door Alan Macy, BIOPAC Systems, Inc.Het Circumplex model van Affect werd voor het eerst beschreven in 1980 door James Russell. Affectieve toestanden ontstaan uit het gedrag van twee onafhankelijke neurofysiologische systemen, de arousal en valence systemen. Affectieve toestanden zijn een functie van deze twee systemen. Het circumplex model is tweedimensionaal, met opwinding en valentie gedefinieerd als orthogonale (loodrechte) assen. De opwindas, verticaal uitgezet, varieert van nul tot hoge opwinding.De valentieas, horizontaal uitgezet, varieert van negatief tot positief. Objectieve fysiologische indexen van invloed of emotie zijn beschikbaar. Als valentievoorbeelden, wordt het positieve effect vermeld door zygomaticus activiteit te verhogen en het negatieve effect wordt vermeld door golfkartonactiviteit te verhogen. Fysiologische voorbeeld indices voor opwinding omvatten hartslag en elektrodermale activiteit.
misschien nog fundamenteler voor emotionele toestand is het concept van motiverende toestand. De motiverende staat wordt geïndexeerd door specifieke, lichamelijk uitgedrukte, fysiologische toestanden die gemakkelijk kunnen worden gemeten. Motiverende staat is gebaseerd op het concept van de kern relationele thema ‘ s, genaamd “uitdaging” en “bedreiging”. In de loop van het leven, mensen verhouden zich tot moeilijke omgevingsomstandigheden als een combinatie van uitdaging en bedreiging. Een challenge respons is vergelijkbaar met de aërobe fysiologische respons en omvat een verhoogd beroerte volume en cardiale output, onveranderd of verhoogde hartslag, verminderde vasculaire weerstand en relatief onveranderd bloeddruk. Deze reactie is indicatief voor een efficiënte mobilisatie van de beschikbare energie om het hoofd te bieden aan omstandigheden. Een dreigingsreactie wordt gekenmerkt door een verhoogde hartslag en bloeddruk, een verhoogde of weinig veranderde vasculaire weerstand, een verminderd of onveranderd slagvolume en een relatief onveranderd cardiale output. Een challenge response treedt op wanneer het onderwerp beschikt over voldoende middelen om te voldoen aan indirecte eisen in een prestatiesituatie waar doelen belangrijk zijn. Een dreigingsreactie treedt op wanneer de persoon te weinig middelen heeft om aan dezelfde indirecte eisen te voldoen. Als een omstandigheid wordt bepaald uitdagend te zijn, dan onderwerp prestaties is meestal voldoende. Als een omstandigheid wordt bepaald bedreigend te zijn, dan subject prestaties neigt te verergeren. Motiverende staat informatie kan worden gebruikt om beter te weerspiegelen objectieve verschillen tussen soortgelijke circumplex model gedefinieerde emoties, zoals woede en angst.
Elektrodermale activiteit (Eda) is een fysiologisch signaal dat een verhoogde SNS-activiteit aangeeft. EDA is representatief voor veranderingen in de elektrische geleiding van de huid als gevolg van eccrine (zweet) klieractiviteit. SNS activiteit verhoogt zweetklier afscheidingen. Eccrine klieren ontvangen alleen activeringssignalen van de SNS, dus verhoogde EDA is een indicator van verhoogde opwinding.
veranderingen in de huidtemperatuur (Skt) worden voornamelijk veroorzaakt door variaties in de bloedstroom. Deze lokale variaties worden voornamelijk veroorzaakt door veranderingen in vasculaire weerstand of arteriële bloeddruk. Lokale vasculaire weerstand wordt gemoduleerd door gladde spieractiviteit, die wordt gemedieerd door de SNS. SKT variatie weerspiegelt SNS activiteit, en is een indicator van emotionele toestand. In het bijzonder is de vingertoptemperatuur een marker voor sympathische geïnduceerde veranderingen in de microcirculatie.
Blood Volume Pulse (BVP), ook wel het Pulse Plethysmogram (PPG) genoemd, weerspiegelt variaties in de microcirculatie. Naarmate de vasculatuur weerstand tegen stroom toeneemt, onder voorbehoud van verhoogde SNS, neemt de microcirculatie af. Dienovereenkomstig weerspiegelt een vermindering van de PPG-amplitude (BVP) een verhoogde SNS-activiteit.
het hart en de hersenen zijn bidirectioneel verbonden via de nervus vagus. Vagale PSNS stimulatie, vanuit de hersenen, beïnvloedt het hart via de Sino-atriale (SA) knoop. Baroreceptor signalen, vanuit het hart, reizen terug langs de nervus vagus om de hersenen te beïnvloeden. De SA-knoop is de pacemaker van het hart. Het SA-knooppunt ontvangt invoer van zowel SNS als PsNS. De sa node kan worden beschouwd als een spike-trein generator waarvan de inter-spike (afvuren) interval wordt gemoduleerd door zowel SNS en PsNS activiteitenniveaus. Omdat zowel SNS-als PsNS-activiteit SA – knooppunt spike afvuren beïnvloeden, kan het hartslaggedrag worden beschouwd als afhankelijk van een reeks emotionele toestanden. SNS-activiteit verhoogt de hartslag en PsNS-activiteit verlaagt de hartslag.
hartslagvariabiliteit (HRV) is een maat voor hartslagveranderingen in de tijd. HRV heeft een frequentiebereik van 0,003 tot 0,4 Hz en wordt geacht vier subbanden te hebben: HF, LF, VLF en ULF. Hoogfrequent Hrv (HF-HRV) bandvermogen is in het bereik van 0,18 tot 0,4 Hz en weerspiegelt voornamelijk PsNS invloeden. Het vermogen van de HF-HRV-band weerspiegelt de modulatie van de nervus vagusactiviteit, zoals aangedreven door ademhaling. Deze modulatie wordt respiratory sinus aritmie (RSA) genoemd. Het vermogen van de laagfrequente HRV (LF-HRV)-band ligt in het bereik van 0,05-0,15 Hz en lijkt zowel SNS-als PsNS-invloeden te weerspiegelen. Het vermogen van de Very low frequency HRV (VLF-HRV)-band ligt in het bereik van 0,003-0,05 Hz en kan een weerspiegeling zijn van hart-en vaatziekten, thermo-regulerende cycli en bloedplasmarenineactiviteit. Het vermogen van de Ultra low frequency HRV (ULF-HRV) band ligt in het bereik van DC-0,003 Hz en kan de activiteit van het circadiaanse ritme weerspiegelen.
PsNS-invloeden komen voor in het LF-en HF-frequentiebereik van HRV. SNS invloeden dalen af bij ongeveer 0,15 Hz en hoger. PsNS-invloeden kunnen de hartslag in een fractie van een seconde beïnvloeden, maar SNS-invloeden kunnen de hartslag pas na een paar seconden beïnvloeden. Dienovereenkomstig, PsNS invloeden zijn uniek in staat om hoge snelheid veranderingen in de hartslag te produceren. PsNS innervatie van het hart wordt gecontroleerd door de rechter nervus vagus via de SA-knoop. PsNS veroorzaakte veranderingen in de hartslag worden geassocieerd met vagale zenuwactiviteit die wordt gemoduleerd door ademhaling. Uitademing veroorzaakt een toename van de vagale zenuwactiviteit, dus de hartslag neemt af. Inspiratie veroorzaakt onderdrukking van de vagale zenuwactiviteit, dus stijgt de hartslag weer. Deze gecombineerde werking staat bekend als respiratory sinus aritmie (RSA). RSA wordt voor een deel beschouwd als een marker voor vagale controle van de hartslag en ook voor emotionele regulatie. Totaal HRV lijkt positief gecorreleerd te zijn met valentie.
wanneer de aandacht toeneemt, is er een korte-termijnvertraging van de hartslag. Opwinding is ook gecorreleerd aan een lange termijn versnelling van de hartslag. Hartslag geeft ook een indicatie van valentie. In vergelijking met neutrale stimuli vertonen zowel positieve als negatieve stimuli eerst een korte termijn daling van de hartslag. Op de lange termijn, positieve stimuli zijn gecorreleerd met een verhoging van de hartslag, terwijl negatieve stimuli meestal zijn gecorreleerd met een daling van de hartslag.
ademhalingsactiviteit vindt plaats via periodieke samentrekking en ontspanning van de ademhalingsspieren, waaronder het middenrif, de intercostale en de buikspieren. De motorische uitgangen voor het regelen van de ademhaling worden gegenereerd door efferente neuronen in het ruggenmerg. Er zijn autonome en vrijwillige ademhalingswegen naar deze respiratoire efferente neuronen. Een verscheidenheid aan afferente (sensorische) ingangen beïnvloeden de ademhalingssnelheid en het getijdenvolume ter ondersteuning van de metabolische behoeften van het lichaam. SNS-activiteit verhoogt de respiratoire snelheid en PsNS-activiteit vermindert de respiratoire snelheid.
verschillende EEG-studies suggereren dat emotionele valentie gekoppeld is aan frontale kwabactivering, meestal geïndexeerd door alfavermogen. Positieve valentie is gecorreleerd aan verhoogde activering van de linker frontale kwab en negatieve valentie is gecorreleerd aan verhoogde activering van de rechter frontale kwab. Andere studies hebben gesuggereerd dat de EEG-activeringsasymmetrie van de frontale kwab de relatieve balans van de motiverende toestand weerspiegelt, meer dan de emotionele valentie. In dit werk voorspelde verbeterde activering van de linker frontale kwab dispositionele toestanden in de richting van uitdaging en verbeterde activering van de rechter frontale kwab voorspelde dispositionele toestanden in de richting van bedreiging.
kunstwerk aangepast van Russell, J. A. (1980). Een circumplex model van affect.Journal of Personality and Social Psychology, 39, 1161-1178.
voor meer informatie over BIOPAC ’s brede scala aan instrumenten voor het opnemen, weergeven, classificeren en analyseren van psychofysiologische metingen—inclusief EEG, ECG, EDA, PPG en emotionele toestanden—bezoek BIOPAC ’s applicatiepagina’ s en bekijk BIOPAC ‘ s volledige lijn van fysiologie data acquisitie en analyse systemen, elektroden, versterkers, en draagbare, draadloze zenders en loggers.
BIOPAC Systems, Inc. biedt life science onderzoekers en opvoeders met data-acquisitie en analyse systemen die mensen inspireren en een grotere ontdekking over het leven mogelijk te maken. Bezoek ons op www.biopac.com.