Bőrvezetési jelenségek tesztelése egy új elektrodermális aktivitást mérő eszköz segítségével Módszer Vizsgálati személyek jellemzői: A vizsgálatban résztvevő személyek egészséges felnőttek voltak. Életkoruk 18 és 72 év közé esett (átlag: 28,57; szórás: 12,73). 78%-uk nő, 96%-uk pedig jobbkezes volt. Vizsgálati protokoll: A tájékoztatás és a beleegyező nyilatkozat kitöltése után a vizsgálati személyeket bőrvezetőképességet (SCR), és pulzust regisztráló elektródákkal láttuk szereltük fel. Az SCR elektródák a nem domináns kéz második és harmadik ujjára, azok második ujjpercére kerültek rögzítésre. A vizsgálat első fázisában a v.sz-ek fülhallgatón keresztül mp3 lejátszóról egy hanganyagot hallgattak meg. A hanganyag első részében azt az instrukciót adtuk, hogy számolják meg, összesen hány hangingert hallanak a felvételen. Ezt követően két blokkban hangingereket kaptak, az első blokkban 14 (H101-H114), a második blokkban 15 hangingert hallottak (H115-H129). A hangingerek kakukktojás (oddball) paradigma szerint követték egymást: Az első ingersorban 10db 1000Hz-es 50ms hosszúságú egyszerű hang szerepelt, melyet egy 1500Hz-es 50ms hosszúságú egyszerű-hang kakukktojás követett, majd 2 újabb „szokásos” hanginger után egy váratlan természeti hang (300ms hosszú kecskemekegés) zárta a sort. 1 perc csend után (mely alatt a v.sz-nek nyugodtan kellett ülnie) következett a második ingerblokk, mely 4 szokásos hanggal kezdődött, egy természeti hanggal (300ms kutyavakkantás) folytatódott, majd 6 újabb szokásos hanginger után egy 1500HZ-es kakukktojás következett. A sort 1 szokásos hang, majd egy természeti zaj (300ms cipőkoppanás), és 1 újabb szokásos hang zárta. Vagyis a deviáns ingerek a H111, H114, H119, H126 és H128 voltak. A hangingerek 5-7 másodperces időközönként követték egymást. A hangingereket kb. 70dB hangerővel játszottuk. A kutatásban két hanganyagot használtunk, melyek közül random módon dőlt el, melyiket fogja hallani egy-egy vizsgálati személy. A második hanganyag csak annyiban különbözött az első hanganyagtól, hogy a szokásos hangok 1500, míg a két egyszerű-hang kakukktojás 1000HZ-es volt, valamint a stimulus kezdési időpontok mások voltak, de a kezdési időpont itt is 5-7 másodperc között volt minden inger esetében. Ez a protokoll Steiner és Barry (2011) kutatásának replikációja azzal a különbséggel, hogy ők nem használtak környezeti zajokat, csak egyszerű hangokat. A vizsgálat második felében viselkedéses próbák következtek. Az első próba (H2) során a v.sz-nek egy mély lélegzetet kellett vennie, majd lassan kifújnia, a második próbában (H3) egy kézerősítő gumigyűrűt kellett teljes erővel szorítania 20 másodpercen keresztül, a harmadik próbában (H4) hetesével 100-tól visszafelé kellett számolnia 2-ig. A negyedik próbában (H6) a vizsgálatvezető váratlanul egy addig rejtett kézi harangot kondított meg hangosan. Minden viselkedéses próbát 30 másodperc nyugalmi fázis előzött meg. A nyugalmi fázis befejeztével a próba instrukciójának elkezdésekor a vizsgálatvezető egy horgonypontot mentett a regisztrátumra egy gomb megnyomásával (a negyedik próbánál a harangozás pillanatában nyomta meg a gombot). Ezen felül a vizsgálatvezető a visszaszámolás (harmadik próba) befejeztével is tett egy horgonypontot (H5), melyet a statisztikai próbák során nyugalmi kontrollként használtunk fel.
Statisztikai elemzés: Az előzetes elemzés a Ledalab (v3.4.3.) programmal történt (Benedek & Kaernbach, 2010). Az egyes adatsorok egyenként beolvasásra kerültek, az artefaktumok korrekciója és szükség esetén smoothing után Continuous Decomposition Analysis-t végeztünk (CDA)(Benedek & Kaernbach, 2010) a szerzők javaslata alapján a beépített optimalizálás opcióval. (A Continuous Decomposition Analysis kifejezetten alkalmas a rövid időközönként adott pontszerű ingerekre adott SCR válaszok detektálására és a kiváltásukért felelős fázisos driver azonosítására.) Az esemény-függő eredményeket a hanganyag esetén az ingereket követő 0,80 és 5 másodperc közötti időszakról, míg a viselkedéses próbák esetén pedig a horgonypontoktól számított 1 és 20 másodperc közötti időintervallumról kértük (a szakirodalomnak megfelelően csak a 0,05 mikrosiemens-nél nagyobb reakciókat vettük figyelembe). A viselkedéses próbáknál azért 20 másodperces időintervallumot használtunk a szokásos 5 másodperces helyett, mert a horgonypontok az instrukció közlésének kezdetét jelezték, és mivel ezekben a próbákban nem pontszerű ingerlést, hanem egy viszonylag hosszú feladatot adtunk, így a válasz teljes kibontakozására hosszabb idő után számítottunk. A statisztikai elemzés során a következő változókat használtuk fel: Hanganyag: CDA-val kalkulált SCR válasz mértéke (ha a válasz nem érte el a 0,05 mikrosiemens -t, a választ nullának vettük); fázisos driver mértéke Viselkedéses próbák: maximum positive deflection; pulzus emelkedés mértéke; CDA-val kalkulált SCR reakciók száma (melyek elérték a 0,05 mikrosiemens-es küszöböt) A statisztikai próbákat az SPSS Statistics 17.0.1 verziójával végeztük. A hipotézistesztelést Wilcoxon összetartozó-mintás signed-rank test-tel hajtottuk végre a normalitás sérülése miatt. Eredmények Hanganyag: A hanganyag esetén Steiner és Barry (2011) eredeti eredményei alapján azt vártuk, hogy az első hangingerre mindkét ingerblokkban nagy választ kapunk, majd a habituáció miatt a válasz minden „szokásos” hanggal egyre kisebb lesz. A deviáns ingerekre viszont újra nagy SCR reakciót várhatunk, különös tekintettel a mintázott természeti hangokra. Ezt az első ingerblokkban úgy teszteltük, hogy az első hangra (H101) és a deviáns ingerekre (H111 és H114) adott választ összehasonlítottuk a habituáció miatt várhatóan legalacsonyabb választ kiváltó szokásos hangra (H110) adott válasszal. Mindhárom tesztinger szignifikánsan magasabb SCR reakciót és fázisos drivert váltott ki, mint a kontroll inger (lásd 2. tábla). 2. tábla SCR válasz Z p Fázisos driver Z p 1. ábra
H101 - H110
H111 - H110
H114 - H110
-4,880
-2,736
-4,860
<0.001
<0.01
<0.001
-5,814
-3,770
-5,652
<0.001
<0.001
<0.001
Az egyes hangingerekre adott SCR válasz 0.4 0.35
SCR válasz (µS)
0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 H101
H102
H103
H104
H105
H106
H107
H108
H109
H110
H111
H112
H113
H114
H111
H112
H113
H114
2. ábra Az egyes hangingerekre megjelenő fázisos driver nagysága 0.6
Fázisos driver nagysága
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0 H101
H102
H103
H104
H105
H106
H107
H108
H109
H110
A második hanginger-blokknál szintén az első hangra (H115) és a deviáns ingerekre (H119, H126 és H128) vártunk magasabb választ, melyet a H125 kontroll hanggal hasonlítottunk össze. Hipotézisünk itt is beigazolódott a H115, H119 és H128 hangingerek esetén, viszont a H126-os hangingerre adott SCR válasz nem mutatott szignifikáns eltérést a kontroll ingertől (lásd 3. tábla). 3. tábla H115 - H125
H119 - H125
H126 - H125
H128 - H125
SCR válasz Z
-3,893
-4,106
-,392
-2,809
p
<0.001
<0.001
ns
<0.005
Fázisos driver Z
-4,949
-4,760
-,472
-3,067
p
<0.001
<0.001
ns
<0.005
3. ábra
Az egyes hangingerekre adott SCR válasz 0.35 0.3
SCR válasz (µS)
0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 H115
H116
H117
H118
H119
H120
H121
H122
H123
H124
H125
H126
H127
H128
H129
H126
H127
H128
H129
4. ábra Az egyes hangingerekre megjelenő fázisos driver nagysága 0.5 0.45 Fázisos driver nagysága
0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 H115
H116
H117
H118
H119
H120
H121
H122
H123
H124
H125
Viselkedéses próbák: A viselkedéses próbáknál minden próbát a visszaszámolás végétől (H5) számított 20 másodperces nyugalmi időszakhoz hasonlítottunk. Az elvárásainknak megfelelően mind a négy próbáról beigazolódott, hogy szignifikánsan magasabb volt a maximális SCR válasz nagysága, a 0,05µS-t elérő válaszok száma és a maximális pulzusnövekedés mértéke a kontrol időszakhoz képest (lásd 4. tábla) 4. tábla Legnagyobb SCR válasz Z p SCR válaszok száma Z p
H2 - H5
H3 - H5
H4 - H5
H6- H5
-4,270 <0.001
-5,202 <0.001
-5,488 <0.001
-4,449 <0.001
-2,816 <0.005
-4,546 <0.001
-4,856 <0.001
-3,424 <0.001
-3,679
-5,071
-5,223
-4,082
Legnagyobb pulzusemelkedés Z
p
<0.001
<0.001
<0.001
5. ábra Legnagyobb SCR válasz 20s alatt 2.5
SCR válasz (µS)
2 1.5 1 0.5
N
yu ga
lo m
g ar an H
sz as zá m ol ás
s zs zo rí t á
Vi s
M él y
Ké
be l
ég z
és
0
6. ábra A 0,05µS-nél magasabb válaszok átlagos száma 20s alatt 12 SCR válaszok száma
10 8 6 4 2
7. ábra
N
yu ga
lo m
g ar an H
s
sz as zá m ol ás Vi s
zs zo rí t á Ké
M él y
be l
ég z
és
0
<0.001
Pulzusemelkedés mértéke 20s alatt
Pulzusemelkedés (bpm)
25 20 15 10 5
Vi s
N
yu ga
lo m
g ar an H
sz as zá m ol ás
s zs zo rí t á Ké
M él y
be l
ég z
és
0
Az 1-4. ábrák a hangingerekre adott válaszok, az 5-7. ábrák a viselkedéses próbákra adott válaszok átlagait és a 95%-os konfidencia intervallumokat mutatják. A fehér oszlopok a kontroll ingert és időszakot, a sötét oszlopok a tesztingereket és próbákat jelzik. Detekció megbízhatósága: Azt is ellenőriztük, hogy hány olyan vizsgálat volt, ahol nem tudtunk kimutatni a konvencionálisan használt 0,05µS-t elérő választ a teszt ingereknél és próbáknál (vagyis ahol egyébként vártunk volna választ). A viselkedéses próbáknál viszonylag jó volt a detekciós ráta, a legtöbb null-eredmény (6 az 50-ből) a mély belégzésnél volt. A hangingerekre adott válaszok esetében jóval magasabb volt a null-detekció aránya: az 5. tábla mutatja ennek arányát a teljes elemszámhoz viszonyítva a tesztingereknél. Hanginger
H101
H111
H114
H115
H119
H126
H128
Nulldetekció/teljes elemszám
19/50
32/50
19/50
27/49
26/49
38/49
33/49
Diszkusszió: Vizsgálatunkkal sikerült kimutatnunk az általunk kiválasztott, a szakirodalom alapján robosztusnak tartott bőrvezetési jelenséget. A hangingerek esetében az egyik hangingerre (H126) nem kaptunk a kontrollhangtól eltérő választ. Ez egy egyszerű-hang kakukktojás, mely elképzelhető, hogy a korábban többször is megjelent mintázott természeti hangokhoz képest már nem volt olyan nagy újdonságértékű,
mint például a korábbi H111 egyszerű kakukktojás, ami előtt nem volt még természeti hang, ezért nem váltott ki orientációs reakciót. Az elvárásoknak megfelelően a viselkedéses próbák SCR detekciója problémamentes volt, ellenben a hangingerekre adott válaszok esetén nagyobb volt a null-detekció aránya. Bár ez az arány nagyobb volt elvárásainknál, a várt eredmények így is beigazolódtak (Steiner és Barry (2011) nem közülték a null-detekció arányát. Ennek a nem-várt eredmények az oka lehet technikai vagy módszertani egyaránt. Néhány lehetséges ok: az elektróda felhelyezésekor nem készítettük elő a bőrfelületet, nem használtunk vezetőanyagot, és nem ellenőriztük, a vizsgálati személy mikor mosott kezet utoljára; elképzelhető, hogy az elektróda érzékenysége, vagy rögzítési módja nem volt megfelelő; az SCR regisztráció idői felbontása alacsony, mely korlátozhatja a CDA elemzés hatékonyságát (4Hz a szakirodalomban javasolt minimum 10Hz helyett), stb. Összességében elmondhatjuk, hogy eszközeink és kísérleti protokollunk segítségével sikerült a szakirodalmi eredmények replikálása, így úgy tűnik, jó úton haladunk apparátusunk élesbevetése felé némi további finomhangolás után.
Irodalomjegyzék Benedek, M. & Kaernbach, C. (2010). A continuous measure of phasic electrodermal activity. Journal of Neuroscience Methods, 190, 80-91. Steiner, G. Z., & Barry, R. J. (2011). Exploring the mechanism of dishabituation. Neurobiology of learning and memory, 95(4), 461-466
