Исследователи из Высшей школы экономики и Южного федерального университета (ЮФУ) разработали новый метод исследования восприятия эмоций по выражению лица. Для изучения способности человека распознавать разные эмоции они предложили использовать анимационные видеозаписи вместо фотографий. Это позволит повысить эффективность проводимых исследований. Результаты опубликованы в журнале Applied Sciences.
Фото: Кристина Кормилицына, Коммерсантъ
Фото: Кристина Кормилицына, Коммерсантъ
Одним из первых научное описание мимики и ее эволюционных функций у животных дал Чарльз Дарвин. Эмоциональная мимика сородичей — важнейший стимул, который помогает животным приспосабливаться друг к другу и к окружающей среде. Человеку тоже важно уметь адекватно распознавать эмоции на лице других людей в межличностных и профессиональных ситуациях.
Сегодня то, какие процессы происходят в мозге, когда человек видит и понимает эмоции другого, изучаются в том числе с помощью метода вызванных потенциалов электроэнцефалограмм (ВП ЭЭГ). ЭЭГ дает возможность исследовать электрическую активность мозга, измеряя скорость его ответа при различных психических процессах, например при восприятии лиц.
В ходе экспериментов ученые преимущественно используют фотографии. Исследователи из ВШЭ и ЮФУ предложили сделать эксперимент более похожим на ситуацию из жизни и использовать анимированные изображения, максимально приближенные к реальности.
С помощью технологии морфинга, которая создает визуальный эффект плавной трансформации одного объекта в другой, ученые создали 48 видеозаписей. Каждая из них состояла из 12 кадров с плавным переходом от нейтрального выражения лица к одной из основных эмоций: гнев, печаль, радость, отвращение, удивление и страх. Компьютерная анимация позволила сделать видео идентичными по стилю и продолжительности. Такого эффекта подобия нельзя было бы достичь при видеосъемке.
В эксперименте приняли участие 112 человек — 66 мужчин и 46 женщин. Испытуемые наблюдали за 144 динамическими изображениями (морфами), которые были созданы из 56 цветных фотографий в анфас четырех мужчин и четырех женщин. Затем они называли в микрофон увиденную эмоцию.
Одновременно с этим ученые записывали вызванные потенциалы ЭЭГ с 32 отведений (электродов). Во время эксперимента испытуемые разделились на две группы. Представители первой распознавали выражения лиц точнее и быстрее, а представители второй — медленнее и менее точно. Но в обеих группах метод морфинга доказал свою эффективность: ученые обнаружили ожидаемые мозговые отклики в областях, связанных со зрением в целом (затылочные области) и восприятием лиц в частности (височные области).
Использование новой технологии позволило оценить время наступления каждой фазы распознавания лицевых выражений и степень нагрузки (использования мозговых ресурсов) в каждой из них. Оказалось, что чем быстрее шло распознавание, тем больше была нагрузка. При этом для успешного выполнения задачи люди с более низкими способностями затрачивали больше мозговых ресурсов.
Владимир Косоногов, заведующий международной лабораторией социальной нейробиологии Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ:
— Умение распознавать чужие эмоции — один из важнейших навыков, необходимый в общении. Ежедневно мы распознаем чужие эмоции десятки раз: в семье, на работе, на улице. В трудовой деятельности особо важен этот навык в профессиях «человек—человек», например, врач, учитель, продавец. Также важно правильно считывать эмоции в любых трудовых отношениях, например между начальником и подчиненным или в ходе переговоров. Неправильно распознанная эмоция может привести к неоправданной грубости, обиде, срыве договоренностей и т. д.
— Почему исследователи из ВШЭ решили использовать анимированные изображения?
— Сейчас в психологии в целом наблюдается разворот к более правдоподобным, реалистичным экспериментам. Ранее в подобных исследованиях применялись почти всегда снимки эмоциональных выражений. В последние годы стали применяться и видеозаписи. Дело в том, что в жизни мы сталкиваемся именно с появляющейся на лице эмоцией. То есть важно изучать, в том числе и насколько быстро люди распознают чужие эмоции в миллисекундах или стадиях появления. Например, один человек может правильно распознавать при 20% выраженности эмоции на чужом лице, а другой — лишь при 80%.
— Что такое технологии морфинга? Как она работает?
— Мы брали снимки разных эмоций, выделяли ключевые места на лице, связанные с выражением эмоции (например, уголки глаз, переносицу, носогубные складки...) и строили видеозаписи, отображающие перевоплощение / морфинг одного лица в другое. Таких образом удалось строго устанавливать, сколько стадий выраженности мы хотим предъявлять, сколько каждая должна длится. В итоге все раздражители (видеозаписи лиц, переходящих из нейтрального выражения в какую-либо эмоцию или от одной эмоции к другой) длятся одинаковое количество времени и содержат одинаковое количество стадий. Эти условия можно дорабатывать и под другие исследования.
— Как проходило исследование?
— Испытуемый просматривает эти видеозаписи и как можно быстрее в микрофон отвечает, какая эмоция появляется на экране. Благодаря этому мы выявили, что радость распознается быстрее и точнее, чем удивление, затем идут отвращение, гнев, печаль и страх. То есть нам впервые удалось отличить способность к распознаванию всех шести основных эмоций человека. Ранее было известно лишь то, что радость распознается лучше остальных, а страх — хуже остальных эмоций.
Помимо этого мы записывали электроэнцефалограмму, запись мозговых токов. Этот метод подтвердил известные данные, что затылочные и височные области связаны с распознаванием чужих эмоций. Кроме того, благодаря новой методики распознавания эмоций мы установили, что люди, хуже распознающие эмоции, затрачивают больше ресурсов для успешного распознавания.
— Как это исследование может помочь людям, испытывающим трудности в распознавании эмоций?
— В будущем эту методику хотелось бы применить к выборкам людей, испытывающим трудности в распознавании эмоций. Например, страдающие тревожностью и депрессией лучше распознают те эмоции, которые испытывают чаще сами, и хуже — радость.
Люди с расстройствами аутистического спектра хуже распознают все эмоциональные выражения. Так как наша методика более чувствительно определяет способность к распознаванию каждой из шести основных эмоций (по сравнению с предыдущими работами), можно надеяться, что она позволит продвинуться в диагностике указанных расстройств.