Содержание к диссертации
Введение
1.Обзор литературы 10
1.1. Определение эмоции 10
1.2. Центральная, периферическая и «двухфакторная» теории эмоций 11
1.3. Эмоции и неосознаваемое восприятие 14
1.4. Экспериментальные подходы к формированию и оценке эмоций 23
1.5. Нейроанатомический субстрат эмоций 26
1.6. Влияние эмоций на вегетативные и поведенческие реакции 36
2. Материалы и методы 48
2.1. Испытуемые 48
2.2. Стимулы 49
2.3. Проведение эксперимента 52
2.4. Регистрация показателей 56
2.5. Анализ данных 59
2.6. Статистическая оценка полученных результатов 64
3. Результаты 65
3.1. Анализ субъективных оценок испытуемыми своего эмоционального состояния при восприятии сенсорных эмоциогенных стимулов 65
3.2. Анализ динамики величины МПА ЭЭГ у испытуемых при восприятии сенсорных эмоциональных стимулов 72
3.3. Динамика длительности R-R интервалов ЭКГ испытуемых при восприятии акустических эмоциональных стимулов 91
3.4. Временные характеристики дыхательной активности испытуемых при восприятии эмоциональных стимулов 106
3.5. Динамика амплитудных и временных параметров КГР испытуемых при восприятии эмоциональных стимулов 119
3.6. Влияние акустических эмоциональных стимулов на МР 133
4. Обсуждение 138
5. Заключение 156
Выводы 159
Список литературы 161
Приложение А 186
Приложение Б 187
Приложение В 189
- Эмоции и неосознаваемое восприятие
- Анализ субъективных оценок испытуемыми своего эмоционального состояния при восприятии сенсорных эмоциогенных стимулов
- Динамика длительности R-R интервалов ЭКГ испытуемых при восприятии акустических эмоциональных стимулов
- Динамика амплитудных и временных параметров КГР испытуемых при восприятии эмоциональных стимулов
Введение к работе
Актуальность темы исследования.
Эмоции представляют собой многокомпонентную реакцию организма на
релевантные эмоциогенные стимулы и ситуации (Анохин, 1969; Дарвин,
2001; Симонов, 1981; Ekman, Davidson,1994). В настоящее время всесторонне
изучено, как влияют эмоционально значимые сенсорные стимулы,
воспринимаемые на осознаваемом уровне, на состояние человека: показана
активация соответствующих мозговых структур, комплекс вегетативных
реакций, а также изменение субъективного ощущения и текущей
деятельности человека (Симонов, 1981; Davidson, 2003; Frijda, 1993; Kreibig,
2010). Сведения об эффекте неосознаваемо воспринимаемых эмоциональных
стимулов представлены в меньшей степени, но имеющиеся не оставляют
сомнения в возможности их влияния на состояние индивидуума (Гершуни,
1947; Карпинская, Шелепин, 2010; Костандов, 2004; Najstrm, Jansson, 2006).
Остается нерешенным вопрос о принципиальных различиях в
физиологических и поведенческих реакциях человека при неосознаваемом и осознаваемом восприятии эмоциональных стимулов. Актуальность этого вопроса обусловлена отсутствием единой точки зрения на физиологические механизмы, лежащие в основе эмоциональных процессов (Peremen, Lamy, 2013). В ряде работ представлен сравнительный анализ динамики отдельных вегетативных (по ЭКГ - Ruitz-Padial, Thayer, 2014; по КГР - Scott et al., 2011) и поведенческих показателей (Peremen, Lamy, 2013; Parkinson, Haggard, 2013), а также характеристик нейрональной активности мозга (по данным фМРТ, ЭЭГ - обзор Cohen et al., 2012; Balconi, Ferrari, 2012) при неосознаваемом и осознаваемом восприятии человеком сенсорных эмоциогенных стимулов. Однако комплексного исследования особенностей формирования эмоционального состояния человека при осознаваемом и неосознаваемом восприятии сенсорной информации не проводилось.
Необходимость в комплексном подходе при изучении восприятия эмоциогенных стимулов продиктована особенностями регистрируемых
физиологических параметров. Так, вегетативные реакции организма в основном отражают общее возбуждение, и менее эффективны при определении знака эмоции (Kreibig, 2010). Одним из наиболее надежных способов объективной дифференцировки валентности переживаемых эмоциональных состояний является оценка величины межполушарной фронтальной асимметрии (ФАС) ЭЭГ. Специализация фронтальной области коры в отношении положительных и отрицательных эмоциональных состояний выявлена при использовании осознаваемых сенсорных стимулов (Davidson et al., 1990, Tullett et al., 2012; Ohme et al., 2010; Zotev et al. 2016). Данные о влиянии неосознаваемого восприятия эмоциональных стимулов на величину ФАС ЭЭГ единичны (Balconi, Ferrari, 2012), требуют верификации и детализации, что и стало одной из задач данного исследования.
Наиболее широко распространенным способом обеспечения
неосознаваемого восприятия эмоциогенных стимулов - предъявление этих стимулов в условиях подпороговой интенсивности (Гершуни, 1947), маскировки (Kouider, 2007; Rolls, 2004) или смещение фокуса внимания (Cohen et al., 2012; Debner, et al., 1994). В последнем случае одновременно с эмоциональным стимулом предъявляют нейтральный, и путем специально заданной инструкции привлекают к нему внимание испытуемого (Найссер, 1981). Такой подход наиболее приближен к реальности. В повседневной жизни эмоции часто индуцируются комбинацией динамических зрительных и слуховых сигналов, поступающих из окружающей среды одновременно (Christie, Friedman, 2004).
В рамках данного исследования проведены две серии экспериментов. В первой использовали полимодальную модель сенсорного воздействия. Испытуемому на экране монитора предъявляли нейтральную зрительную задачу. В зависимости от предъявляемого зрительного стимула он должен был принять решение о выполнении моторной реакции. Параллельно, на фоне розового шума в наушники предъявляли слуховые эмоциональные
стимулы (невербальные детские вокализации), воспринимаемые на неосознаваемом и осознаваемом уровнях.
Влияние акустического шума на когнитивные функции – восприятие, сенсомоторную деятельность, память, внимание - хорошо исследовано (Андреева, Вартанян, 2009; Szalma, Hancock, 2011), что делает его удобным стимулом для использования в качестве контроля.
Во второй серии экспериментов исследовали возможность влияния
сенсорной информации, воспринимаемой неосознанно на эмоциональное
состояние человека. Испытуемому предъявляли подпороговый по
длительности эмоционально положительный зрительный стимул в составе других зрительных стимулов нормальной длительности отрицательного эмоционального содержания.
Цель исследования: провести сравнительный анализ динамики
объективных физиологических показателей при формировании у
испытуемых эмоционального состояния разной валентности в результате осознаваемого и неосознаваемого восприятия сенсорной информации.
Задачи исследования.
-
Оценить динамику величины межполушарной асимметрии (МПА) ЭЭГ при осознаваемом и неосознаваемом восприятии слуховых и зрительных стимулов разного эмоционального содержания.
-
Сравнить динамику вегетативных показателей (по данным ЭКГ, пневмограммы, КГР) при осознаваемом и неосознаваемом восприятии акустических стимулов разного эмоционального содержания.
-
Определить влияние эмоциогенных стимулов, воспринимаемых на осознаваемом и неосознаваемом уровнях, на латентный период сенсомоторной реакции и правильность ее выполнения в соответствии с полученной инструкцией.
Научная новизна работы.
В представленном исследовании впервые получена в сравнении динамика физиологических показателей при осознаваемом и неосознаваемом
восприятии эмоциональной сенсорной информации у одних и тех же испытуемых. В работе впервые показаны принципиальные различия в динамике ФАС ЭЭГ при осознаваемом и неосознаваемом восприятии стимулов. В обоих рассматриваемых случаях изменение эмоционального состояния отражается в динамике ФАС ЭЭГ. Величина этого показателя уменьшается при переживании отрицательной эмоции и увеличивается при переживании положительной. В случае неосознаваемого восприятия акустических эмоциональных стимулов изменение величины ФАС менее устойчиво во времени по сравнению с осознаваемым восприятием. По характеру динамики ФАС удалось установить, что неосознаваемое восприятие зрительных эмоциогенных стимулов способно изменить эмоциональное состояние человека, вызванное, до этого, осознаваемо воспринимаемыми зрительными стимулами.
В результате проведенного исследования впервые получено, что при неосознаваемом восприятии эмоциональных акустических стимулов, изменения объективных физиологических показателей организма (по данным ЭЭГ, ЭКГ и пневмограммы) более выражены, но не зависят от знака переживаемого эмоционального состояния по сравнению с осознаваемым.
Теоретическая и практическая значимость работы.
Комплексная оценка эмоционального статуса человека при
неосознаваемом восприятии сенсорной информации по данным динамики
дыхания, ЭКГ и КГР совместно с анализом ФАС ЭЭГ является
перспективными направлением в области полиграфических исследований.
Благодаря возможности проведения соответствующего тестирования с
применением как осознаваемых, так и неосознаваемых стимулов,
значительно повышается вероятность установления факта сокрытия
информации. Полученные результаты применимы при ранней диагностике
эмоциональных расстройств и для создания определенных
психофизиологических критериев отбора кандидатов при приеме на работу, предполагающую высокую стрессоустойчивость работника.
Выявленные отличия в динамике физиологических показателей при неосознаваемом и осознаваемом восприятии эмоциональных акустических стимулов дополняют и расширяют сведения об общих принципах физиологических механизмов формирования и переживания эмоций, и могут быть использованы в курсах лекций по психофизиологии и физиологии эмоций.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Выявленный характер динамики ФАС при неосознаваемом восприятии эмоциогенных стимулов сходен с таковым при осознаваемом и соответствует знаку переживаемой эмоции. Однако при неосознаваемом восприятии изменения в величине ФАС происходят раньше и менее продолжительны, чем при осознаваемом.
-
Активация симпатической нервной системы и возникновение возбуждения у испытуемых имеет место как в случае осознаваемого, так и неосознаваемого восприятия эмоциональных акустических стимулов. В случае неосознаваемого восприятия комплекс вегетативных реакций (по данным ЭКГ, КГР, дыхания) более выражен, но не зависит от знака переживаемого эмоционального состояния по сравнению с осознаваемым.
-
Использование комплексного подхода, объединившего в данной работе анализ данных ЭЭГ, ЭКГ, КГР, пневмограммы и моторной реакции, позволило выделить ряд объективных показателей, на основании которых можно охарактеризовать возникшее эмоциональное состояние у человека. Установлена взаимосвязь между физиологическими реакциями организма, поведенческой активностью и субъективным ощущением индивидуума.
Апробация результатов исследования. Материалы исследования были доложены на заседании общества физиологов (2012 г.) и представлены на следующих конференциях: 13th (Стамбул, Турция, 2006) и 14-th (СПб, Россия, 2008) World Congress of Psychophysiology, 29th European Conference of Visual Perception (St Petersburg 20-25 August 2006), «XIII международном совещании и VI школе по эволюционной физиологии» (СПб, Россия, 2006),
IX Российской медико-биологической научной конференции молодых ученых «Человек и его здоровье» (СПб, Россия, 2007), Всероссийской молодежной школе «Нейротехнологии 2010» (Бекасово, Московская область, 2010), 4-ой международной конференции по когнитивной науке. (Томск, Россия, 2010), 7-ом Международном Междисциплинарном Конгрессе «Нейронаука для медицины и психологии» (Судак, Украина, 2011), Proceedings of the 1st Conference of the Eurpopean Society for Cognitive and Affective Neuroscience ( Marseille, France, 2012), 6-ой школе-конференции «Физиология слуха и речи» (СПб, Россия, 2014), XII международном междисциплинарном конгрессе "Нейронаука для медицины и психологии» (Судак, Крым, Россия, 2016).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, из них 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, и 13 тезисов докладов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы по исследуемой проблеме, описания материалов и методов, результатов экспериментов, их обсуждения, заключения и выводов. Список цитируемой литературы включает 248 источника (из них 220 иностранных). Работа проиллюстрирована 33 рисунками, 8 таблицами и 3 приложениями, общий объем (без приложений) составляет 185 страниц.
Эмоции и неосознаваемое восприятие
Многие исследователи сходятся во мнении о существовании механизмов автоматической оценки возникающих эмоций. Учитывая, что интервал между пусковым стимулом и эмоциональной реакцией, как правило, чрезвычайно короткий, представляется логичным идея автоматического реагирования, то есть без участия сознания. Это может быть объяснено с точки зрения эволюции как мобилизация организма на стереотипные реакции. Таким образом, реактивность возникновения эмоций является ключевым компонентом их адаптивной функции в обеспечении быстрой активации различных систем организма в ответ на значимые сигналы.
Возникновение идеи о влиянии бессознательного на эмоциональное состояние человека во многом обязано активному участию Зигмунда Фрейда. В пользу существования неосознаваемых (имплицитных) эмоций свидетельствует теория, которая предполагает наличие определенных структур, связывающих когнитивные и поведенческие явления с эмоциями [150]. Эти структуры активируются при возникновении эмоций, а за счет повторяющейся совместной активации эмоциональные процессы становится автоматическими и неосознаваемыми
Основной вклад в изучение мозговых механизмов неосознаваемого восприятия принадлежит классическим работам Р. Сперри и его коллег на людях с "расщеплённым мозгом" [см. 108]. Операция "расщеплённого мозга" заключается в перерезке всех прямых связей между полушариями головного мозга по медицинским показаниям с целью прекращения распространения эпилептических припадков. В результате подобной операции у человека появляются как бы два изолированно функционирующих полушария мозга. Множество фактов, полученных в опытах группы Р. Сперри, показывают, что бессознательные психические явления связаны с деятельностью правого полушария, а сознательные – с деятельностью левого.
Данные о связи функциональной асимметрии полушарий и бессознательных процессов появились сравнительно недавно (опыты Р.Сперри), однако изучением особенностей неосознаваемого восприятия стимулов занимались с конца XIX века. На первых этапах о факте осознания сигнала судили в соответствии со словесным отчётом испытуемого. В одной из пионерских работ Б.Сидиса (1898) зрительные стимулы – буквы, цифры или геометрические фигуры - предъявляли на таком расстоянии от участников эксперимента, при котором они видели изображение в виде размытого пятна, либо не видели его в принципе [см. 167]. Тем не менее, когда людям предложили все же указать пальцем на букву или цифру (метод «принудительного выбора»), процент «попаданий» был выше случайного уровня (67 процентов).
В следующие несколько десятилетий о факте неосознаваемого восприятия судили на основании устного сообщения испытуемого. Эксперименты с использованием простых стимулов подпороговой длительности (круги, треугольники, квадраты и т. д.) продемонстрировали возможность восприятия без участия сознания [см. 167]. Испытуемые, которых поставили в известность, что на экране может появляться только одно из трех изображений, должны были называть фигуру, пришедшую на ум первой. Оказалось, что уровень правильного выбора был выше случайного даже в тех случаях, когда участники эксперимента ничего не видели.
В ряде работ авторами был отмечен существенный недостаток метода субъективной оценки - влияние различных посторонних факторов, не связанных с осознанием стимулов, на самоотчет участника эксперимента [47, 167]. Прежде всего, подчеркивали, что испытуемый не всегда готов продемонстрировать свои знания, если полностью в них не уверен. Также на его ответ может влиять тот факт, что он пытается заранее «угадать», что от него ожидает услышать исследователь. Еще один существенный недостаток - если устный отчет об эксперименте отсрочен по времени, часть информации может быть забыта [46]. Если первую проблему можно обойти с помощью введения шкалы «уверенности» испытуемого (confidence ratings) [246] или метода принудительного (альтернативного) выбора [167], то в остальных случаях, эти способы могут оказаться мало эффективными. В связи с этим в современных исследованиях с целью выявления неосознаваемого восприятия используют одновременно 2 подхода, обеспечивающих возможность продемонстрировать отсутствие осознания критического стимула и при этом его однозначное влияние на поведение [194]: 1. прямой (субъективный); 2. непрямой (объективный).
1-й подход сводится к устному отчету в свободной форме или опросу/тестированию испытуемого. На основании его ответа определяется, в какой степени стимул осознается. 2–ой подход основан на объективной оценке (полученной от исследователя или внешнего наблюдателя) влияния неосознаваемого стимула на непроизвольные поведенческие, биоэлектрические и вегетативные реакции испытуемого [20]. Изучение сдвигов вегетативных и биоэлектрических параметров человека на неосознаваемые звуковые раздражения проводил в 1945-1950 гг. Г. В. Гершуни [10]. При анализе взаимоотношений порогов осознания и порогов различных физиологических реакций (расширение зрачка, КГР, ЭЭГ, изменение ЧСС и дыхательного ритма) было показано, что звуковые сигналы, сила которых на 6–12 дБ ниже порога слышимости, могут вызвать одну или несколько из регистрируемых физиологических реакций. Так было установлено, что между физиологическим порогом восприятия и порогом опознавания находится подпороговая (субсенсорная) зона восприятия, в которой информация воспринимается человеком, не достигая сознания. Величина зоны, в пределах которой неощущаемые звуковые стимулы вызывают биоэлектрические или вегетативные реакции, непостоянна. Она колеблется в довольно значительных пределах, в зависимости от различных факторов, например, эмоционального состояния испытуемого [20].
Оценка изменения физиологических показателей испытуемого в качестве объективного контроля влияния неосознаваемой информации получила в настоящее время широкое распространение [93, 100, 181].
В одной из классических работ [181] испытуемым предъявляли зрительные стимулы, вызывающие чувство страха (змеи, пауки) в сопровождении очень слабых по интенсивности воздействий на кожу электрическим током, и нейтральные (цветы, грибы) – без какого либо сопровождения. Во второй части эксперимента участникам предъявляли эти же видео клипы с использованием метода маскировки, при чем их длительность составляла всего 30 мс. Испытуемые в ходе устного опроса по окончанию опыта не могли определенно ответить, к какой категории (змеи, пауки, цветы или грибы) относились стимулы. При этом показатели КГР были увеличены при предъявлении картинок отрицательного эмоционального содержания, аверсивно подкрепленных в первой части эксперимента, по сравнению с нейтральными.
При помощи электромиографии исследовали лицевую мимику испытуемых в случае неосознаваемого восприятия фотопортретов людей с агрессивным, счастливым и нейтральным выражениями. Участники эксперимента при просмотре этих фотографий демонстрировали микроэкспрессию, соответствующую эмоциональному содержанию стимула, хотя и не осознавали его [ 93].
Наряду с оценкой вегетативных параметров [143] при изучении неосознаваемого восприятия исследователи также используют регистрацию биоэлектрических реакций мозга [19, 45, 140], а также современные нейроимиджинговые методики [233]. Изучение вызванных потенциалов мозга испытуемых в ответ на предъявление отдельных слов, которые было невозможно прочитать на экране в связи с ограниченной яркостью и продолжительностью (12-15 мс), тем не менее, показало четкие отличия в величине поздних компонентов на нейтральные и эмоционально значимые слова [19]. Аналогичные отличия в вызванных потенциалах были получены при использовании неосознаваемых положительно и отрицательно окрашенных прилагательных [44]. В другом исследовании подпороговое по длительности предъявление фотографии испуганного лица человека привело к возникновению раннего положительного компонента, характерного для осознаваемого восприятия, хотя и выраженного в меньшей степени [140].
С помощью фМРТ установлено, что предъявление на неосознаваемом уровне фотографии человека с испуганным выражением лица вызывает большую нейрональную активацию в амигдале, чем при демонстрации счастливого лица [233]. Также удалось обнаружить, что не только в сенсорных, но и в моторных областях мозга (программирование движения) находит отражение неосознаваемое восприятие [91]. В результате, была предложена идея о возможности влияния неосознаваемого восприятия релевантных стимулов на мотивацию человека. Это идея была экспериментально подтверждена в ряде опытов, как на пациентах, так и на здоровых испытуемых [29, 242]. Пациент с двухсторонним повреждением инсулярной области, не отличавший по вкусу сок лайма от физиологического раствора и раствора глюкозы, все же отдавал предпочтение последнему напитку в случае принудительного выбора [29]. В другом исследовании испытуемым предъявляли неосознаваемые изображения злых и счастливых лиц, после чего предлагали им оценить привлекательность напитков и готовность их купить [242]. Участники, которым демонстрировали положительные стимулы, оценивали предложенные напитки более позитивно и с большим энтузиазмом желали их приобрести по сравнению с испытуемыми, которым показывали отрицательные стимулы.
Анализ субъективных оценок испытуемыми своего эмоционального состояния при восприятии сенсорных эмоциогенных стимулов
Акустические стимулы
Использованные в предварительном психофизиологическом тестировании вокализации приводили к формированию противоположных по валентности эмоций (Приложение Б, рисунок 1А). По данным однофакторного анализа ANOVA, субъективные оценки испытуемыми своего эмоционального состояния при прослушивании стимулов достоверно отличались между собой по фактору валентности (F=127.76 p=0.00).
В соответствии с полученными оценками, при прослушивании стимула «-» большинство испытуемых (89.5%) переживали отрицательное эмоциональное состояние. Оценки в отчете колебались от 1 до 4 баллов, то есть от крайне до умеренно отрицательных эмоций, и при усреднении составили в итоге 2.82±1.43. Только 7% экспертов оценивали состояние как нейтральное (5 баллов) и 3.5% - как слабо выраженное положительное (6 и 7 баллов).
Влияние стимула «+» на эмоциональное состояние испытуемых было противоположным по эффекту и достоверно отличалось от стимула «-» (F=46.152 p=0.00). В подавляющем большинстве случаев (84.2%), участники тестирования испытывали эмоции от слабо до чрезвычайно положительных (от 6 до 9 баллов соответственно), и в меньшей степени (12.3%) – нейтральных. Лишь 3.5% испытуемых охарактеризовали свое состояние как слабо отрицательное (3 и 4 балла). Средняя субъективная оценка 7.19±1.52.
Прослушивание стимула «0» у 42.1% испытуемых не вызывало выраженных эмоциональных переживаний. 36.9% экспертов оценило свое состояние как слабо отрицательное и 14% как слабо положительное. 4 из 57 (7%) участников тестирования указали в отчете, что испытывали отрицательные (2 балла) или положительные (8 баллов) эмоции. Усредненная величина субъективной оценки испытуемыми своего эмоционального состояния при прослушивании этого стимула составила 4.65±1.22. Полученный балл занимает центральное положение на шкале валентности и соответствует нейтральному состоянию.
Вокализации «-» и «+» находятся с разных сторон на шкале валентности, но на одинаковом расстоянии по отношению к стимулу «0». Полученные результаты получили статистическое подтверждение. Субъективная оценка валентности при прослушивании нейтральной вокализации была значимо ниже, чем при прослушивании положительной (F=102.19 p=0.00), но выше, чем при прослушивании отрицательной (F=46.15 p=0.00).
Анализировали оценки испытуемыми своего эмоционального возбуждения при прослушивании этих же вокализаций (Приложение Б, рисунок 1Б). По отзывам экспертов, наименее возбуждающим стимулом из 3-х используемых в исследовании, является стимул «0». Описывая свое эмоциональное состояние при прослушивании этого стимула, в 77.2% случаев испытуемые указывали слабо выраженное возбуждение (3-5 баллов) либо почти полное его отсутствие (1-2 балла). 21.1% экспертов отметили в бланке-опроснике средний уровень возбуждения (6-7 баллов) и только один эксперт (1.7%) – высокий уровень (8 баллов). Средняя оценка составила 4.00±2.02 балла.
Более выраженное воздействие по степени соматического возбуждения оказывал положительный сигнал «+». Так, при прослушивании этой вокализации в 61.4% случаев эксперты характеризовали свое состояние как умеренно или полностью расслабленное. 35.1% испытуемых присвоили своему эмоциональному переживанию средний и высокий, а 3.5% экстремально высокий уровень возбуждения. Средняя оценка составила 4.67±2.27.
Максимальный уровень возбуждения у испытуемых возникал в случае предъявления отрицательной по знаку вокализации «-». Более половины экспертов (52.6%) отметили, что находились в состоянии среднего и сильного, и 10.5% экстремального возбуждения при прослушивании этого сигнала. 36.9 % испытуемых испытывали слабо выраженное возбуждение или его отсутствие. Средняя оценка по всем испытуемым составила 5.57±2.43.
Выявленные отличия в субъективных оценках испытуемыми своего эмоционального состояния по шкале возбуждения при прослушивании разных по знаку стимулов оказались статистически достоверны (F=25.11 p=0.00). Используя метод контрастов, показали достоверно более активирующий (возбуждающий) эффект при прослушивании отрицательного стимула по сравнению с положительным (F=11.72 p=0.00) и нейтральным (F=49.77 p=0.00). При этом положительный стимул был все же более эмоционально возбуждающим, чем нейтральный (F=15.3 p=0.00).
Провели сравнительный анализ субъективных оценок, полученных при прослушивании детских вокализаций (n=3) с оценками при прослушивании стандартных звуковых стимулов из нормативной базы IADS (n=57) (на рисунке 6).
Максимально отрицательная оценка по шкале валентности была получена при прослушивании звукового сигнала 278 (см. Приложение А - плохое обращение с ребенком) – 2.23 ± 0.97 балла. Использованный в экспериментальной последовательности стимул «-» – вокализация ребенка в состояния дискомфорта – также вызывал сильно негативные эмоции (2.82 ± 1.43 балла) (на рисунке 6 отмечен синей стрелкой).
Наиболее положительное эмоциональное состояние у испытуемых возникало при прослушивании звукового стимула 110 (смех ребенка) – 7.35 ±1.66 балла. На втором месте находится предложенный нами стимул «+» – вокализация ребенка в комфортном состоянии (7.19 ±1.52 балла) (на рисунке 6 отмечен красной стрелкой).
В целом, при прослушивании разных акустических стимулов диапазон колебаний оценок эмоциональных состояний по шкале валентности колебался от 2 до 7 баллов. При этом 11 стимулов не вызывали у испытуемых эмоциональной реакции и были оценены в пределах от 4 до 6 баллов, где «4» соответствует слабо отрицательным эмоциям, «5» – нейтральным, а «6» – слабо положительным. В эту группу звуков испытуемые отнесли тестируемый стимул «0» – вокализация ребенка в состоянии спокойного бодрствования (4.65 ± 1.22).
Анализируя полученные оценки по шкале валентности можно заключить, что наиболее отрицательные эмоции формируется у испытуемых при прослушивании звуков, связанных с угрозой состоянию ребенка, а наиболее положительные – при прослушивании детского смеха. При этом предложенные нами детские невербальные вокализации сопоставимы с акустическими стимулами из нормативной базы IADS по валентности воздействия на эмоциональное состояние испытуемого.
Рассмотрели оценки силы возбуждения испытуемых при прослушивании предъявляемых звуковых стимулов. В целом, диапазон колебания оценок возбуждения был уже, чем диапазон колебания оценок валентности, и составил в среднем от 3.5 до 6 баллов. Максимальный уровень возбуждения у испытуемых возникал как при предъявлении положительных по знаку стимулов, так и отрицательных. Среди положительных стимулов наиболее возбуждающими были признаны звуки 817 (музыкальные мотивы Африки) и 201 (эротические женские вздохи). Их оценки по шкале возбуждения составили 5.86 (± 2.25) и 5.72 (± 2.13) баллов соответственно. Наиболее эмоционально возбуждающими отрицательными звуками были названы стимулы 278 (плохое обращение с ребенком) и стимул «-» (вокализация ребенка в состояния дискомфорта), получившие 5.63 (± 2.40) и 5.58 (± 2.43) баллов соответственно. Тестируемый стимул «+» (вокализация ребенка в комфортном состоянии) – занимал промежуточное значение по силе возбуждения в совокупности оценок, полученных для всей выборки стимулов (4.67±2.27) (рисунок 6). Стимул «0» (ребенок в состоянии спокойного бодрствования) был в десятке менее возбуждающих стимулов по сравнению с остальными звуками (4.00±2.02).
Отдельный интерес представляют данные по взаимосвязи оценок валентности и возбуждения. Для группы отрицательных звуковых стимулов получено: чем отрицательнее по валентности оценен стимул, тем выше уровень возбуждения испытуемого при прослушивании стимула (рисунок 6). Аналогичная тенденция прослеживается и в случае положительных стимулов. При этом корреляция показателей валентности и возбуждения получила высокую статистически достоверную оценку для обеих категорий стимулов, хотя по силе корреляционная связь была наиболее тесной для отрицательных стимулов (r=-0.87 р=0.00) по сравнению с положительными (r=0.69 р=0.00).
Динамика длительности R-R интервалов ЭКГ испытуемых при восприятии акустических эмоциональных стимулов
Осознаваемое восприятие.
Данные экспериментов по двум из 16 участников были исключены из обработки в связи с большим количеством артефактов в записи ЭКГ. Соответственно представлены результаты анализа длительности кардиоинтервалов ЭКГ у 14 испытуемых. У каждого испытуемого измеряли длину интервала во время звучания акустического стимула и спустя 2-3 секунды после его окончания, что в сумме составляло 6-9 секунд. За этот промежуток времени у большинства испытуемых (n=13) успевали зарегистрировать от 8 до 12 R-R интервалов . Для расчета среднего значения длительности кардиоинтервалов при восприятии того или иного стимула усредняли между собой данные по первым 8 интервалам. Анализ проводили по 15-ти предъявлениям стимула, соответственно среднее значение рассчитывали по 120 кардиоинтервалам (8 интервалов х 15 предъявлений).
Полученные результаты сравнивали со средним значением R-R-интервала в фоновой активности ЭКГ (по 60 кардиоинтервалам).
В Приложении В таблице 1 для каждого испытуемого представлены индивидуальные данные по среднему значению длины R-R интервалов в фоне и при прослушивании разных стимулов. Диапазон колебаний рассматриваемого показателя среди испытуемых составил в фоне от 616 мс (в опыте №10) до 1043мс (в опыте №7), а в случае восприятия акустических стимулов – от 585 мс (в опыте №9, стимул "шум") до 951мс (в опыте №7, стимул "0").
Длительность R–R интервала в фоновой ЭКГ у основной части испытуемых (n=10) была больше, чем при восприятии акустических стимулов. Только у 3 испытуемых (опыты № 2, 10, 11) наблюдали обратную тенденцию.
С целью выявления общей закономерности влияния акустических стимулов на среднее значение длительности кардиоинтервала провели усреднение данных по всей группе испытуемых (n=14). В сравнении с длительностью кардиоинтервала в фоне (763±115) происходило уменьшение анализируемого показателя и его вариабельности при восприятии невербальных вокализаций. Минимальный по длительности R–R интервал выявлен в среднем при предъявлении отрицательного (737±89 мс), максимальный – положительного (743±93 мс), а промежуточный -нейтрального стимула (741±96 мс).
Результаты статистического анализа подтвердили, что на анализируемую величину статистически достоверно влияло содержание стимула (F=6.87 p=0.00). Были получены значимые отличия в средней длительности R-R интервала от фона при восприятии отрицательного (F=6.80 p=0.02), нейтрального (F=6.75 p=0.02) и положительного стимулов (F=4.51 p=0.05). Отличия в длительности кардиоинтервала при восприятии отрицательного и положительного стимулов получили оценку, близкую к границе статистически достоверной (F=4.01 p=0.06). Предъявление розового шума (без вокализаций) также приводило к уменьшению длительности кардиоинтервала (734±95 мс) относительно фонового уровня (F=10.66 p=0.01). Анализируемый показатель в этом случае был даже меньше, чем при восприятии положительной и нейтральной вокализаций (F=17.77 p=0.00 и F= 12.18 p=0.00 соответственно), но статистически достоверно не отличался от отрицательной (p 0.9).
Вариабельность длительности кардиоинтервала была наименьшей в случае действия отрицательного стимула по сравнению с нейтральным, положительным и контрольным, хотя выявленные отличия не достигли статистически достоверной оценки (по критерию Фишера 0.1). Уменьшение вариабельности величины кардиоинтервала свидетельствует о стабилизации сердечной активности у испытуемых. В ряде работ показано, что эмоциональные и умственные нагрузки приводят к тому, что кардиоинтервалы становятся более регулярными по своей величине [123].
В целом, проведенное изучение средней длительности R–R интервала при восприятии разных акустических стимулов выявило укорочение продолжительности кардиоинтервала по сравнению с фоном. Это указывает на учащение сердцебиения и, соответственно, на возникновение возбуждения, психоэмоционального напряжения или стресса [153, 208]. Обнаруженная динамика в меньшей степени выражена при прослушивании положительной и нейтральной вокализации по сравнению с отрицательной и контрольной.
В связи с выявленными отличиями в средней длительности R–R-интервала в случае восприятия разных акустических стимулов проанализировали, на каком этапе они более выражены – сразу после начала предъявления стимулов или спустя определенное время. Для этого рассчитали среднее значение длительности 1-ого, … 8-ого R–R-интервала при предъявлении разных типов стимулов. Динамика анализируемого показателя при прослушивании эмоциональных акустических стимулов имеет вид трехфазной кривой. Такое распределение значений является результатом начального уменьшения длительности кардиоинтервала (в течение первых четырех интервалов) относительно фона, за которым следует кратковременное увеличение (5-й интервал) и в конце (6-8 интервал) опять уменьшение. Независимо от типа стимула сокращение длительности R-R интервала было более выражено в течение третьей фазы (с 6-ого по 8-ой интервал), чем в течение двух предыдущих. Выявленная тенденция хорошо видна на рисунке 15.
При предъявлении розового шума (без вокализаций) длительность кардиоинтервала также в течение первых пяти кардиоинтервалов была достоверно меньше, чем в случае положительного стимула (р=0.04, 0.02, 0.00, 0.03, 0.00). Начиная с 6-ого и в течение последующих интервалов отличия в величине R-R интервала при восприятии разных по знаку вокализаций постепенно уменьшаются.
В целом, отличия в рассматриваемом показателе при прослушивании разных вокализаций сосредоточены преимущественно в течение первых 4-х кардиоинтервалов. Возможно, это связано с тем, что реакция сердечного ритма развивается в основном в течение действия стимулов, а по окончанию можно наблюдать лишь следовой эффект.
В связи с описанными выше результатами возник вопрос, как проявляются отличия в длительности кардиоинтервала по ходу повторного (или многократного) предъявления стимула. Для ответа на этот вопрос оценили динамику величины R-R-интервала в фоне и с 1-ого по 15-е прослушивание каждого типа стимула. Так как большинство отличий в длительности R-R-интервала при прослушивании разных вокализаций было выявлено в течение действия стимулов, анализ проводили именно в этом диапазоне (по первым четырем кардиоинтервалам).
Динамика длительности R-R интервала относительно длительности кардиоинтервала в фоне была выражена неодинаково в случае восприятия разных типов стимулов. Это подтвердили результаты двухфакторного анализа величины R-R интервала в зависимости от типа стимула (отрицательный, нейтральный, положительный и контрольный) и порядка его предъявления” (0 - фон, 1, 2, 3… 15 -номер по порядку). Было выявлено статистически достоверное влияние на анализируемый показатель обоих рассматриваемых факторов (сигнал: F=3.17 р=0.04, порядок предъявления: F=1.94 р=0.02), а также их совместное действие (F=1.42 р=0.04).
Выраженное снижение длительности кардиоинтервала при восприятии невербальных вокализаций по сравнению с фоном происходило уже на первое (в случае нейтрального) либо второе предъявление (в случае отрицательного и положительного) (рисунок 17А). Это указывает на возбуждающий характер используемых стимулов, обеспечивающий в опытах реактивность реакции.
Динамика амплитудных и временных параметров КГР испытуемых при восприятии эмоциональных стимулов
Осознаваемое восприятие
КГР при прослушивании эмоциональных стимулов была зарегистрирована у 16 испытуемых. С целью возможности оценки динамики КГР в условиях восприятия разных стимулов, необходимо было убедиться в ее отсутствии в фоновой активности перед опытом. Для этого рассмотрели индивидуальный характер КГР в фоновой активности у каждого испытуемого до начала эксперимента. Как показал анализ, практически у всех испытуемых колебания на кривой, отображающей активность фоновой КГР, либо полностью отсутствовали, либо носили случайный характер и были невысокой амплитуды (0-5 мкВ). Только у одного испытуемого регистрировали спонтанные высокоамплитудные волны КГР в фоне на протяжении всей записи, то есть до начала предъявления сенсорных стимулов. Соответственно, этого испытуемого исключили из дальнейшего анализа динамики КГР в случае предъявления эмоциональных стимулов в связи со сложностью интерпретации данных.
Отсутствие КГР в фоне позволило рассмотреть динамику этого показателя в условиях восприятия разных акустических сигналов: отрицательного, нейтрального, положительного и контрольного. В первую очередь индивидуально для каждого испытуемого проанализировали регулярность проявления КГР при прослушивании того или иного типа стимула. Двое испытуемых не демонстрировали электрокожных реакций даже при прослушивании первых стимулов и, соответственно, были исключены из последующего анализа результатов. Таким образом, дальнейшее описание данных регулярности проявления КГР представлено по 13 испытуемым (Приложение В, таблица 4).
Максимально возможное количество КГР в ответ на определенный тип стимула составляло 15 реакций (по числу предъявлений в опыте) и было принято за 100 %. Исходя из этого, рассчитали относительную частоту возникновения КГР при прослушивании стимулов. Выявили, что только у одного испытуемого (№12) (Приложение В, таблица 4) КГР при прослушивании эмоциональных стимулов была зарегистрирована в меньше, чем половине случаев ( 50%) от возможного количества реакций. Так, предъявление отрицательного и положительного стимулов привело к 5 и 6 КГР (40 и 33%) соответственно. В условиях восприятия нейтрального и контрольного стимулов КГР возникала однократно, только на первое предъявление. Выявленная особенность в виде быстрого затухания КГР не позволила включить этого испытуемого в дальнейший анализ других характеристик электродермальных ответов (амплитуду, латентный период и пр.) [103].
У подавляющего большинства участников (n=12) электродермальный ответ возникал даже после многократного прослушивания стимула. Так, в случае восприятия отрицательной вокализации КГР регистрировали в количестве от 8 до 14 реакций в зависимости от испытуемого (53-93 %). В случае восприятия нейтрального стимула КГР регистрировали в количестве от 5 до 14 реакций (33-93 %), положительного – от 9 до 14 (60-93 %) и контрольного – от 7 до 13 (47-87 %).
В среднем для всей выборки испытуемых количество КГР при прослушивании эмоционально отрицательного (10.31±2.18) и положительного (10.46±2.15) стимулов было больше, чем при прослушивании нейтрального (9.15±3.51). При этом значение величины стандартного отклонения для положительного и отрицательного стимулов меньше, чем для нейтрального. Прослушивание контрольного стимула также приводило к возникновению большего количества КГР (10.08±3.57) относительно нейтрального стимула. Однако вариабельность в случае восприятия контрольного стимула была больше, чем в случае эмоциональных стимулов. Выявленная меньшая вариативность анализируемого показателя в случае восприятия эмоциональных стимулов (положительного и отрицательного) по сравнению с не эмоциональными (нейтральным и контрольным) может указывать на более устойчивый характер возникновения КГР. Проведенный статистический анализ данных подтвердил тенденцию к увеличению числа КГР в случае отрицательного и положительного стимулов по сравнению с нейтральным (F=3.60 p=0.08 и F=3.56 p=0.08 соответственно). При этом количество возникших КГР при осознаваемом восприятии отрицательного и положительного стимула практически не отличается (p 0.9).
С целью определения влияния эмоциогенных стимулов на выраженность КГР рассмотрели динамику ее амплитудных характеристик при предъявлении всех используемых стимулов. Вариабельность амплитуды у обследованных испытуемых была значительна. Минимальная по значению средняя амплитуда КГР в опыте была зарегистрирована у испытуемых № 3, 4, 6, 12 (11-70 мкВ), а максимальная - у испытуемых №1 и 9 (до 270 мкВ). Помимо абсолютного значения (в мкВ) рассчитывали нормированную амплитуду КГР (в %) с целью устранения вышеописанной изменчивости анализируемого показателя в группе испытуемых [61]. Данные нормировали внутри каждого опыта. У каждого испытуемого выделяли тип акустического стимула, при прослушивании которого средняя амплитуда КГР в опыте была максимальна. Эту амплитуду принимали за 100%. Амплитуды, полученные при предъявлении стимулов остальных трех типов, вычисляли в процентах от максимального значения. На рисунке 28 приведены абсолютные и нормированные значения КГР, усредненные по всем испытуемым.
Проведенное сравнение амплитуды КГР в случае восприятия 4 типов стимулов выявило статистически значимые отличия по фактору сигнала (F=2.93 р=0.05). Усредненная по всем испытуемым амплитуда КГР была минимальной при предъявлении нейтрального стимула, по сравнению с отрицательным и положительным стимулами. Однако отличия между стимулами не достигли статистически значимой оценки (F=3.45 p=0.09 и F=2.58 p=0.14 соответственно). Прослушивание контрольного стимула также приводило к увеличению амплитуды относительно нейтрального стимула. Отличия в данном случае оказались статистически достоверными (F=4.87 p=0.05, по методу контрастов). Амплитуда КГР при прослушивании стимулов «-», «+» и «шум» между собой статистически достоверно не отличалась (p 0.5).
Таким образом, сравнительный анализ амплитуды КГР при прослушивании разных типов стимулов выявил, что значение рассматриваемого показателя было наименьшим в случае восприятия нейтральной вокализации по сравнению с положительной и отрицательной. Результаты психофизиологического тестирования детских вокализаций в группе аудиторов показали, что наименее возбуждающим стимулом из 3-х используемых в исследовании, являлся нейтральный. Принимая во внимание вышеизложенное, полученные результаты можно интерпретировать следующим образом: амплитуда КГР чувствительна к уровню возбуждения, но не к модальности. Аналогичные данные были ранее описаны в ряде исследований с использованием зрительных и звуковых стимулов [58, 139].
С целью выявления отличий во времени, необходимом для возникновения КГР в случае восприятия разных типов стимулов, сравнили ЛП КГР при их прослушивании. КГР, со значением латентности менее 1000 мс, относили к спонтанным, то есть не имеющим отношение к оказанному экспериментальному воздействию [61]. В ходе сравнительного анализа среднего значения величины ЛП в случае разных типов акустической стимуляции выявили значительную вариабельность рассматриваемого показателя между испытуемыми. В исследуемой группе испытуемых величина латентности реакции колебалась от 1750 до 4950 мс в зависимости от предъявляемого стимула. В соответствии с литературными данными, такой диапазон значений ЛП КГР соответствует физиологической норме реагирования на стимул [103]. Для выяснения общей тенденции изменения ЛП КГР при прослушивании разных стимулов, усреднили данные ЛП КГР по всем испытуемым (рис. 29).
Статистический анализ выявил влияние фактора сигнала на величину ЛП КГР на уровне тенденции (F=2.70 p=0.06). При осознаваемом восприятии отрицательного сигнала ЛП КГР был меньше, чем при восприятии контрольного. В то же время при восприятии положительного стимула величина ЛП не отличалась от аналогичной величины в контроле, а при восприятии нейтрального – была больше.
Противоположный характер влияния отрицательного и нейтрального стимулов на величину ЛП КГР получил статистически достоверную оценку (F=10.02 p=0.01).