av Alan Macy, BIOPAC Systems, Inc.
Circumplex – modellen av påverkan beskrevs först 1980 av James Russell. Affektiva tillstånd härrör från beteendet hos två oberoende neurofysiologiska system, upphetsnings-och valenssystemen. Affektiva tillstånd är en funktion av dessa två system. Circumplex-modellen är tvådimensionell, med upphetsning och Valens definierad som ortogonala (vinkelräta) axlar. Upphetsningsaxeln, plottad vertikalt, sträcker sig från noll upphetsning till hög upphetsning.Valensaxeln, ritad horisontellt, sträcker sig från negativ till positiv. Objektiva fysiologiska index för påverkan eller känslor finns tillgängliga. Som valensexempel indikeras positiv påverkan genom att öka zygomaticus-aktiviteten och negativ påverkan indikeras genom att öka korrugeringsaktiviteten. Fysiologiska exempelindex för upphetsning inkluderar hjärtfrekvens och elektrodermal aktivitet.
kanske ännu mer grundläggande för emotionellt tillstånd är begreppet motivationstillstånd. Motivationstillstånd indexeras av specifika, kroppsliga uttryckta, fysiologiska tillstånd som lätt kan mätas. Motivational state bygger på begreppet kärnrelationella teman, kallad ”utmaning” och ”hot”. Under livets gång relaterar människor till svåra miljöförhållanden som en kombination av utmaning och hot. Ett utmaningssvar liknar det aeroba fysiologiska svaret och involverar ökad slagvolym och hjärtutgång, oförändrad eller ökad hjärtfrekvens, minskad vaskulär resistans och relativt oförändrat blodtryck. Detta svar är en indikation på effektiv mobilisering av tillgänglig energi för att hantera omständigheterna. Ett hotrespons kännetecknas av ökad hjärtfrekvens och blodtryck, ökad eller liten förändrad vaskulär resistans, minskad eller oförändrad slagvolym och relativt oförändrad hjärtutgång. Ett utmaningssvar uppstår när ämnet upplever tillräckliga resurser för att möta omständighetskrav i en prestationssituation där mål är viktiga. Ett hotsvar uppstår när ämnet upplever otillräckliga resurser för att möta samma omständighetskrav. Om en omständighet är fast besluten att vara utmanande, är ämnesprestanda vanligtvis tillräcklig. Om en omständighet är fast besluten att vara hotande, tenderar ämnesprestanda att förvärras. Motiverande tillståndsinformation kan användas för att bättre återspegla objektiva skillnader mellan liknande circumplex-modelldefinierade känslor, såsom ilska och rädsla.
Elektrodermal aktivitet (EDA) är en fysiologisk signal som indikerar ökad SNS-aktivitet. EDA är representativt för förändringar i hudens elektriska konduktans på grund av eccrine (svett) körtelaktivitet. SNS-aktivitet ökar svettkörtelutsöndringar. Eccrine körtlar får endast aktiveringssignaler från SNS, så ökad EDA är en indikator på ökad upphetsning.
hudtemperaturförändringar (SKT) drivs främst av variationer i blodflödet. Dessa lokala variationer orsakas främst av förändringar i kärlmotstånd eller arteriellt blodtryck. Lokal vaskulär resistans moduleras av glatt muskelaktivitet, som förmedlas av SNS. SKT variation speglar SNS aktivitet, och är en indikator på känslomässiga tillstånd. I synnerhet är fingertoppstemperaturen en markör för sympatiska inducerade förändringar i mikrocirkulationen.
Blodvolympuls (BVP), även kallad Pulspletysmogram (PPG), återspeglar variationer i mikrocirkulationen. När vaskulaturmotståndet mot flöde ökar, utsätts för ökad SNS, minskar mikrocirkulationen. Följaktligen återspeglar en minskning av PPG (BVP) Amplitud ökad SNS-aktivitet.
hjärtat och hjärnan är anslutna dubbelriktat via vagusnerven. Vagal psns-stimulering, från hjärnan, påverkar hjärtat via sino-atrial (SA) nod. Baroreceptorsignaler, från hjärtat, reser tillbaka längs vagusnerven för att påverka hjärnan. SA-noden är pacemakern i hjärtat. SA-noden tar emot ingångar från både SNS och PSN. SA-noden kan anses vara en spik-tåggenerator vars intervall mellan spikar (skjutning) moduleras av både SNS-och PsNS-aktivitetsnivåer. Eftersom både SNS-och PsNS-aktivitet påverkar sa-nodspik, kan hjärtfrekvensbeteende anses vara beroende av en rad känslomässiga tillstånd. SNS-aktivitet ökar hjärtfrekvensen och PsNS-aktiviteten minskar hjärtfrekvensen.
hjärtfrekvensvariation (HRV) är ett mått på hjärtfrekvensförändringar över tiden. HRV har ett frekvensområde på 0,003 till 0,4 Hz och anses ha fyra delband: HF, LF, VLF och ULF. Högfrekvent HRV (HF-HRV) bandeffekt ligger i intervallet 0,18 till 0,4 Hz och återspeglar främst PSN-influenser. HF-HRV-bandkraften återspeglar modulering av vagusnervaktivitet, som drivs av andning. Denna modulering kallas respiratorisk sinusarytmi (RSA). Lågfrekvent HRV (LF-HRV) bandeffekt ligger i intervallet 0,05-0,15 Hz och verkar återspegla både SNS-och PsNS-influenser. Mycket låg frekvens HRV (VLF-HRV) band effekt är i intervallet 0,003-0,05 Hz och kan återspegla hjärt-kärlsjukdom, termoregulatoriska cykler och blodplasma renin aktivitet. Ultra low frequency HRV (ULF-HRV) band effekt är i intervallet DC-0,003 Hz och kan återspegla dygnsrytmen aktivitet.
psns-influenser förekommer över LF-och HF-frekvensområdet för HRV. SNS-påverkan sjunker vid cirka 0,15 Hz och högre. PsNS-influenser kan påverka hjärtfrekvensen på en bråkdel av en sekund, men SNS-influenser kan bara påverka hjärtfrekvensen efter några sekunder. Följaktligen är psns-influenser unikt kapabla att producera höghastighetsförändringar i hjärtfrekvensen. Psns innervation av hjärtat styrs av den högra vagusnerven via SA-noden. PsNS-inducerade förändringar i hjärtfrekvensen är associerade med vagal nervaktivitet som moduleras genom andning. Utgången orsakar en ökning av vagal nervaktivitet, så hjärtfrekvensen minskar. Inspiration orsakar undertryckande av vagal nervaktivitet, så hjärtfrekvensen klättrar upp igen. Denna kombinerade åtgärd är känd som respiratorisk sinusarytmi (RSA). RSA anses delvis vara en markör för vagal kontroll av hjärtfrekvensen och även för emotionell reglering. Total HRV verkar vara positivt korrelerad med Valens.
när uppmärksamheten ökar finns det en kortvarig retardation av hjärtfrekvensen. Upphetsning är också korrelerad med en långsiktig acceleration i hjärtfrekvensen. Hjärtfrekvens ger också en indikation på Valens. Jämfört med neutrala stimuli uppvisar både positiva och negativa stimuli först en kortvarig minskning av hjärtfrekvensen. På lång sikt är positiva stimuli korrelerade med en ökning av hjärtfrekvensen medan negativa stimuli vanligtvis är korrelerade med en minskning av hjärtfrekvensen.
andningsaktivitet sker via periodisk sammandragning och avslappning av andningsmusklerna, inklusive membran -, interkostal-och magmusklerna. Motorutgångarna för kontroll av andning genereras av efferenta neuroner i ryggmärgen. Det finns autonoma och frivilliga andningsvägar till dessa andningsrelaterade efferenta neuroner. En mängd afferenta (sensoriska) ingångar påverkar andningsfrekvensen och tidvattenvolymen till stöd för kroppens metaboliska krav. SNS-aktivitet ökar andningsfrekvensen och PsNS-aktivitet minskar andningsfrekvensen.
flera EEG-studier tyder på att känslomässig valens är kopplad till aktivering av frontal lob, vanligtvis indexerad av alfa-kraft. Positiv valens är korrelerad till ökad aktivering av den vänstra frontalloben och negativ valens är korrelerad till ökad aktivering av den högra frontalloben. Andra studier har föreslagit att frontal lobe EEG-aktiveringsasymmetri återspeglar den relativa balansen i motivationstillstånd, mer än emotionell Valens. I detta arbete förutspådde förbättrad aktivering av vänster frontal lob dispositionstillstånd mot utmaning och förbättrad aktivering av höger frontal lob förutspådde dispositionstillstånd mot hot.
konstverk anpassat från från Russell, J. A. (1980). En circumplex – modell av påverkan.Journal of Personality and Social Psychology, 39, 1161-1178.
för mer information om BIOPACS breda utbud av verktyg för inspelning, visning, klassificering och analys av psykofysiologiska mätningar—inklusive EEG, EKG, EDA, PPG och emotionella tillstånd—besök BIOPACS applikationssidor och se BIOPACS fullständiga sortiment av fysiologiska datainsamlings-och analyssystem, elektroder, förstärkare och bärbara, trådlösa sändare och loggers.
BIOPAC Systems, Inc. ger forskare och utbildare inom life science med datainsamlings-och analyssystem som inspirerar människor och möjliggör större upptäckter om livet. Besök oss på www.biopac.com.