Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Analyse von Hautleitwertdaten als Maß für emotionale Reaktionen Christian Kaernbach Institut für Psychologie derzeit: Universität Bonn eigentlich: Universität.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Analyse von Hautleitwertdaten als Maß für emotionale Reaktionen Christian Kaernbach Institut für Psychologie derzeit: Universität Bonn eigentlich: Universität."—  Präsentation transkript:

1

2 Analyse von Hautleitwertdaten als Maß für emotionale Reaktionen Christian Kaernbach Institut für Psychologie derzeit: Universität Bonn eigentlich: Universität Leipzig demnächst: Karl-Franzens-Universität Graz Einführung in die bioelektrischen Phänomene der Haut Messung und Auswertung –template matching erste Versuchsergebnisse ein Softwarepaket zur Auswertung –derzeitiger Stand und Fragen

3 EDA - Definition EDA = Elektrodermale Aktivität Sammelbegriff für die elektrischen Phänomene der Haut (Johnson und Lubin, 1966) umfaßt aktive und passive bioelektrische Phänomene Beschreibungsgrößen: –aktive Phänomene: Hautpotential –passive Phänomene: Hautwiderstand Hautleitfähigkeit reziprok

4 EDA - Terminologie HautpotentialreaktionSPRSkin Potential Response HautpotentialniveauSPLSkin Potential Level HautwiderstandsreaktionSRRSkin Resistance Response HautwiderstandsniveauSRLSkin Resistance Level Hautleitswertsreaktion HautleitfähigkeitsreaktionSCRSkin Conductance Response Hautleitwertsniveau HautleitfähigkeitsniveauSCLSkin Conductance Level Elektrodermale AktivitätEDAElectrodermal Activity DeutschEnglish exosomatisch endosomatisch

5 Aufbau der Haut Cutis

6 Hautleitwert Subcutis und Dermis sind gute und stabile Leiter. Epidermis fungiert als Barriere. Schweißdrüsenaktivität verändert Hautleitwert: Schweiß = NaCl-Lösung besonders leitfähig Die Leitfähigkeit ist dort am größten, wo die meisten Schweißdrüsen sind. Durchtrennung der Innervationswege oder medikamentöse Blockade (Atropin) eliminiert Hautleitwertsreaktion.

7 Schweißdrüsen Schweißdrüsen sind exokrine Drüsen. Innervation: autonomes Nervensystem ekkrine vs. apokrine Drüsen –ekkrin: Ausscheidung mittels Vesiklen. Ekkrine Schweißdrüsen dienen der Thermoregulation. –apokrin: Abstoßen eines Teils des Somas. Apokrine Schweißdrüsen befinden sich an behaarten Stellen und dienen der Ausscheidung von Duftstoffen. vermehrte Dichte ekkriner Schweißdrüsen auf Hand- und Fußflächen –abweichende Innervation –Vermutung: palmare Schweißdrüsen stehen unter zentraler Kontrolle (emotionales Schwitzen)

8 Zentrale Innervation –Vermutung: palmare Schweißdrüsen stehen unter zentraler Kontrolle (emotionales Schwitzen)

9 Gerät Leybold Didactic nettobrutto –Pocket Cassy (11 Bit): 195,00 226,20 –Hautwiderstandsbox: 270,90 314,24 –CassyLab Software (einmalig): 355,00 411,80 820,90 952,24

10 Die Messung

11

12 Setup ist VGA Tastatur Maus USB Hintergrundmusik Stimulus Matlab CassyLab

13 Setup soll VGA Tastatur Maus Hintergrundmusik Stimulus Matlab CassyLab USB LPT

14 CassyLab Events werden in Systemzeit gespeichert und nachträglich integriert

15 Analyse von EDA Daten mitteln (EEG Tradition) Minima/Maxima (Boucsein) template matching

16 Analyse von EDA Daten Wolfram Boucsein (1992), Electrodermal Activity, New York: Plenum Press, p –The evaluation of phasic changes mainly focuses on irregularly appearing single events rather than on patterns that may be characterized by changes in frequency and/or amplitude. Hence, common procedures like power spectrum or Fourier analyses cannot be used in obtaining parameters from electrodermal recordings. –... most phasic changes of EDA show a rather characteristic course or Gestalt, which enables the experimenter to separate them from artifacts with sufficient reliability. Unfortunately, algorithms for the detection of an EDR Gestalt are not yet available for computer analysis, and therefore it has to be obtained with the visual aid of an experimenter.

17 Stimulus EDA Latenz Amplitude Anstiegszeit Halbwerts zeit 37% 50% Abklingzeit Die ideale EDR Gestalt Parameter, die von einer idealen einzelnen EDR (Typ 1 nach Boucsein) abgeleitet werden können –Latenz, Amplitude –Anstiegszeit, Halbwerts/Abklingzeit

18 Überlappende EDRs Typ 2 nach Boucsein: die erste EDR ist separierbar –Minimum zu Maximum –Abziehen der extrapolierten EDR

19 Überlappende EDRs Typ 3 nach Boucsein: kein Maximum der ersten EDR –Extrapolation nicht mehr möglich –Wendepunkt versus Summe

20 suppose we knew the Gestalt template matching –Zerlegen einer engen Überlagerung von EDRs in ihre Bestandteile –EDA = Summe aus Basis (hier: linear) und einer kleinen Anzahl separater EDRs –Minimieren des Fehlerquadrates ( ²)

21 Zwei-Kompartiment-Modell –Ein Agens wird schlagartig in Kompartiment A freigesetzt. –Es diffundiert mit Zeitkonstante k 1 ins Kompartiment B. –Von dort wird es mit Zeitkonstante k 2 eliminiert. –Es gibt keine Rückdiffusion von B nach A, z.B.: Kompartiment B ist sehr viel größer als Kompartiment A. A B k1k1 k2k2 Eine Gestalt für die EDR Bateman Funktion

22 Minimieren des Fehlerquadrates Gradientenverfahren (gradient descent)

23 Minimieren des Fehlerquadrates Gradientenverfahren (gradient descent) –Problem: lokale Minima Evolution

24 Explicit and implicit responses to environmental sounds Alex Ronald López Rolón Christian Kaernbach Ronny Werner Institut für Allgemeine Psychologie Universität Leipzig

25 Method, Context 3x2x2 Design: soundsound withoutwithcontext contextcontextalone Explicit: ratings Implicit: physiological response N=15N=15N=15 dimension: pleasure arousal pleasure arousal

26 Stimuli 7 sounds from IADS sound database (Bradley & Lang) –International Affective Digitized Sound System in total 111 sounds in analogy to IAPS International Affective Picture System IADS sounds are 6 s long some sounds in IADS are not well prepared –IADS sounds come with valence and arousal ratings choose 7 sounds such as to cover the ground 3 sounds from Peter Bailey, University of York –chalk on blackboard, grinding engine, dropping spade 2 musical instrument sounds all sounds cut to 2 s length, and leveled in rms power

27 Stimuli gähnende Frau Babylachen Babyschrei lachende Menschen Schrei einer Frau Gesang Schweinegrunzen große Maschine Kreidequietschen fallender Spaten tiefer Celloton Klarinette yawning women laughing baby crying baby laughing people cry of a woman chant grunting pig big engine squeaking chalk dropping a spade bass note on cello clarinet context

28 Explicit ratings Self Assessment Manikin, SAM (Bradley & Lang) –pleasure scale –arousal scale

29 Explicit ratings

30 Implicit responses Motivation: –It is often difficult to verbalize ones feelings –It might not be politically correct to state explicitly ones emotional reaction to certain stimuli –Emotion systems are different from cognitive systems Intact emotional memory in amnesic patient (Claparède, 1911) Emotional memory closely linked to implicit memory Methods –physiological responses arousal: EDA pleasure: facial EMG

31 EDA analysis Fit of appropriate template Pharmacokinetics suggest: Bateman function diffusion from compartment A into B with time constant k 1 elimination from compartment B with time constant k 2 AB k1k1 k2k2 intestinesblood

32 Event-related EDA (ER-EDA) visible increase of activity after event (N.B: EEhaah! Mamma, we got Event-Related EDA!)

33 Korrelation zu Ratings Wohlgefallen ER-EDA ist nicht korreliert zu Wohlgefallen

34 Korrelation zu Ratings Erregung ER-EDA ist korreliert zu Erregung in der Bedingung Geräusch

35 Discussion Explicit ratings correlate with IADS ratings –pleasure: good correlation even for description only –arousal: correlation is best for sound only Event-related EDA correlates with arousal ratings for condition sound only –simultaneous visual cue lessens arousal –context (if given) should be non-predictive Ansätze für weitere Forschung: –Optimierung der Zeitabstände –nichtprädikativer Kontext –Vergleich verschiedener Auswertemethoden

36 Ein Programmpaket ein Satz von Matlab Routinen zunächst entwickelt für den Eigenbedarf wuchs sich aus zu eigenständigem Projekt

37 Ledalab ein Softwarepaket zur Analyse von elektrodermaler Aktivität von Christian Kaernbach Leipzig electrodermal activity laboratory Paul Prosper Tillier ( ), Öl auf Leinwand, Privatsammlung

38 Leda und der Schwan Leda: Königin der Spartaner, Frau von Tyndareos, Geliebte des Zeus (der ihr als Schwan erschien), Mutter von Castor, Pollux, Helena und Klytemnestra Keramik aus Kreta, ca v. Chr.Leonardo da Vinci, ca n. Chr.

39

40 Der Parameterraum Template –zwei Zeitkonstanten Hintergrund –Polynom 1. Ordnung –evtl. Exponential Peaks –Amplitude –Zeitpunkt 2 1 N 2N+5

41 Der Parameterraum Template –zwei Zeitkonstanten Hintergrund –Polynom 1. Ordnung –evtl. Exponential Peaks –Amplitude –Zeitpunkt 2 1 N 2N+5 N+2 Vandermonde Matrix für Polynom und (Peak- und Exponential-) Amplituden

42 Ledalab implementiert als Satz von Matlab Routinen –template: Bateman Funktion –stochastisches Abstiegsverfahren, Evolution line search (Parabelfit) in stochastische Richtung for me for you

43 Ledalab implementiert als Satz von Matlab Routinen –template: Bateman Funktion, evtl. weitere templates –konjugiertes Gradientenverfahren, verbesserte Evolution for me for you

44 Ledalab –50 Seiten Dokumentation mit Index –Programmierer objektorientierte Programmierung neue Features nach Nutzeranregungen Wartung, Fehlerbehebung, bedienerfreundliche Meldungen –web: –groups.yahoo.com/group/ledalab/ –FAQ, Analyse-Bibliothek for you implementiert als Satz von Matlab Routinen –template: Bateman Funktion, evtl. weitere templates –konjugiertes Gradientenverfahren, verbesserte Evolution Nutzer programmiert Konversions-Routinen für Input-Daten Nutzer programmiert Auswerteroutinen Ledalab ermittelt Latenzen und Amplituden

45 Fragen Gradientenverfahren –optimale Formel für konjugierten Gradienten –Steuerung des für den Gradienten, line search Evolution –1 intelligentes Kind, viele dumme Kinder? –Ähnlichkeitsmaß für vorzeitigen Exitus vergleichende Bewertung –jeder Peak erniedrigt df (nur) um 2 –evtl. ist die Zahl der Meßpunkte N (600) zu hoch angesetzt Abhängigkeit x(n+1) von x(n) überprüfen, N reduzieren Analytisches Verfahren statt Optimierung? Benchmarking = 0.1 s bestimme mit den konjugierten Gradienten Betrag des Gradienten kleiner als Limit: Abbruch gehe in ermittelte Abstiegsrichtung ² wird größer: halbieren, go to ² wird kleiner: Leiter 0,, 2, 4, 8, 16.. bis nonmonoton (evtl. Abbruch, Minimalforderung konvex) Parabelfit auf letzte drei Punkte, go to

46 Danke für die Aufmerksamkeit


Herunterladen ppt "Analyse von Hautleitwertdaten als Maß für emotionale Reaktionen Christian Kaernbach Institut für Psychologie derzeit: Universität Bonn eigentlich: Universität."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen