Alan Macy, BIOPAC Systems, Inc.
Circumplex Model afektu byl poprvé popsán v roce 1980 Jamesem Russellem. Afektivní stavy vznikají z chování dvou nezávislých neurofyziologických systémů, systémů vzrušení a valence. Afektivní stavy jsou funkcí těchto dvou systémů. Model circumplex je dvourozměrný, s vzrušením a valencí definovanou jako ortogonální (kolmé) osy. Osa vzrušení, vynesená svisle, se pohybuje od nulového vzrušení po vysoké vzrušení.Osa valence, vynesená vodorovně, se pohybuje od negativní po pozitivní. Objektivní fyziologické indexy afektu nebo emocí jsou k dispozici. Jako valenční příklady je pozitivní vliv indikován zvýšením aktivity zygomaticus a negativní vliv je indikován zvýšením aktivity zvlnění. Fyziologické příklady indexů vzrušení zahrnují srdeční frekvenci a elektrodermální aktivitu.
možná ještě zásadnější pro emoční stav je koncept motivačního stavu. Motivační stav je indexován specifickými, tělesně vyjádřenými fyziologickými stavy, které lze snadno měřit. Motivační stav je založen na konceptu základních relačních témat, nazývaných „výzva“ a „hrozba“. V průběhu života se lidé vztahují k obtížným okolnostem prostředí jako kombinace výzvy a hrozby. Odpověď na výzvu je podobná aerobní fyziologické odpovědi a zahrnuje zvýšený objem mrtvice a srdeční výdej, nezměněnou nebo zvýšenou srdeční frekvenci, sníženou vaskulární rezistenci a relativně nezměněný krevní tlak. Tato reakce svědčí o účinné mobilizaci dostupné energie pro zvládnutí okolností. Odpověď na hrozbu je charakterizována zvýšenou srdeční frekvencí a krevním tlakem, zvýšenou nebo malou změnou vaskulární rezistence, sníženým nebo nezměněným objemem mrtvice a relativně nezměněným srdečním výdejem. K výzvové reakci dochází, když subjekt zažije dostatečné zdroje pro splnění nepřímých požadavků ve výkonnostní situaci, kde jsou důležité cíle. K reakci na hrozbu dochází, když subjekt zažije nedostatečné zdroje pro splnění stejných nepřímých požadavků. Pokud je okolnost určena jako náročná, pak je výkon subjektu obvykle přiměřený. Pokud je okolnost považována za ohrožující, pak se výkon subjektu zhoršuje. Motivační informace o stavu lze použít k lepšímu odrazu objektivních rozdílů mezi podobnými emocemi definovanými v modelu circumplex, jako je hněv a strach.
Elektrodermální aktivita (EDA) je fyziologický signál, který indikuje zvýšenou aktivitu SNS. EDA je reprezentativní pro změny elektrické vodivosti kůže v důsledku aktivity ekrinní (potní) žlázy. Aktivita SNS zvyšuje sekreci potních žláz. Ekrinní žlázy přijímají aktivační signály pouze ze SNS, takže zvýšená EDA je indikátorem zvýšeného vzrušení.
změny teploty kůže (SKT) jsou primárně způsobeny změnami průtoku krve. Tyto lokální variace jsou způsobeny hlavně změnami vaskulární rezistence nebo arteriálního krevního tlaku. Lokální vaskulární rezistence je modulována aktivitou hladkého svalstva, která je zprostředkována SNS. Variace SKT odráží aktivitu SNS a je indikátorem emočního stavu. Zejména teplota prstů je markerem sympatických indukovaných změn mikrocirkulace.
krevní objemový puls (BVP), označovaný také jako pulsní Pletysmogram (PPG), odráží změny v mikrocirkulaci. Jak se zvyšuje vaskulaturní odolnost vůči průtoku, s výhradou zvýšeného SNS se mikrocirkulace snižuje. Proto snížení amplitudy PPG (BVP) odráží zvýšenou aktivitu SNS.
srdce a mozek jsou spojeny obousměrně přes vagus nerv. Vagální stimulace PsNS z mozku ovlivňuje srdce prostřednictvím sino-atriálního (SA) uzlu. Baroreceptorové signály ze srdce cestují zpět podél vagusového nervu a ovlivňují mozek. Uzel SA je kardiostimulátor srdce. Uzel SA přijímá vstupy jak ze SNS, tak z PSN. Uzel SA lze považovat za generátor spike-train, jehož interval mezi hroty (vypalování) je modulován úrovněmi aktivity SNS i PsNS. Protože aktivita SNS i PsNS ovlivňuje palbu spike uzlů sa, chování srdeční frekvence lze považovat za závislé na řadě emočních stavů. Aktivita SNS zvyšuje srdeční frekvenci a aktivita PsNS snižuje srdeční frekvenci.
Variabilita srdeční frekvence (HRV) je měřítkem změn srdeční frekvence v průběhu času. HRV má frekvenční rozsah 0,003 až 0,4 Hz a má se za to, že má čtyři dílčí pásma: HF, LF, VLF a ULF. Vysokofrekvenční výkon pásma HRV (HF-HRV) je v rozmezí 0,18 až 0,4 Hz a odráží především vlivy PsNS. Výkon pásma HF-HRV odráží modulaci aktivity nervu vagus, jak je poháněno dýcháním. Tato modulace se nazývá respirační sinusová arytmie (RSA). Nízkofrekvenční výkon pásma HRV (LF-HRV)je v rozsahu 0.05-0.15 Hz a zdá se, že odráží vlivy SNS i PsNS. Velmi nízkofrekvenční výkon pásma HRV (VLF-HRV)je v rozmezí 0,003-0,05 Hz a může odrážet kardiovaskulární onemocnění, termoregulační cykly a aktivitu reninu v krevní plazmě. Výkon pásma Ultra nízké frekvence HRV (ULF-HRV) je v rozsahu DC-0,003 Hz a může odrážet cirkadiánní rytmickou aktivitu.
vlivy PsNS se vyskytují v kmitočtových rozsazích LF a HF HRV. Vlivy SNS klesají při asi 0.15 Hz a vyšší. Vlivy PsNS mohou ovlivnit srdeční frekvenci za zlomek sekundy, ale vlivy SNS mohou ovlivnit srdeční frekvenci až po několika sekundách. V souladu s tím jsou vlivy PsNS jedinečně schopné vyvolat vysokorychlostní změny srdeční frekvence. PsNS inervace srdce je řízena pravým vagusovým nervem přes uzel SA. PsNS indukované změny srdeční frekvence jsou spojeny s aktivitou vagálního nervu, která je modulována dýcháním. Expirace způsobuje zvýšení aktivity vagálního nervu, takže srdeční frekvence klesá. Inspirace způsobuje potlačení aktivity vagálního nervu, takže srdeční frekvence stoupá zpět nahoru. Tento kombinovaný účinek je známý jako respirační sinusová arytmie (RSA). RSA je částečně považována za marker pro vagální kontrolu srdeční frekvence a také pro emoční regulaci. Celkový HRV se zdá být pozitivně korelován s valencí.
když se pozornost zvyšuje, dochází ke krátkodobému zpomalení srdeční frekvence. Vzrušení také koreluje s dlouhodobým zrychlením srdeční frekvence. Srdeční frekvence také poskytuje indikaci valence. Ve srovnání s neutrálními podněty vykazují pozitivní i negativní podněty nejprve krátkodobé snížení srdeční frekvence. Z dlouhodobého hlediska jsou pozitivní podněty korelovány se zvýšením srdeční frekvence, zatímco negativní podněty obvykle korelují se snížením srdeční frekvence.
respirační aktivita nastává periodickou kontrakcí a relaxací respiračních svalů, včetně bránice, mezižeberních a břišních svalů. Motorické výstupy pro řízení dýchání jsou generovány eferentními neurony v míše. K těmto eferentním neuronům souvisejícím s dýcháním existují autonomní a dobrovolné dýchací cesty. Různé aferentní (senzorické) vstupy ovlivňují rychlost dýchání a přílivový objem na podporu metabolických požadavků těla. Aktivita SNS zvyšuje respirační frekvenci a aktivita PsNS snižuje respirační frekvenci.
několik studií EEG naznačuje, že emoční valence je spojena s aktivací čelního laloku, obvykle indexovanou alfa silou. Pozitivní valence koreluje se zvýšenou aktivací levého čelního laloku a negativní valence koreluje se zvýšenou aktivací pravého čelního laloku. Jiné studie naznačují, že asymetrie aktivace EEG čelního laloku odráží relativní rovnováhu motivačního stavu, více než emoční valence. V této práci vylepšená aktivace levého čelního laloku předpovídala dispoziční stavy směrem k výzvě a vylepšená aktivace pravého čelního laloku předpovídala dispoziční stavy směrem k hrozbě.
umělecká díla upravená od Russella, J. a. (1980). Circumplex model ovlivnění.Žurnál osobnosti a sociální psychologie, 39, 1161-1178.
další informace o široké škále nástrojů BIOPAC pro záznam, zobrazování, klasifikaci a analýzu psychofyziologických měření-včetně EEG—EKG, EDA, PPG a emočních stavů-navštivte stránky aplikací BIOPAC a prohlédněte si celou řadu systémů sběru a analýzy fyziologických dat BIOPAC, elektrod, zesilovačů a nositelných bezdrátových vysílačů a loggerů.
BIOPAC Systems, Inc. poskytuje vědcům a pedagogům v oblasti vědy o životě systémy získávání a analýzy dat, které inspirují lidi a umožňují větší objevování života. Navštivte nás na www.biopac.com.