Overview
ソース: ジョナス ・ t. カプラン サラ I. ギンベル所-南カリフォルニア大学
自律神経システム (ANS) 体の臓器の活動を制御し、彼らの活動によって現在の環境の変化を調節します。内臓器官の多くを innervates, 迷走神経は、システムの重要な部分です。私たちの脳は、危険を感知と一連の私たちより戦うか逃げる; 準備できるように設計された体の変化につながる迷走神経の緊張が阻害されます。たとえば、私たちの心拍数が増えると、私たちの生徒の膨張、我々 息より迅速に。逆に、迷走神経システムをアクティブ化すると、これらの生理学的な応答が抑制、穏やかな状態に 。迷走神経は、私たちの覚醒の「ブレーキ」の一種として機能します。この穏やかな状態の 1 つの興味深い結果は社会的相互作用を促進する傾向がある-私たちは緊張がないと私たちの身近な環境を恐れて我々 は、代わりに他のユーザーとの対話を受け入れる。したがって、この規制の仕組みの貧しい人々 に機能は社会的行動の難しさと関連付けられるかもしれない。
自律神経調節の 1 つのインデックスは、心拍変動 (HRV) です。HRV は、どのくらい 1 つのビートと次間のギャップは、経年変化の指標です。高 HRV は、成功の自律神経調節の反射時間をかけて心拍数の継続的な変動があることを意味します。低 HRV は、貧しい人々 の自律神経調節に関連付けられた条件、時間をかけて心拍数の整合性があるためです。
本研究で我々 は、テスト HRV の増加であるという仮説は、感情的な刺激のより正確な分類に関連付けられます。1, 2次研究公園ら。、HRV を測定、顔の感情を知覚のスキルを測定するタスクにその関連付けをテスト。3
Procedure
1. 40 参加者を募集します。
- 参加者は、刺激を正しく見ることができるようになりますように正常または正常に修正のビジョンを持っている必要があります。
- アルコール、カフェイン、または他の薬物実験を少なくとも 6 時間前の参加者を消費する必要があります。
- 参加者は神経学的な精神、または心臓疾患の歴史もないはずです。
2. 予備実験手順
図 1: 電極配置します。体の右側にある肋骨の近く、心下正極を配置します。左の鎖骨のすぐ下、心臓より負を配置します。左側の肋骨の近く、心下の接地電極を配置します。
- 心拍数 (図 1) を記録する胸に 3 つの電極を取り付けます。電極はあらかじめゲル化する必要があります。ゲルがなく乾燥していることを確認してください。
- 右側に胸郭の下の肯定的な電極を修正します。
- 肯定的な電極の中心を渡る対角線を形成左鎖骨の下否定的な電極を修正します。
- 左側に胸郭の下の接地電極を修正します。
- 心拍変動 (HRV) 5 分間の休憩のベースラインを記録します。
- 電極は、信号を増幅し、監視と記録のコンピューターに送信する機器に接続されます。
- 測定の心臓の信号の品質を確認します。
- 1000 Hz のサンプル レートで心臓の信号を記録します。
3 参加者の指示を提供します。
- 一連の面が画面に表示されることを参加者に伝えます。彼らの仕事は、顔が恐ろしい顔であるかどうかを決めることです。彼らはそれがない場合顔が恐ろしい場合キーボードの F キーまたは J キーを押す必要があります。
- 迅速かつ正確にできる限り対応する参加者に指示します。
4. 表情認識タスクを実行します。
- 各試験は、500 ミリ秒の画面にそのままクロス固定で始まります。
- 顔は、表示され、200 ms の画面上に残ります。
- 顔の半分は恐ろしい表現を表示し、半分は中立的な表現を表示します。顔の順序は、各参加者の無作為抽出します。
- 顔は 2 の画面上に残る十字固定によって置き換えられます s。
- 現在 120 試験。
5. データを分析します。
- 記録の心臓の信号から HRV メジャーを計算します。
- R 波として知られている各心臓サイクルのピークを識別するために、自動化されたソフトウェアを使用します。
- 各 R 波が正しく識別されていることを確認し、必要な調整を行うデータを目視で確認します。
- 識別された各 R 波から次の時間を計算し、これらの値を記録します。
- HRV の 0.15 から 0.4 Hz の範囲内の程度に対応する高周波 HRV 電力を計算するのに特殊なソフトウェアを使用します。
- 表情認識タスクの行動のパフォーマンスを分析します。
- 別に恐ろしいと中立面の精度を計算します。
- 心拍変動と感情の認識間の関係を分析します。
- HRV と識別する恐ろしいと中立的な面での精度の関係を個別に計算します。
生理学的測定は、体と心の間のインタラクティブな関係を明らかに心理的な機能を理解する使用できます。
変更することができます彼らの周囲に依存してどのくらいの速人の心臓の拍動と -拡張機能によって、彼らの感情的な状態。たとえば、逃げるから身体の運動と同様に、恐怖のため高い心拍数を発揮誰か夜にそれらに続く謎に包まれた図の感覚します。
対照的に、同じ個人が危険性が比較的ない友人の家での集まりなどの快適な環境を入力-多分白いカーペットの上のワインをこぼす以外-知覚されます。
興味深いことに、心の速度は、自分の気持ちに対して自動的に変更すること、それも影響を受けます彼らは他の区別の感情-ちょうどホストのお気に入りランプを破った男の恐怖のように。
ここでは、犯人の顔に恐怖の兆候の非常に観察-広い目、歯をむき出して、眉を上げた-観察者の心拍数をエスカレートすることが簡単に。すべてのこれらの経験は、全体では、個人は高心拍または HRV、効果的な規制を表すに表示されます。
このビデオでは、探る方法心血管容量の範囲-高 HRV に低-他の人々 の感情を認識する能力を予測する使用ことができます。
設計および心拍数と感情的な認識データを分析する実験を実行する方法を示します。
この実験では、参加者が最初安静基準録音を取られ、自分の心臓の信号が連続的に記録として識別する必要があります別の感情を表現する人間の顔の写真を表示しながら、中心電極が備わっています。
タスクでは、小さな固定クロスが単一の人間の顔の画像に続いてコンピューターの画面の中央に表示されます。
トリックは、この表情が穏やかな、中立的な表現のいずれかのすることができます-たとえば、リラックスした口、眉、額と誰か- または恐怖の 1 つ。
それぞれのビジュアルが表示され、参加者はそれを示していますどの感情を示す必要があります。ここでの考え方は、彼らの応答の全体的な精度が感情的な認識能力の測定を提供することです。
従属変数を明確に分離する最終的な固定シンボルのプレゼンテーションを終了するすべての試験: 試験の種類で示されている均等にランダムな順序で感情的、心臓応答。
一方、監視心拍数、重点はすべてのビートの中に大きなピークに対応する R 波と呼ばれる心臓のサイクルの重要なコンポーネントに配置されます。心拍-心拍-計算すると、それぞれのピークの間の時間に対応する時間の期間にどんな $mode。
計算は高速フーリエ変換、周波数情報の結果などの算術演算の数を介して処理されます。この全体の電力スペクトルの内特定のバンド、高周波自律神経調節の状態を反映しているので重要です。
具体的には、高の HRV 制御の成功のインデックスを示唆している参加者の心拍数が継続的に変更を意味します。対照的に、低心拍変動は、一貫した値、したがって悪い規制協会に相当します。
重要なは、HRV 措置は、感情認識結果と比較されます。以前の経験に基づいて、感情を識別する精度は HRV に関連することが期待されます。
つまり、心拍変動のさまざまな感情の写真が示すように、参加者は、HRV にこの識別プロセスの生理学的な相関があることを示唆正しく区別する可能性が高いです。
まず、彼らが到着したときに参加者を迎えます。彼らが正常な視力、カフェインやアルコール、最後の 6 などの任意の物質を消費しておらず確認時間、彼らの心拍数に影響を与えることができる、精神科または心臓疾患の歴史はありません。
その後、参加者のコンピューターのモニターとキーボードの前に座って。3 あらかじめゲル電極を収集し、心臓からの電気信号が正しく行われていることを確認する乾燥、していないいることを確認します。
今確立された構成を使用して、胸に電極を貼付するように参加者に指示します。リードを接続し、増幅し、記録のコンピューターに情報を中継する機器に正しく接続されていることを確認します。
この時点で、ソフトウェアでのノイズやアーチファクトを欠いていることを確認する心の信号を監視します。アクイジション ・ パラメーターが正しい、5 分間の安静時心拍数の収集を開始またを確認します。
人間の顔の写真をモニターに表示される説明に進みます。参加者は、すぐ、彼らは恐れているとしてイメージを解釈する場合キーボードの 'F' をプッシュする必要があることを強調します。対照的に、顔が中立的な場合、感情を欠いている、「J」キーを使用することを強調します。
またクロス非常に最初に固定が 500 ms と 200 ms、2 の最終的な固定記号に続いての顔画像は、各裁判の画面に表示されることを確認 s。今、部屋を出るし、120 の感情認識試験を行なうと、心臓の信号を記録し続けます。
収集心由来のデータのすべて、最初グラフィカル ユーザー インターフェイスを移動し、これらの特定のピークの間の時間を計算するための R 波を分離します。
さらに周波数パワー スペクトルを生成するこれらの措置を処理し、特に、値を 0.15 0.4 内揺らぎの度合いを表す高周波範囲に記録 Hz。
最後に、個々 の感情認識能力を計算します。これを行うには、まずキー押下から記録されたデータをインポートし、正しく識別された恐ろしい顔の割合の平均値を計算します。その後、中立的なイメージのこのプロセスを繰り返します。
データを分析するには、y 軸と x 軸に HRV 値散布恐ろしい顔の識別の精度をグラフ化を作成することによって開始します。この図ではすべての参加者からのデータが含まれます。その後、中立顔データの同じようなプロットを作成します。
それぞれ、ベスト フィット及び相関係数の線を決定します。重要なは、近くのデータ ポイントは、行、線形相関が強く感情の認識との間。
データ ポイントが周りと比べて、その中立的な恐怖の認識グラフでベスト フィット直線より緊密にクラスター化された注意してください。
これは、HRV と恐怖症を区別するために個々 の能力と正の相関関係を示唆しています。ただし、HRV とこの関係が感情に固有であることを示す、中性顔の認識に参加者の能力との相関関係は存在しません。
総称して、これらの結果は心拍数の生理的現象と社会的行動間のリンクを意味します。具体的には、高心拍変動を持つ個人は他人の感情を認識し、社会的相互作用と excel のためにより可能性があります。
自律自己規制と社会的行動との間の相関関係を探索する方法を理解している研究者が生理学的覚醒若い年齢でと他の認知と精神的健康のコンテキストでの変動を調査している方法を見てみましょう。
今まで、大人の感情の識別を当ててきました。ただし、後の健康状態を予測するかもしれない初期の心臓血管変化に関連する要因を検討する子供で同様の作業を行われています。
たとえば、研究では、残り、アクティブ ジャックインザ ボックス、味の酸っぱいレモン ジュース、泣いている乳児の音声中に子守唄を含む行動の条件の数に幼児を服従しながら心拍数を測定しました。
このような経験は幼児の変動を誘発することができることを示唆している、さまざまな心拍数の結果で起因しました。追加の研究は、心血管対策の発達状況を評価し、最終的に将来の健康結果を予測に必要です。
HRV とワーキング メモリの関係の観点から調査によれば低 HRV の人-が連続で心臓の拍動も周囲をも恐ろしいにもかかわらずペース-ワーキング メモリーの不足を示すし、言われるアドレスを忘れてする可能性が高いです。
興味深いことに、有酸素運動を繰り返し、実行しているよう-体と心の関係を強調、hrv 制御、メモリの保持を向上させることができます実際に。
最後に、他の作業してきた HRV とうつ病などの特定の精神的な健康障害との関連があるかどうか。
具体的には、同様に低心拍変動を持つ個人は、活動や社会的な設定からの撤退に無関心のような憂鬱な徴候を展示するより可能性があります。したがって、HRV は、この社会の無秩序のための有用な非侵襲的なバイオ マーカーとして役立つかもしれない。
感情認識の生理的相関にゼウスのビデオを見てきただけ。今では、HRV データおよび参加者に社会的関連視覚刺激を提示し、収集、両方の行動を解釈する方法を知るべきであります。さらに、メモリのような他の認知過程との関係など、追加のコンテキストに、科学者がどのように HRV に適用しているを理解する必要があります。
見てくれてありがとう!
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Results
表情認識タスクのパフォーマンスは通常非常に高い;我々 のデータの全体的な精度 92.5% であった。参加者は、恐ろしい顔 (90.9%) と比較して中立面 (94.1%) の識別に正確だった。重要なは、高周波 HRV は恐ろしい面(図 2の識別精度と有意に相関)。高心拍変動と個人がより恐ろしい顔を識別するに正確な (r = 0.36)。Hrv 制御電源は、協会が感情に固有であることを示す中立の顔を識別する精度とは相関しなかった。
図 2:表情精度と相関する HRV 。Hrv 制御高周波電源精度恐ろしい面 (左) ではなく、中立的な面 (右) と相関した.この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
これらのデータは、視覚刺激に関連する社会的感情を識別するためのスキルおよび自律神経系の活動に関連する個々 の違いの間の関連付けを示します。この発見が成功した自律自己規制と社会的行動の間のリンクを確認します。生理学的覚醒にブレーキをポンピングで成功している人は、感情的な規制と社会的相互作用を必要とするタスクで良いようです。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Applications and Summary
この実験は、人間の認知に洞察力を提供するために生理学的データの力を示しています。見つけること心理的な機能を思い出させてくれる、脳と身体の間に親密な関係の理解に中心部から測定が使えます。健常者の認知と情動制御、心拍変動のインデックスは、精神衛生のため比較的侵襲のバイオ マーカーとして役立つかもしれない。たとえば、低 hrv 制御は、不安障害4と5うつ病に関連付けられて、うつ病の重症度とも相関します。低 HRV も心的外傷後ストレスへの感受性を予測するかもしれない。6自律神経系は、この単純な測定したがってウィンドウとして機能、脳と身体の感情的な健康に。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
References
- Appelhans, B.M. & Luecken, L.J. Heart rate variability as an index of regulated emotional responding. Rev Gen Psychol 10, 229-240 (2006).
- Thayer, J.F. & Lane, R.D. A model of neurovisceral integration in emotion regulation and dysregulation. J Affect Disord 61, 201-216 (2000).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).