1. ОБЗОР СРЕДСТВ И МЕТОДОВ ВЫЯВЛЕНИЯ ЭМОЦИЙ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА РЕЧИ ЧЕЛОВЕКА
1.1. Характеристика эмоций человека
На протяжении развития людей сформировалась особая форма психического отражения значимых объектов и событий — эмоции. Все, с чем человек сталкивается в повседневной жизни, вызывает у него определенное отношение. Одни объекты и явления вызывают симпатию, другие, наоборот, отвращение. Даже отдельные свойства предметов, информацию о которых получают через ощущения, например цвет, вкус, запах, не бывают безразличны для человека. Ощущая их, человек может испытывать удовольствие или неудовольствие. Эта своеобразная окраска ощущений, характеризующая отношение человека к отдельным качествам предмета, называется чувственным тоном ощущений.
Так что же такое эмоции? Эмоции - сильные психические состояния, связанные обычно с возбуждением или высоким уровнем энергии и дающие начало чувствам и страстям. Также, чувствами или эмоциями называют переживание человеком своего отношения к тому, что он познает и делает, к другим людям и к самому себе. Эмоции обычно бывают положительными или отрицательными. Удивление, эйфория, гнев, страх различаются по степени положительности или отрицательности. Эмоции дают нам информацию о том, как говорящий оценивает ситуацию, и какие ответные реакции можно ожидать от него. Необходимо уметь интерпретировать эмоции, уменьшать их интенсивность, направлять или преобразовывать одну эмоцию в другую.
Эмоциональные проявления человека существуют в виде:
• имеющихся у человека внутренних субъективных переживаний;
• изменения мимики, жестов и пантомимики человека;
• характерных изменениях поведения человека; изменениях речи;
• гормональных изменениях;
• возникающих вегетативных реакциях.
Эмоции являются универсальной реакцией всего человеческого организма на внешнее воздействие окружающего мира [9].
Выделяют несколько фундаментальных эмоций человека, среди которых [44]:
Радость является положительным эмоциональным состоянием человека, связанным с повышенной возможностью для удовлетворения эмоциональной потребности.
Страдание – это строго отрицательное эмоциональное состояние, в момент проживания которого человек не имеет возможности для удовлетворения эмоциональной мотивации.
Удивление – эмоциональное состояние человека, которое не имеет четко выраженного знака и возникает в качестве реакции на внезапно возникающие ситуации в жизни человека.
Гнев – ярко выраженное отрицательное эмоциональное состояние человека, протекание которого может быть в форме аффекта и является реакцией человека на возникающие препятствия на пути к удовлетворению высоко значимых потребностей.
Отвращение является отрицательным эмоциональным состоянием, возникающим в ситуации соприкосновения субъекта с каким-либо явлением, противоречащим его ценностям и нормам.
Презрение – эмоциональное состояние человека, возникающее в процессе межличностных отношений в процессе соприкосновения человека с кем – либо или чем – либо, что вступает в противоречие с его ценностями и нормой.
Стыд является отрицательным эмоциональным состоянием человека, которое возникает при осознании человеком существующих расхождений между совершаемыми им действиями и ценностями.
Страх является отрицательным эмоциональным состоянием человека, которое проявляется при получении им какой – либо информации, носящей угрожающий характер. [44]
Свойства эмоций
1. Субъективность
Один и тот же объект или событие вызывает у разных людей различные эмоции, потому что у каждого свое, специфическое отношение.
2. Полярность
Эмоции обладают положительными и отрицательными знаками: радость – грусть, удивление – Спокойствие, и т.д.
3. Фазность эмоционального характера
В пределах одного и того же эмоционального состояния (одной модальности) отчетливо обнаруживаются колебания его интенсивности по типу напряжения – разрядки и возбуждение – успокоение.
Функции эмоций
За эмоциями была признана важная положительная роль в жизни людей, и с ними стали связывать следующие функции: Мотивационно-регулирующую, коммуникативную, сигнальную и защитную [12].
Мотивационно-регулирующая функция заключается в том, что эмоции участвуют в мотивации поведения человека, могут побуждать, направлять и регулировать. Иногда эмоции могут заменять собой мышление в регуляции поведения.
Коммуникативная функция заключается в том, что эмоции, точнее, способы их внешнего выражения, несут в себе информацию о психическом и физическом состоянии человека. Благодаря эмоциям мы лучше понимаем друг друга. Наблюдая за изменениями эмоциональных состояний, появляется возможность судить о том, что происходит в психике. Комментарий: люди, принадлежащие к разным культурам, способны безошибочно воспринимать и оценивать многие выражения человеческого лица, определять по нему такие эмоции, как радость, гнев, печаль, страх, отвращение, удивление. Это относится и к тем народам, которые вообще никогда не находились в прямых контактах друг с другом.
Сигнальная функция. Жизнь без эмоций так же невозможна, как и без ощущений. Эмоции, утверждал Ч. Дарвин, возникли в процессе эволюции как средство, при помощи которого живые существа устанавливают значимость тех или иных условий для удовлетворения актуальных для них потребностей. Эмоционально-выразительные движения (мимика, жесты, пантомимика) выполняют функцию сигналов о том, в каком состоянии находится система потребностей человека.
Защитная функция выражается в том, что, возникая как моментальная, быстрая реакция организма, может защитить человека от опасностей.
Установлено, что чем сложнее организовано живое существо, чем более высокую ступень на эволюционной лестнице оно занимает, тем богаче и разнообразнее гамма эмоций, которую оно способно переживать.
1.2. Методы и средства выявления эмоций человека
Поскольку возникновение эмоций связано с изменением физиологических параметров, естественно стремление исследователей, диагностирующих наличие того или иного эмоционального состояния, опираться на эти «объективные» показатели.
Важная роль в изучении эмоциональных состояний принадлежит анамнестическому методу, с помощью которого изучается эмоциональная сфера в процессе жизни человека, и клиническому наблюдению за его поведением. Для объективной характеристик эмоциональных реакций, состояний и отношений используются физиологический, биохимический и экспериментально-психологический методы [17].
1.2.1. Выявление эмоций с помощью кожно-гальванической реакции
При исследовании эмоций особенно большое значение придается вегетативным реакциям. Одним из наиболее чувствительных индикаторов изменений вегетативной нервной системы является кожно-гальваническая реакция (КГР).
Кожная реакция - один из тех показателей, который является безотказным индикатором организма на новизну раздражителя. КР возникает только в результате рассогласования поступившей информации с ожидаемой, а не является результатом «раздражения» в обычном смысле этого слова. На характер кожной реакции существенно влияют также возрастные и индивидуально-половые различия Изучая изменения сопротивления кожи человека в процессе его развития, установили, что минимальные цифры наблюдаются у новорожденных, а начиная с одного года кожное сопротивление постепенно увеличивается. В пожилом возрасте прослеживается снижение кожной реакции, которая достигает в старческом возрасте величины ненамного большей, чем у новорожденных.
При анализе кожная реакции необходимо учитывать характеристики подвижности нервной системы людей с учетом региональных и национальных особенностей. По кривой кожной реакции нельзя определить, представитель какой национальности проходит тестирование, но то, что он, например, представитель южных народов, темпераментный, с подвижной нервной системой, - определить можно.
Показатели, которые могут быть использованы для последующего анализа, представлены на рис. 1. К ним следует отнести время запаздывания реакции (отрезок аб). С момента предъявления стимулирующей информации обследуемому, время запаздывания реакции составляет в норме 1,2-3 сек. Длина восходящей кривой (отрезок бв) характеризует мощность активирующих процессов возбуждения. Нисходящая кривая (отрезок вг) - интенсивность включения тормозных процессов. Время, за которое реакция достигла максимума (t1), определяет подвижность процессов возбуждения. Практически во всех случаях при анализе кривых КР измеряется максимальная высота кривой (h1), отражающая силу эмоционального ответа центральной нервной системы, обследуемого на предъявляемый стимул. Высокую информативность представляет площадь, замеренная под кривой (S). Она является интегральным показателем, объединяющим амплитуду (h1) и общую длительность кривой (t1 + t2). Несет информацию и отрицательная фаза основной кривой (h2).
Рисунок 1 - Показатели, характеризующие кривую КР:
А - амплитуда реакции, Б - время, С - стимул, а, б - время запаздывания реакции, б, в - длина восходящей кривой, в, г - длина нисходящей кривой, t1, - время, за которое реакция достигла максимума, t2 - время, за которое реакция пришла к исходному состоянию, h1 - амплитуда кривой, S - площадь под кривой, Д - вершина отрицательной фазы кривой, h2 - амплитуда отрицательной фазы кривой, е, з - затухающие кривые
Отрицательная фаза — это часть кривой, которая находится ниже нулевой линии и характеризует степень тормозных реакций центральной нервной системы, призванных для коррекции реакций возбуждения. Кривая отрицательной фазы (вершина Д) анализируется по тем же показателям, что и основная (по длительности амплитуды и т.д.), с той лишь разницей, что она характеризует тормозные процессы. Чем больше амплитуда h2 в кривой отрицательной фазы, тем активней подключалась система, противодействующая, т.е. тормозящая, процессам возбуждения после их проявления.
Наибольшее распространение получил психофизиологический метод в виде модификации ассоциативного эксперимента, заключающийся в применении словесных раздражителей, различных по эмоциональной значимости для человека, в сочетании с регистрацией КГР. В таком эксперименте физиологические изменения определяются избирательным отношением человека к содержанию раздражителя и, следовательно, имеют не только физиологический, но и психологический смысл [12].
1.2.2. Реакции сердечно-сосудистой системы
Изменения деятельности сердца, вне зависимости от того, идет ли речь об урежении или учащении сердечных сокращений, служат наиболее надежными объективными показателями степени эмоционального напряжения у человека по сравнению с другими вегетативными функциями при наличии двух условий: эмоциональное переживание характеризуется сильным напряжением и не сопровождается физической нагрузкой. [17]
Частота сердечных сокращений (ЧСС) часто используется для идентификации состояния напряжения. Однако данная реакция неспецифична в отношении стимула, и до сих пор неясно, каким образом она изменяется в аналогичных условиях. Проблема заключается в том, что ЧСС имеет двойной контроль со стороны симпатической и парасимпатической систем. Такая многофакторная природа ЧСС затрудняет однозначную интерпретацию ее изменений. Тем не менее, этот показатель часто используется в целях диагностики функциональных состояний. Ряд исследований в нашей стране и за рубежом показывают, что в результате арифметической нагрузки происходит возрастание ЧСС. У переводчиков-синхронистов частота сердечных сокращений во время работы достигает иногда 160 ударов в минуту. При этом даже значительная физическая нагрузка у них же увеличивает ЧСС до 145 ударов в минуту
Динамика частоты сердечных сокращений у различных групп тревожности представлена в таблицах:
Таблица 1 - Динамика ЧСС у высокотревожных добровольцев в ходе исследования.
№ Тип регуляции ЧСС фон ЧСС чтение ЧСС стресс ЧСС после стресса
2 Норматоническая 72 84 90 78
6 Парасимпатическая 72 78 84 78
13 Норматоническая 84 92 98 84
15 Норматоническая 72 84 90 72
18 Норматоническая 78 90 90 68
Среднее ---------- 75,6 85,6 90,4 76
Стандартное отклонение ---------- +-5,3 5,5 4,9 6,16
Динамика ---------- ------- +19% +20% +0,5%
Таблица 2 - Динамика ЧСС у среднетревожных добровольцев в ходе исследования
№ Тип регуляции ЧСС фон ЧСС чтение ЧСС стресс ЧСС после стресса
11 Норматоническая 64 68 70 64
26 Симпатическая 90 90 96 90
27 Норматоническая 96 102 96 84
Среднее -------- 83,33 86,66 87,33 79,33
Стандартное отклонение --------- +-17 +-17,24 +-15,0 +-13,61
Динамика --------- -------- +4% +4,8% -4,8%
Таблица 3 - Динамика ЧСС у низкотревожных добровольцев в ходе исследования
№ Тип регуляции ЧСС фон ЧСС чтение ЧСС стресс ЧСС после стресса
5 Парасимпатическая 90 92 93 84
22 Симпатическая 56 60 60 58
23 Симпатическая 72 72 72 72
28 Норматоническая 64 68 70 60
Среднее --------- 70,5 72,5 74,25 68,5
Стандартное отклонение ----------- +-14,5 +-13,6 +-13,86 +-12
Динамика --------- --- +2,83% +3,21% -2,83%
В условиях обычного чтения ЧСС испытуемых отрицательно коррелировала с показателем силы нервных процессов по возбуждению (г = -0.33; р < 0.01) и несколько меньше - с силой нервных процессов по торможению (г = -0.27; р < 0.05); таким образом, у лиц с тревожным типом ВНД в покое отмечалась тенденция к более высокой ЧСС, чем у студентов с низкотревожным типом ВНД. Непосредственно перед воспроизведением корреляции между типом ВНД и ЧСС, значительно уменьшались: в состоянии стресса сохранялась только весьма слабая связь между частотой пульса и силой нервных процессов по возбуждению (г = -0.23; р < 0.05). В состоянии покоя показатель уравновешенности нервных процессов отрицательно коррелировал с уровнем систолического артериального давления (г = -0.32; р < 0.05) и пульсового АД (г = -0.34; р < 0.01). При эмоциональном стрессе корреляции между этим показателем ВНД и АД становились недостоверными. Величина минутного объема крови при стрессе отрицательно коррелировала с показателями уравновешенности нервных процессов (г = -0.25; р < 0.05) и силой нервных процессов по возбуждению (г = -0.28; р < 0.05). Таким образом, у студентов с сильной и уравновешенной нервной системой объем циркулирующей крови при стрессе был меньше, чем у лиц с слабой или неуравновешенной нервной системой.
1.2.3. Методы диагностики эмоций по лицевой экспрессии
По выражению лица человека нередко можно определить, какие чувства он переживает. Особенности мимики при переживании эмоций получили название лицевой экспрессии. В работах П. Экмана была разработана особая техника идентификации эмоций по выражению лица. Существует атлас фотоэталонов лицевой экспрессии для 6 базисных эмоций: гнева, страха, печали, отвращения, удивления, радости. Кроме этого, была детально изучена анатомия лицевых мышц, было выделено 24 варианта реакций отдельных мышц и 20 вариантов, отражающих работу групп мышц. Проводилось прямое сопоставление силы переживания с активностью мышц лица. Оказалось, например, что переживание счастья связано с активностью большой скуловой мышцы. Чем сильнее активность этой мышцы, тем выше уровень субъективной оценки переживаемого "счастья" при просмотре приятного фильма. По активности большой скуловой мышцы можно предсказывать появление положительного эмоционального переживания. В то же время отрицательные эмоции (гнев, печаль) сочетаются с подавлением активности большой скуловой мышцы и возрастанием активности мышцы нахмуривания [18].
1.2.4. Электроэнцефалографические (ЭЭГ) показатели эмоций
Экспериментальные исследования свидетельствуют о том, что можно выделить ЭЭГ показатели эмоционального напряжения. Установлено, что для состояния покоя характерно преобладание синхронизирующих влияний, что соответствует хорошо выраженному альфа-ритму. Одним из ЭЭГ симптомов эмоционального возбуждения служит усиление тэта-ритма с частотой колебаний 4-7 Гц, сопровождающее переживание как положительных, так и отрицательных эмоций. По своему происхождению тэта-ритм связан с кортико-лимбическим взаимодействием. Предполагается, что усиление тэта-ритма при эмоциях отражает активацию коры больших полушарий со стороны лимбической системы.
Динамика ЭЭГ активности при эмоциональных переживаниях выглядит следующим образом (Рис.2).
При положительных эмоциях усиливается возбуждение, однако одновременно наблюдается нарастание тормозящих влияний. Это обстоятельство проявляется периодами экзальтации (возрастанием амплитуды ЭЭГ колебаний) альфа-волн и усилением тэта-активности. При сильных положительных эмоциях может наблюдаться депрессия альфа-ритма и усиление высокочастотных бета-колебаний. По некоторым представлениям, одновременная активация возбуждающих и тормозных механизмов, полноценность "тормозной защиты" мозговых структур лежат в основе практической безвредности для организма даже сильных положительных эмоций.
Рисунок 3 - Изменения мощности ЭЭГ в бета-1-диапазоне при переживании эмоций веселья и отвращения
Для отрицательных эмоциональных переживаний наиболее типична депрессия альфа-ритма и нарастание быстрых колебаний. Необходимо подчеркнуть, что на первых этапах развития таких эмоций тормозные влияния еще продолжают возрастать, что проявляется и случаями экзальтации альфа-ритма, и усилением тэта-активности. Однако в отличие от положительных эмоций напряжение стабилизирующих механизмов вскоре преодолевается растущим возбуждением.
Специфические особенности приобретает ЭЭГ на том этапе, где отрицательные эмоции приобретают застойный характер (глубокое горе, сильный страх, переходящий в оцепенение и т.д.). На фоне все еще повышенного тонуса здесь наблюдается явное преобладание тормозящих влияний с появлением в ЭЭГ медленных волн.
Также одним из способов определения эмоций человека является их выявление с помощью анализа речи.
У всех людей эмоции проявляются по-разному. При определении эмоций по голосу, его тембру и интонации, необходимо учитывать индивидуальные особенности человека. Помимо того, человек может одновременно испытывать сразу несколько эмоций. Распознавание эмоционального состояния человека по его речи непростая задача представляет большой практический интерес [52].
Выделяют следующие ритмы:
Альфа-волны, 13 Герц — при нормальном состоянии, стрессе, состоянии тревоги.
Бета-волны, 8-12 Герц — при лёгкой релаксации, позитивных настроениях.
Тета-волны, 4-7 Герц — глубокая релаксация, состояние сосредоточенного внимания.
Дельта-волны, 1-3 Герц — глубокий сон, "ясные сновидения".
Гамма-волны — до конца не исследованы.
1.2.5. Методы и средства выявления эмоций по речевым сигналам
В результате проведённых исследований и анализов выявлено, что существует такое понятие как эмоциональный слух, т.е. способность распознавания эмоций по речи человека. Испытуемые разного возраста, пола и профессии показали существенные различия в правильности понимания эмоций — от 10 до 95%, так выявлено, что музыканты обладают более развитым эмоциональным слухом. Для определения эмоций важен эмоциональный фон испытуемого, т.е. какую эмоцию он сам переживает в данный момент. Для результативного и успешного диалога важны мониторинг состояния говорящего и отображение понимания этого состояния. Учёные университета Эль-Пасо (США) выбрали для изучения такое понятие, как уровень уверенности высказывания, т.е. насколько уверенно говорящий произносит то или иное высказывание. Анализ проведённых исследований, основанных на диалоге студентов и преподавателя, а затем студентов и компьютерной записи речи преподавателя, показал, что определить уровень уверенности высказывания легко, если в системе представлено высказывание, содержащее только одну основную идею. Тем не менее, в естественном языке высказывания могут быть очень длинными и редко хорошо и чётко сформулированными. Идея исследования заключалась в том, чтобы создать модель прогнозирования уровня уверенности. Высказывания, на которых практиковалась модель – это высказывания различных уровней уверенности, они взяты из речи носителей английского языка [52].
Уровень уверенности говорящего определяется тоном и высотой голоса:
явно высокий — энтузиазм, радость, заинтересован и проявляет интерес;
высокий, в широком диапазоне силы, тональности и высоты — гнев и страх, неуверенность;
чрезмерно высокий, пронзительный — беспокойство;
мягкий и приглушенный, с понижением интонации к концу каждой фразы — печаль, усталость;
форсирование звука — напряжение, обман.
в состоянии эмоционального возбуждения обычно возрастает сила голоса, изменяются его высота и тембр, но иногда сильное возбуждение может, наоборот, проявляться в уменьшении силы голоса (человек «шипит от ярости»).
Ученые Саутгемптонского университета (Великобритания) разработали компьютерные методы, позволяющие прогнозировать ответную эмоциональную реакцию говорящего. В ходе эксперимента было выявлено, что просодическая информация помогает в автоматическом определении степени раздражённости человека. Наиболее полную информацию о внутреннем психоэмоциональном состоянии человека может дать анализ его связной речи: расстановка логических ударений, скорость произнесения слов, конструкция фразы, наличие таких отклонений от нормы, как неуверенный или неверный подбор слов, обрывание фраз на полуслове, изменение слов, появление слов-паразитов, исчезновение пауз и т.д.
