请点击这里查看此图的大版本。

这些数据表明个体差异有关的活动中的自主神经系统和辨识在视觉刺激社会有关情感技巧之间的关联。这一发现证实了成功自主自律和社会行为; 之间的联系在对其生理激发泵刹车更成功的个人似乎更擅长需要情绪调节与社会互动的任务。

Application and Summary

本实验演示生理数据提供洞察人类认知的力量。这一发现从心的测量可以用于了解心理功能提醒我们的大脑和身体之间的密切联系。健康的认知控制和情绪调节,心率变异性指标可作为心理健康相对无创生物标记物。例如,低心率变异性与焦虑障碍4和抑郁,5和也与抑郁严重程度相关。低 HRV 也可能预测创伤后压力症的易感性。6自主神经系统这简单措施因此可作为一个窗口到情绪的大脑和身体健康。

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

此集合中的视频:

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