Диссертация (1145703), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Предпринималисьпопытки использовать изменение частоты сердечных сокращений, наряду срядом других параметров, в системах комплексной оценки измененияэмоциональных состояний (Ekman, Levenson, Friesen, 1983).Кроме переходных характеристик сердечной деятельности при анализеаффективныхсостоянийреализуемыйпришироковычислениииспользуетсявариабельностистатистическийсердечногоподход,ритма.Измногочисленных работ известно, что вариабельность сердечного ритма отражаетважные аспекты функционирования вегетативных механизмов регуляциисердечной деятельности (Saul, 1990).Особенностианализанаиболееинформативныхпараметроввариабельности сердечного ритма, ее статистический характер, требуютдлительных периодов регистрации. Это обстоятельство определяет характериспользованиявариабельностисердечногоритмаприисследованииэмоциональных реакций, перемещая основное внимание к регистрациидлительных аффективных состояний типа фрустрации или стресса связанного сосложностью выполняемой работы.
В связи с этим регистрация вариабельностисердечного ритма используется для мониторинга эмоционального состоянияпрофессиональных водителей (Rani et. al. 2002), операторов (Kramer, 1991),33оценки субъективной сложности выполняемой задачи (Wilson, Sasse, 2000) илипри длительном мониторинге аффективных состояний (Orini et. al., 2010).Изменениядиаметранепосредствено связанозрачка.Управлениедиаметромзрачкас деятельностью автономной нервной системы(Andreassi, 2006).
Изменения диаметра зрачка возникают как при аффективныхреакциях, так и при решении когнитивных задач (Partala, Surakka, 2003; Lanata,Valenza, Scilingo, 2013). В отношении характера и направления таких измененийне существует единого мнения. В ряде работ утверждается наличие прямойзависимости вызванного изменения диаметра зрачка от знака эмоциогенногостимула (Hess, 1972) т.е. положительные стимулы приводят к расширениюзрачка, а отрицательные – к его сужению.
Вместе с тем, существуют работы,отрицающие характер зависимости изменений диаметра зрачка от аффективныххарактеристик, либо вообще любую связь с эмоциональной значимостьюиспользуемых сигналов (Loewenfeld, 1966).В работе (Janisse, 1974) предлагается другой характер зависимости междуэмоциональнойзначимостьюстимулаиразмеромзрачка–прямаяпропорциональность между положением стимула на шкале активации (arousal) иувеличением диаметра зрачка. Как показано, например в работе (Partala, Surakka,2003) предъявление эмоционально значимых звуковых сигналов приводило кувеличению диаметра зрачка как в случае положительных, так и отрицательныхстимулов, отражая степень эмоциональной значимости безотносительно к знакуэмоционального переживания. Более поздние работы объясняют сложившиесяпротиворечияметодическиминеточностями,вызванныминедостаточнымвниманием к отличиям в физических характеристиках используемых стимулов сразличным эмоциональным знаком (Hess, Petrovich, 1987).Кардиореспираторная синхронизация.
Несмотря на продолжительнуюисторию исследований (Angelone, 1964) механизмы возникновения и факторы,влияющие на формирование кардиореспираторной синхронизации, пока невыявлены в полной мере. Задача осложняется нелинейным характером34соответствующих динамических процессов (Guyton, Hall, 2016). В настоящеевремя, преобладает мнение об отсутствии у человека в норме выраженноговзаимодействия между дыхательным и сердечным ритмом и их фазовойсинхронизации (Glass, Mackey, 1988).
Длительные, 100 секунд и более, периодыкардиореспираторной синхронизации были обнаружены у спортсменов ипациентов с пересадкой сердца, более короткие, до 100 секунд, в ряде случаев,обнаруживаются в норме (Schafer et. al., 1998; Toledo et. al., 2002). Существуютуказания на возможность использования параметров кардиореспираторнойсинхронизации для оценки психоэмоционального состояния операторов и егокоррекции средствами биологической обратной связи (Мясников, Попечителев,Суворов, 2004).Несмотрянато,чтоаффективныевоздействиянахарактеркардиореспираторной синхронизации пока недостаточно изучены (Fukumoto,Matsuo, 2010), в литературных данных имеется гипотеза об увеличении степеникардиореспираторной синхронизации при предъявлении стимулов с высокимуровнем эмоциональной значимости (Valenza, Lanata, Scilingo, 2012).Многофакторныесистемыавтоматизированногораспознаванияизменений эмоционального состояния.
Принимая во внимание многообразиепараметров используемых для выявления вызванных изменений эмоциональногосостояния, естественным направлением развития автоматизированных системраспознавания является одновременное использование двух или несколькихрегистрируемых параметров. Кроме очевидного преимущества в надежности иадаптивности данный подход вносит ряд дополнительных технологических иметодологическихсложностей,большинствоизкоторыхсводимыкоптимизационной задаче определения результирующей оценки на основенескольких неравновесных гипотез.При решении задачи определения весовых характеристик используемыхпараметров обычно принимают во внимание три обстоятельства – различия вэффективности используемых методов выявления изменений эмоционального35состояния,индивидуальныеразличияпсихофизиологическихпроявленийанализируемых состояний и различия в скорости развертывания оцениваемыхфизиологических процессов (Cowie et.
al., 2005).Длярешенияобозначеннойзадачибылипредложенынесколькоматематических подходов. В работе (De Silva, Ng, 2000) использованоснованныйнаправилах(rule-based)методкомбинированногоанализабимодальных данных для получения результирующей оценки измененийэмоционального состояния по данным аудиовизуальной регистрации. Л. Хуанг исоавторы использовали бутстреп анализ для автоматизированного определенияадаптивных весовых характеристик оцениваемых параметров (Huang et. al.,2007).
Существуют примеры решения поставленной задачи с использованиемклассификаторов с предварительным обучением (Chen et. al, 1998).Кроме подходов предполагающих независимое оценивание параметровпредложено несколько методов использующих взаимодействие исследуемыхпараметров.Врамкахданногоподходапредлагаетсяиспользованиестатистического обучения с применением скрытых марковских моделей (HMM,Hidden Markov Model) для поиска оптимальных сочетаний параметровмимических движений (Song, 2004), динамических байесовских сетей длямоделирования взаимосвязи между аудиовизуальными данными (Sebe et. al.,2005).
В заключение можно отметить пример использования искусственныхнейронных сетей для поиска кроссмодальных корреляций оцениваемыхпараметров аффективных процессов (Fragopanagos, Taylor, 2005; Caridakis et. al.2006).1.4.Физиологическийперспективыприменениятремор.вМеханизмыкомплекснойвозникновенияавтоматизируемойиоценкеизменений эмоционального состояния.Понятие физиологический тремор обычно обозначает квазипериодическиенепроизвольные движения дистальных отделов конечностей, в частности, рук и36пальцев в диапазоне 8 Гц и выше (Albert, Kording, 2011; Duval, Jones, 2005),наблюдаемые у человека в норме при поддержании безопорного положенияпротивдействиясилытяжести.Стандартныезначенияамплитудыфизиологического тремора в норме не позволяют исследовать его динамику безиспользования технических средств (Legge, Campbell, 1981; Regan, Beverley,1983). Амплитуда перемещений характерная для пальцевого тремора здоровогоиспытуемого в норме обычно не превышает ± 2 мм (Harwell, Ferguson, 1983;Vasilakos et al., 1998).Параметры физиологического тремора определяются двумя независимымикомплексамипричин:первыеизнихсвязанысмеханическимиифизиологическими характеристиками конечностей, вторые - с управляющимивлияниями центрального происхождения.
Параметры физиологического тремораварьируют в широком диапазоне значений в зависимости от положения рукиотносительно направления действия силы тяжести и наличия механическойнагрузки (Raethjen et al., 2000). Частота компонентов тремора, предположительноимеющих центральное происхождение, составляет 8-12 Гц (Elble, Randall, 1976;Elble, 2002) или выше (Raethjen et al., 2000).Собственноусиленного(psychogenic)физиологическийфизиологическоготремора,тремор(enhancedкоторыеследуетдифференцироватьphysiological)следуетирассматриватьсяотпсихогенногокакчастьпатологической или условно патологической симптоматики сопровождающейневрологические расстройства (Apartis, 2014).Срединаиболеераспространенныхвоздействий,приводящихквозникновению изменений параметров физиологического тремора, имеетсяцелый ряд факторов вызывающих изменения в психоэмоциональной сфере,такиекаквведениепсихотропныхвеществ(Susatia,Fernandez,2009),алкоголизация (Tolosa, Koller, Gerdhanik, 1998), реактивные расстройства.
(Hallet,1991). Увеличение уровня тревожности является одной из распространенных37причин возникновения усиленного физиологического тремора (Dalvi, Premkumar,2011).Кроме перечисленных, имеется достаточное количество преимущественноневрологическихпричинвозникновенияпостоянныхилипериодическивозникающих состояний характеризующихся увеличением амплитуды тремора.Наиболее распространенным примером таких проявлений является тремор приболезни Паркинсона (Volkmann et. al., 1996). Имеется, также, значительная почисленности группа неврологических больных, страдающих от различных формпатологического тремора неясной этиологии обозначаемого как essential tremor(Bermejo-Pareja, 2011).Наличиевфизиологическомтреморекомпонентовцентральногопроисхождения позволяет предположить, что изменения эмоциональногосостояния могут оказывать на него существенное влияние.
В настоящий моментимеются единичные работы по исследованию влияния эмоциональногосостояния человека на параметры тремора. В них показано, что даже тремор,имеющий выраженную неврологическую этиологию, может быть подверженмодулирующему влиянию эмоционального состояния больного. В частности,показано что стресс и когнитивная нагрузка приводят к увеличению амплитудыи частоты тремора у больных болезнью Паркинсона (Marsden, Owen, 1967;Raethjen et al., 2008; Lee et al., 2016).
Аналогичные работы имеются дляэссенциального (essential) тремора (Pahwa, Lyons, 2003).Традиционные исследования влияния изменений эмоционального состояниянапараметрыфизиологическоготреморарассматриваюттолькопродолжительные и достаточно выраженные изменения эмоционального статуса– прежде всего вызванные приемом антидепрессантов и анксиолитиков(Annamalai, 2017). Сведений об исследовании кратковременных измененийпараметров физиологического тремора обнаружить не удалось.Нестационарный и апериодический характер тремора как статистическогопроцесса делают неэффективным применение традиционных методов цифрового38анализа сигналов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
