05-27
2021
How well do you know about your feelings?

Summary: recognizing or analyzing emotions is always a popular topic in the fields of psychology, AI, and neuroscience. Sometimes people can be unaware of their true feelings, however, technologies from brain interfaces can be applied to understanding the feelings of people. For example, SOULINK ZERO, developed by Neural FLEX, is able to detect levels of attention, tiredness, stress, and meditation so that you could better set your mood.

大多数人认为,能够很容易能察觉自己情绪,然而有些情绪往往稍纵即逝,我们真的意识到了吗?

在科学研究上,情绪是综合了人的感觉(感到不爽)、思想(有消极的想法)以及行为(不开心而落泪)的一种状态。

这不仅包括了人对外界刺激的心理反应,同时也伴随着生理反应。

情绪状态的分析与识别是神经科学、心理学、认知科学和人工智能等领域的重要交叉课题。

它不仅能帮助产品开发与用户研究(如,当用户在使用某一产品时的情绪状态是什么),更能提升人-机交互过程的流畅与友好度

情绪的类别 

古人言:人有“喜怒哀乐悲恐惊”七情,但至今情绪的定义与分类众说纷纭。

目前最为常见的情绪分类模型是二维情绪分类模型(正负性 – 唤醒程度)

识别情绪的方法 

目前的研究主要用两种方法来识别情绪:

本文将着重介绍基于生理信号的情绪识别中的脑电信号(EEG)识别。


什么是脑电信号(EEG)
人的大脑由数以万计的神经元组成的,神经元之间的活动产生的电信号,即为脑电波。为了检测脑电波,通常将电极放置在人的头皮上,按照时间顺序记录大脑神经元运动而产生的电位。

原始的脑电信号会以脑电波的形式出现,神经科学与心理学的研究发现,目前有五个常见的频段:

情绪 脑电 脑区 

为了更好地识别情绪,研究人员对与情绪相关的脑区和脑电频段进行了深入探究。

研究1:情绪产生时,大脑的共同特征

通过刺激人们的积极与消极情绪,当情绪产生时,50个被试大脑信号的共同特征:alpha频出现于右枕叶与顶叶部位,beta频出现于中间区域,gamma频在左额叶和右颞叶出现(如图所示)。

研究2:消极情绪与Alpha频

Alpha频是大脑处于自然状态下的脑电波。Sario等人利用不同的影片诱发个体的消极情绪和中性情绪后发现,情绪与alpha频之间的关系十分重要。当消极情绪出现时,右后脑会产生强烈的脑电活动,alpha频会消失。

研究3:积极-消极 vs. 大脑前侧

Schmidt及其研究伙伴通过音乐刺激被试4种不同的情绪:开心、愉悦、悲伤、害怕。结果发现,当听到积极情绪的乐曲时,大脑前侧的左半部分会产生比较强烈地脑电活动。而在听见消极情绪的音乐时,大脑前侧的右半部份会产生比较强烈地脑电活动。由此可见,大脑前侧与情绪之间的关联性很大,并且,不同的情绪对于左右脑的刺激也是不同的。

脑机接口走入生活 

基于脑电的情绪识别在目前已应用到生活中,脑机接口不仅能应用于残疾人的基本需求,同时通过情绪识别的脑电技术,还可以满足他们的高级需求,如分析残疾人对餐食、电视节目、音乐等事物的喜好度

伴随着技术的发展,脑机接口同样也走进大众的日常生活,让人们能够实时监测自己大脑状态,识别情绪状态,保持脑健康与心理健康。

情绪总是转瞬即逝,有的时候人们很难准确抓住此刻的情绪与状态,我们又该如何自我调节呢?

易念科技的SOULINK(心影)是一款能安全监测脑电信号的非侵入式EEG头箍。

通过精密安全的生物传感技术,捕捉脑电信号的频段特征,实时监控个人的“专注度”、“放松度”、“精神压力”以及“精神疲惫度”,从而帮助大脑进行各项功能的调节。

参考文献:

聂聃, 王晓韡, 段若男, & 吕宝粮. (2012). 基于脑电的情绪识别研究综述 (Doctoral dissertation, 中国生物医学工程学会).

S. M. Alarcão and M. J. Fonseca, "Emotions Recognition Using EEG Signals: A Survey," in IEEE Transactions on Affective Computing, vol. 10, no. 3, pp. 374-393, 1 July-Sept. 2019

Schmidt, L. A., & Trainor, L. J. (2001). Frontal brain electrical activity (EEG) distinguishes valence and intensity of musical emotions. Cognition& Emotion, 15(4), 487-500.

Sarlo, M., Buodo, G., Poli, S., & Palomba, D. (2005). Changes in EEG alpha power to different disgust elicitors: the specificity of mutilations. Neuroscience letters, 382(3), 291-296.

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