Emotional physiological synchrony and its relation with cognitive performance

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202103021557
Title: Emotional physiological synchrony and its relation with cognitive performance
Alternative title: Emotionaalinen fysiologinen synkronia ja sen yhteys kognitiiviseen suoriutumiseen
Author: Peltonen, Niina
Other contributor: Helsingin yliopisto, Humanistinen tiedekunta, Nykykielten laitos 2010-2017
University of Helsinki, Faculty of Arts, Department of Modern Languages 2010-2017
Helsingfors universitet, Humanistiska fakulteten, Institutionen för moderna språk 2010-2017
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2020
Language: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202103021557
http://hdl.handle.net/10138/327348
Thesis level: master's thesis
Discipline: Kognitiotiede
Cognitive science
Kognitionsvetenskap
Abstract: Tavoitteet Tämän opinnäytetyön tarkoituksena on tutkia emootioiden aikana tapahtuvien fysiologisten prosessien vuorovaikutusta, sekä niiden mahdollista yhteyttä kognitiiviseen suoriutumiseen. Emootioilla tiedetään olevan selkeä vaikutus ihmisten käyttäytymiseen, mutta siitä miten samanaikaiset, emootioiden säätelyyn liittyvät fysiologiset prosessit suhteutuvat toisiinsa, tiedetään vähemmän. Näiden yhteyksien vuorovaikutusta voidaan tutkia määrittelemällä fysiologisen synkronian mittari, joka kuvastaa erilaisten emotionaalisten signaalien samankaltaisuuksia. Ihmisten fysiologiassa tapahtuu muutoksia emootioita koettaessa, ja synkroniamittarin onkin tarkoitus kuvastaa kuinka yhdenmukaisia nämä muutokset ovat. Vaikka erilaisia tapoja synkronian määrittelyyn on esitetty, yhtä vakiintunutta tapaa ei toistaiseksi ole. Tässä opinnäytetyössä kehitetään uusi metodi fysiologisen synkronian määrittelyyn. Tutkimuksessa on myös mitattu kognitiivisen suoriutumisen tasoa, jotta voidaan tutkia, onko alttiudella kokea emotionaalista synkroniaa yhteyttä käyttäytymisen kanssa. Tässä opinnäytetyössä etsitään vastausta tutkimuskysymykseen: Ennustaako emotionaalisten vasteiden synkronoituminen kognitiivista suoriutumista? Metodit 32 koehenkilöä osallistui tutkimukseen, jonka aikana nauhoitettiin kolmea fysiologista signaalia — ihon sähkönjohtavuutta (EDA), aivosähkökäyrää (EEG), sekä kasvojen lihassähkökäyrää (fEMG) — samalla kun koehenkilöt suorittivat kognitiivisesti kuormittavia sekä emotionaalisesti aktivoivia tehtäviä. Kognitiivista suoriutumista mitattiin käyttämällä visuaalisen haun tehtäviä sekä päässälaskutehtäviä. Emotionaalinen synkronia määriteltiin koehenkilöiden fysiologisten aktivaation perusteella, jota nauhoitetiin samalla kun koehenkilöt ajattelivat heidän omia emotionaalisia muistojaan. Uusi metodi emotionaalisen synkronian määrittelyyn sisältää kaksi eri menetelmää. Ensimmäisessä menetelmässä tutkittiin fysiologisen synkronian ilmenemistä yhden emootion sisällä ja toisessa menetelmässä tutkittiin fysiologisen synkronian ilmenemistä kahden eri emootion välillä. Molemmat menetelmät pohjautuivat Kendall-korrelaatioon sekä kosini-samankaltaisuuteen. Fysiologiset indikaattorit, joita signaaleista tutkittiin, koostuivat ihon sähkönjohtavuuden vasteista (SCR), etuotsalohkolla ilmeneen alpha-taajuuskaistan epäsymmetrian suureesta (FASYM), sekä kasvojen lihaksista kulmakarvojen rypistäjälihaksen (CRG), poskipäälihaksen (ZYG), sekä silmän kehälihaksen vasteista (ORB). Synkronian ja kognitiivisen suoriutumisen välistä yhteyttä tutkittiin lineaarisilla malleilla. Tulokset Tulokset osoittivat, että kasvojen poskipäälihaksen ja silmän kehälihaksen vasteet synkronoituivat voimakkaasti ollen suoraan verrannollisia koettujen emootioiden positiivisuuden kanssa. Tämän synkronian ilmeneminen oli yhteydessä parempaan suoriutumiseen visuaalisen haun tehtävissä, viitaten siihen että niillä koehenkilöillä joiden kasvojen lihasten vasteet synkronoituivat emootioiden kokemisen aikana, ilmeni myös taipumus suoriutua paremmin visuaalisen haun tehtävissä.Objectives The purpose of this thesis is to study physiological connections during emotion, and investigate whether emotional synchrony predicts cognitive performance. It is widely acknowledged emotions affect human behavior extensively, however, less is known about how different processes of emotional regulation are related. These relations can be studied by measuring emotional physiological synchrony, determined as the index value of similarities between physiological processes that are recorded while experiencing emotion. When people experience emotions, activity of bodily functions changes, and the synchrony measure is meant to reflect whether the changes vary in the same manner. Multiple different methods for determining the emotional synchrony have been suggested, yet there is no established practice. In this thesis, a new method for determining emotional physiological synchrony is presented. Also, cognitive performance is measured to understand whether synchrony has a relationship with behavioral outcomes. The research question of this thesis is: Does synchrony of emotional responses predict cognitive performance? Methods 32 subjects participated in the experiment in which three signals—electrodermal activity (EDA), electroencephalography (EEG) and facial electromyography (fEMG)—were recorded while subjects’ performed in cognitively loading and emotionally arousing tasks. Cognitive performance was measured by Visual Search and Mental Arithmetic tasks. Emotional synchrony was determined based on each subjects’ physiological activity during Mental Imagery task, in which subjects recalled their emotional memories. A new method for determining the synchrony was created, consisting of two approaches: Approach 1 for investigating the synchrony of physiological responses over time, within one emotion, and Approach 2 investigating synchrony of physiological responses between two emotions, averaged over time. Both approaches employed Kendall correlation and cosine similarity analysis. The physiological responses extracted from the signals included: skin conductance response (SCR) from EDA, frontal alpha asymmetry (FASYM) from EEG, and corrugator supercilii (CRG), zygomaticus major (ZYG) and orbicularis oculi (ORB) from fEMG. The relationship between synchrony indices and cognitive performance was explored with linear models. Results It was found that strong synchronization between facial muscles ZYG and ORB corresponded to the positiveness of emotions having greatest activation during highly arousing positive emotions: enthusiasm, joy and triumph. This synchrony was linked with increased performance in Visual Search tasks, indicating that subjects whose facial muscle activation synchronized during Mental Imagery, tended to achieve better performance scores in Visual Search.
Subject: psychophysiology
synchrony
emotions
cognitive performance


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Peltonen_Niina_Progradu_2020.pdf 509.9Kb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record