Матричный метод исследования базальных эмоций Текст научной статьи по специальности «Психологические науки»

УДК 159.9.072.53

МАТРИЧНЫЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ БАЗАЛЬНЫХ ЭМОЦИЙ MATRIX METHOD OF STUDYING THE BASAL EMOTIONS

© 2015

В.Т. Волов

Самарский филиал Современной гуманитарной академии (Россия, Самара)

V.T. Volov

Samara branch of Modern University of Humanities (Russia, Samara)

В. В. Волов Самарский государственный университет (Россия, Самара)

V.V.Volov Samara State University (Russia, Samara)

В статье представлен инновационный метод анализа базальных эмоций больных эпилепсией на основе матричного подхода. Разработаны матричные критерии устойчивости психоэмоционального состояния. Проведена апробация разработанного метода на материале миографического исследования больных эпилепсией в сопоставлении с результатами психологических оценок.

In the paper the innovative method of analysing epileptic patients' basal emotions based on the matrix approach is presented. The matrix criteria of the psychological and emotional stability are formulated. The results of the pilot analysis as exemplified in the myographic research data of the epileptic patients and compared to the psychological estimations are displayed.

Ключевые слова: матрица базальных эмоций; напряженность психоэмоционального состояния; мимические паттерны; эпилепсия; психоэмоциональный баланс; устойчивость; ригидность.

Keywords: basal emotions matrix; tension of the psychological and emotional state; mimic patterns; epilepsy; psychological and emotional balance; stability; rigidity.

Развитие научного этапа психологии свою очередь, представили необходимые

в конце XIX - начале XX вв. связано с знания, составившие основу фундамен-

именем Ф. Гальтона, внедрившего в прак- тальной психологии. Не секрет, что и се-

тику исследования математические мето- годня исследования таких сложных пси-

ды. Основоположник дифференциальной хических явлений, как эмоции, проводят-

психологии, Гальтон первым из психоло- ся на основе междисциплинарного подхо-

гов применил в психологии количествен- да, с применением методов различных

ные методы. Ч. Спирмен, создатель двух- наук, таких, как психофизиология, нейро-

факторной теории интеллекта и техники физиология, психиатрия и др. [1]. факторного анализа, является автором ря- В современной психологии для

да методик математической статистики. определения организации и функциони-

Разработанные им методы корреляцион- рования психики необходимым стало ре-

ного анализа расширили знания в области шение таких задач, как определение ба-

теории вероятности и теперь применяются ланса, устойчивости психики, энергетиче-

в различных научных направлениях. ских характеристик, обратной связи. Ко-

Неслучайно именно с этого периода личественные измерения, необходимые

начинается бурное развитие эксперимен- при исследовании эмоциональных состо-

тальной психологии. Количественные яний, а также функциональных систем

оценки и статистические методы обработ- разной сложности, требуют разработки

ки данных исследований, полученных с специальных математических методов.

помощью естественнонаучных методов, в Провозглашается концепция устойчиво-

сти психики как ключевого показателя функциональных систем психической самоорганизации (ФСПС), связанных с эмоциональной сферой [2].

В данной статье рассматриваются количественные критерии устойчивости и качественных признаков состояния психоэмоциональной сферы (ПЭС); анализируются мимические реакции людей, больных эпилепсией (механизмы сохранения устойчивости наиболее выраженно проявляются в условиях пароксизмального мозга) [3].

Ориентиром исследования стало определение баланса и напряженности СЭР. Разработанные методы количественной и качественной оценки, в частности матрица базальных эмоций (МБЭ), матричный метод [4], модель качественной диагностики позволили решить поставленные задачи [5].

Организация эксперимента. В исследовании участвовали 46 больных эпилепсией и 45 здоровых людей. ЭМГ-регистрация произведена по абсолютной амплитуде, мощности и усредненной амплитуде. В начале процедуры измерялась «маска» - тонус мимических мышц в покое. Далее были проведены пробы на шесть базальных эмоций. В первой пробе нужно представить ситуацию, связанную с эмоцией. В следующей пробе необходимо определить по фотографии эмоцию. Выявление закономерностей лицевого реагирования составляет основу определения механизмов обратной связи в СЭР.

Анализ качественных реакций в первой пробе выявил искажения паттерна эмоций. В результате выделены реакции, соответствующие эталону (а), с нарушенным паттерном (Ь) и антагонистические (с). В основной группе отклонения паттерна от эталонного встречаются значительно чаще (р = 0,056). Реакции «с» в основной группе также часто наблюдаются и по гневу, а в группе здоровых чаще отмечается неполный паттерн (Ь).

По второй пробе также выявлены парадоксальные реакции. Нетипичные реакции встречаются и в контрольной группе, однако только по неправильно идентифицированным эмоциям и реже.

Установлено, что контрольная группа лучше определяет эмоции, в том числе при эталонных реакциях (р = 0.069). Страх определяется больными хуже всего (р = 0.002). В то же время данная эмоция чаще (> 2) определяется здоровыми (р = 0.03). Эмоция радости хорошо узнается в обеих группах. Гнев больные эпилепсией узнают лучше (р = 0.048).

Сопоставление данных двух проб в основной группе выявило однотипные отклонения в форме зеркальных реакций (киральный эффект). Так, аффект с с-реакцией в первой пробе нередко наблюдается и во второй, независимо от определения. Таким образом, проявляется блок: нарушенный паттерн сдерживает эмоцию. В группе здоровых испытуемых встречается крайне редко.

Частотный анализ выявил различия между группами по наличию киральных эффектов (КЭ). По гневу в основной группе больше Ь-, с- и асимметричных КЭ. Определены различия по Ь- и с-киральным реакциям по печали (р = 0.05). В контрольной группе КЭ, связанные с гневом, не обнаружены. В то же время КЭ с а-реакцией чаще наблюдается в контрольной группе (р = 0.008). В основной группе киральные Ь-реакции встречаются чаще (р=0.405), независимо от узнавания, что свидетельствует об ограничении ОЛС, а не о распаде эмоции.

В результате на основе сопоставления данных выявлены закономерности, которые определены как блокирование и изоляция. Блок связан с сохранением статической устойчивости ПЭС, определяется в с-паттерне с КЭ при идентификации эмоции и без (1), а также в асимметричных реакциях (2). Признаки блока в СЭР в группе больных встречается значительно чаще (р = 0.0229). При этом киральная а-реакция в группе больных встречается реже (р = 0.0258).

Интегральная оценка по общему уровню идентификации показывает значимые различия при сопоставлении испытуемых без КЭ, связанных с блоком, в пользу здоровых (р = 0.06). Выявленная тенденция свидетельствует о снижении данной функции в группе больных. Близ-

кие результаты получены при сопоставлении того же параметра между испытуемыми основной группы с блоком и испытуемыми контрольной группы: узнавание лучше у здоровых (р=0.023).

Диагностика реакций во второй пробе отражает работу афферентного звена обратной связи эмоции. Его ограничения определяют механизм изоляции.

Аналитический метод количественной оценки устойчивости ПЭС

В качестве основы количественного исследования ПЭС выбран матричный метод. При разработке матрицы базаль-

ных эмоций {¡¿^} использовался диадный

анализ парных аффектов, подобранных на основе психологической полярности. В общем виде элемент матрицы МБЭ имеет следующий вид [6]:

= 7у + X,, где I = 1 * 3; ] = 1 * 3, (1)

а сама матрица (МБЭ) имеет следующий вид:

• Z •

-11 -12 -13

2 =

-21 -31

22

(2)

где элементы матрицы определяются сложением базовых эмоций (У;, Х^:

Таблица 1

Х1 (гнев) Х2 (радость) Хз (удивление)

У1 (страх) 212 213

У2(печаль) 221 222 223

Уз (отвращение) 231 232 2зз

Например, = Х1 + Yl. Основными параметрами МБЭ являются норма или мощность матрицы ||Мщ|| и напряженность (Ь). След матрицы определяется суммированием показаний парных полярных эмоций:

Ь = Zll + ^ 22 + Z 33 = (Г1 + Х1) + (Г2 + Х2) + (73 + Х3)

(мВТ) (3)

Все МБЭ являются каноническими, а их элементы позитивно определены. Это означает, что норма матрицы имеет следующий вид:

к - норма ||м | = /¿¿т2 (мВТ) (4)

V 1=1 и

будет больше любого из элементов МБЭ

энергии обратной связи ПЭС, идущей на внедиагональный дисбаланс МБЭ. Третий критерий определяет меру отклонения парных полярных эмоций МБЭ 2и от их средних значений, равных Ь/3. Данный критерий может быть выражен:

АЬ = ]ГаЪ8(Ь/3 - х,)

(7)

г=1

АЬ = АЬ / Ь (8)

Четвертый критерий - индикатор энергетической эффективности обратной связи ПЭС - определяется следующим образом:

~АЕ + АЬ"

I = 1 -

Мц|| >

(5)

Первый критерий - это мера отклонения от симметрии МБЭ, которая определяется средним значением отклонений парных

неполярных эмоций матрицы (х^., х ).

Данный критерий, определяющий устойчивость МБЭ:

3 3

р =

'; (9)

3 3 ч

£=УУ,аЬвЦ-zJi)/, (6)

1=1 J=l

где - максимальное значение

внедиагонального члена МБЭ.

Критерий £ является безразмерной величиной, а сопряженная с ней размерная величина - критерий £ *Ь определяет долю

АЕ = аН21} -х}1) 1 *j, где

,=1 ]=1

|1, если аЪ?(|Мц| - Ь)/||Мч|| <£1; в, если аЬ8(||Мч|| - Ь)/||Мч||>£1

Р = 0.7; £ = 0.05.

Энергия ОЛС составляет лишь часть энергии ПЭС. При напряженности МБЭ, близкой к значению нормы матрицы, энергия дисбаланса черпается из энергии ОЛС (р = 1) (6). В противном случае часть энергии, идущей на дисбаланс, трансформируется из общей энергии ПЭС (р = 0.7). На основе матриц осуществлен интегративный

анализ ПЭС (таблица 2). Выявлен тренд: свою очередь, эквивалентно увеличению

чем выше уровень напряженности матрицы, степени несимметричности МБЭ.

тем выше уровень дисбаланса ПЭС, что, в

_Таблица 2

Показатели ЭМГ (здоровые) Показатели ЭМГ (здоровые) Отличия в %

Ь £ Ь £ £

47 0.18 86 0.245 26.5%

Показатели ЭМГ (больные) Показатели ЭМГ (больные) Отличия в %

Ь £ Ь £ £

46 0.18 86 0.31 42%

К статистическим условиям устойчивости предлагается дополнительное -условная энтропия (Н). Теория устойчивости дала методологический аппарат формулирования критериев [7], в качестве ко-

торых приняты знаки второго дифференциала и производства избыточной энтропии вдали от равновесия [8]. Разработана формула условной энтропии, имеющая следующий вид:

H = «¡1- бЦ/^ -мч

а + Ь

еЬ

АЬ

ч< еЬ > здор

■ + ——

< АЬ >

АЕ

здор

■ + ——

< АЕ >

■ 3

здор

[1- 5(г-1)] (10).

а = 0.3, а = 1.2,

Ь = 1-10-3, 5(м™ - М ) =

где

м"т)=м«, б(г - ,)=

м(;1т) ф му

г = 1 г ф 1

(11).

3 3

где АЕ = ^^- г}1) | /Ь, 1ф] ;

¿=1 1=1

(А Е> здор =<АЕ / Ь> здор = 0.2047.

АЬ = (АЬ / Ь> здор = 0.1023;

В

Мг1т -

форумуле (10)

симметричная матрица, имеющая ту же норму, что и МБЭ, полученные в результате исследования м . В формуле

г - ранг матрицы еЬ - значение усредненного дисбаланса МБЭ, И0 = 0.618, значение энтропии «золотого сечения» £Ьздор, (АЕ> здор, ^АЬ^ здор - усредненные значения внедиагонального дисбаланса МБЭ, относительного дисбаланса и относительной неоднородности напряженности Ь для здоровых людей соответственно.

Анализ показал, что имеется качественное отличие зависимости энтропии от напряженности МБЭ. Для здоровых рост энтропии имеет линейный характер, а для больных отмечается параболическая зависимость. При этом уровень энтропии у здоровых с ростом параметра Ь существенно больше, чем у больных.

Интегратнвный анализ оценки психоэмоционального состояния

Определение киральных эффектов легло в основу модели качественной диагностики эмоций. Анализ, проведенный на основе матричного метода, предоставил количественные характеристики МБЭ и энергозатрат, связанных с устойчивостью (табл. 3).

+

Таблица 3

Энергетические показатели различных клинических групп Приступы редкие ген. (группа 1) Приступы частые ген. (группа 2) Парц., эквиваленты (группа 3) Ремиссия (группа 4)

£ 0.18 0.23 0.22 0.17

(Ь> 49.6 85.86 61.77 77.71

(£Ь> 9.59 20.5 14.6 14.4

Н 0.613 0.66 0.64 0.64

I 0.67 0.45 0.73 0.71

В результате выявлены различия клинических групп. Сопоставление результатов количественных оценок МБЭ с данными клинического анализа показало их соответствие. При сопоставлении по количественным характеристикам групп, выделенных на основе принципа кираль-

Так, группа с с-блоком (1-1) показала отличие от группы с Ь-паттерном (1-2), повторяющимся в пробах. Группу 1-1 отличает более высокий уровень напряжения (Ь) МБЭ. При этом показатель энергозатрат на дисбаланс выше в группе 1-2 (£Ь). По уровню энтропии МБЭ (Н) результаты лучше в группе 1-2. Показатели по интегральному критерию также лучше у группы 1-2 (I). Таким образом, появление с-блока связано с большим напряжением, несколько меньшей энергетической эффективностью, а значит, и с меньшей устойчивостью МБЭ. За счет блокирования эмоции достигается статическая устойчивость МБЭ: происходит ограничение степеней свободы СЭР на уровне эфферентного и афферентного звеньев обратной связи ОЛС.

Сравнение групп с киральным Ь-паттерном (2-2) с группой, имеющей в профиле проб асимметричную реакцию (2-1), выявило значительные отличия по критериям {¡^ и {Н) . Вместе с тем группу 2-1 выгодно отличают значения Ь и £Ь. Предварительный вывод: асимметричные реакции в качестве эксклюзивного

ности, были выявлены определенные закономерности, связанные с устойчивостью МБЭ. Особое внимание заслуживают показатели группы с признаком блока эмоции, а также группы с изоляцией эмоции в сравнении с аналогичными группами (табл. 4).

Таблица 4

профиля ОЛС возникают как специфическое достижение статической устойчивости в особых условиях. Согласно клиническим данным, они чаще наблюдаются в группах обследуемых с генерализованными приступами. Это означает, что в условиях угрозы пароксизма формируется избыточная устойчивость, компенсируемая за счет асимметричного профиля СЭР [9]. Группа 2-2 решает данную задачу, исходя из обратных условий - недостатка устойчивости, что характеризует основную массу испытуемых базовой выборки.

Сравнение групп с с-реакцией в первой (3-1) или во второй пробе (3-2) также обнаруживает различия. Показатели по уровню энтропии лучше у группы 3-2 (Н). Лучше показатели в данной группе оказались и по индикатору ПЭС (I), что свидетельствует о большей эффективности изоляции эмоции - ограничения обратной связи на уровне воспроизведения ПЭС. Вместе с тем более высокие показатели по следу характеризуют МБЭ группы 3-2 как более напряженную. Предварительный вывод: оба типа реакций включаются в СЭР на разных уровнях и по-разному решают задачу сохранения

Энергетические показатели 1 пара 2 пара 3 пара

(1-1) (1-2) (2-1) (2-2) (3-1) (3-2)

£ 0.21 0.22 0.189 0.197 0.228 0.187

Ь 65.92 60.04 51.23 60.28 50.29 63.5

£Ь 14.30 14.93 10.004 12.857 12.37 12.727

н 0.646 0.638 0.624 0.632 0.639 0.63

I 0.606 0.638 0.673 0.665 0.603 0.681

устойчивости. Большее напряжение в группе 3-2 не сопровождается высокими показателями по энергии дисбаланса МБЭ: формирование с-блока во второй пробе в таких условиях возникает как фактор нивелирования дисбаланса МБЭ. Данный механизм наблюдается в группе обследуемых с редкими генерализованными приступами.

Таким образом, сохранение устойчивости в группе 3-2 достигается за счет ограничения связи с тем или иным состоянием в ситуации эмоционального резонанса [3]. Выявленная тенденция является примером изоляции эмоции, демонстрирующей энергетические преимущества над блоком - альтернативным ограничением обратной связи как механизма устойчивости.

Обобщая результаты компаративного анализа, можно заключить, что КЭ, специфические искажения паттерна эмоции, свидетельствуют об эффекте устойчивого патологического состояния (Н.П. Бехтерева), когда за счет ограничения ОЛС достигается временный баланс. Разнообразие форм КЭ характеризует вариативность механизмов психической самоорганизации в условиях пароксизмаль-ного мозга, связанных с достижением устойчивости.

Сопоставляя результаты эксперимента с положениями теории функциональных систем [10], можно идентифицировать данные двух проб как показатели соответственно эфферентного и афферентного звеньев обратной связи МБЭ в рамках функциональной системы ПЭС. На основе интегративного качественно-количественного анализа МБЭ выявлены характерные формы блока обратной связи СЭР больных эпилепсией. Анализ, проведенный с помощью матричного метода, выявил количественные характеристики устойчивости МБЭ. Энергетический профиль показывает эффективность, уровень напряженности и дисбаланса МБЭ, траты на его компенсацию, а также уровень условной энтропии. Дальнейшее сопоставление этих данных с результатами качественного анализа позволило определить эффективность различных форм блока обратной связи как механизма устойчивости ПЭС. В итоге разработана модель

оценки механизма обратной связи СЭР с возможностью диагностики на разных этапах ее эволюции. Миографические измерения, производимые экспериментально, отражают моментальный срез состояния системы, которое может измениться во времени. Вместе с тем полученные данные передают картину устройства функциональных систем психической самоорганизации.

Таким образом, наше исследование обратной связи эмоций основано на принципах симметрии и суперпозиции, част-нонаучных принципах. В процессе исследования мы использовали матрицу ба-зальных эмоций, математический аппарат теории матриц, модель качественной диагностики. Апробирован качественно-количественный метод оценки ПЭС на основе исследования ОЛС.

Лицевые реакции рассматриваются как профиль обратной связи в СЭР. Это положение по-новому представляет феномен мимики - не только как сопровождение эмоций, но, прежде всего, как психофизиологический триггер обратной связи функциональных систем психической самоорганизации.

Разработано инновационное инструментальное средство количественного анализа состояния психоэмоциональной сферы на основе матричного подхода. В основе данной методологии - матрица базальных эмоций, элементы которой представляют собой суммы комбинаций полярных и неполярных эмоций. Определены параметры и критерии количественной оценки СЭР ПЭС на основе МБЭ. Основными параметрами является норма (или мощность) и напряженность ПЭС, представляющая собой след МБЭ. В основу разработки критериев устойчивости СЭР ПЭС заложены количественные оценки асимметрии матрицы и неравенства полярных комбинаций следа матрицы. К основным критериям следует отнести £-критерий, (£> -критерий,

<АЬ * Ь> -критерий, к -критерий, условную энтропию, индикатор эффективности I СЭР ПЭС. При этом обобщенными критериями устойчивости МБЭ являются энтропия и индикатор эффективности. В ре-

зультате установлена закономерность: с увеличением мощности МБЭ растет ее энергетический дисбаланс, а значит, теряется устойчивость ПЭС. Большее напряжение сочетается с более высокими показателями по энергии дисбаланса.

Отдельный анализ по критерию условной энтропии МБЭ показал, что тренд в зависимости от напряженности имеет выпуклый характер, что в соответствии с теоремой И. Пригожина о минимуме производства энтропии можно трактовать как устойчивый характер СЭР ПЭС (параметр Ь в данном случае играет роль времени). Анализ средних значений среднеквадратичных отклонений энтропии показывает уменьшение их значений с ростом напряженности Ь, что дополнительно подтверждает устойчивость функционирования СЭР в группе больных эпилепсией. Это объясняется наличием эффектов самоорганизации, связанных с блокированием базальных эмоций. Полученный результат можно интерпретировать как количественное подтверждение на основе нейрофизиологических исследований ОЛС и МБЭ проявления феномена ригидности, что отчасти соответствует так называемой избыточной устойчивости (Г.В. Залевский). Данный результат в соответствии с теорией функциональных систем может быть расценен как избавление системы (СЭР) от лишних степеней

свободы. В данном случае речь идет об ограничении эмоционального реагирования на уровне обратной лицевой связи.

Выявленный на основе качественного анализа блок по отдельным эмоциям в таких условиях возникает как фактор нивелирования дисбаланса МБЭ. Значимым результатом является подтверждение, что парные эмоции являются взаимозависимыми. Это фактически обосновывает теоретические предположения о единстве психоэмоциональной сферы.

Сопоставление данных по качественному и количественному методам исследования ПЭС больных эпилепсией показало их согласованность. На основе МБЭ разработана формула ее условной энтропии, позволяющая вскрыть дополнительную информацию о динамике и статике ПЭС больного эпилепсией.

Выявленные блоки эмоции, связанные с появлением киральных эффектов, представляют собой механизмы достижения результата действия за счет статической устойчивости. Система получает ограничение функции отражения и как следствие - состояние избыточной устойчивости.

Таким образом, нами выявлены функциональные системы психической самоорганизации в виде различных форм блока обратной связи базальных эмоций, сопровождающихся ригидными формами реагирования.

•к к к

1. Барабанщиков В.А. Экспрессии лица и их восприятие. - М. : Ин-т психологии РАН, 2012. - 341 с.

2. Пригожин И. Термодинамическая теория структуры. - М. : Мир, 1973. - 280 с.

3. Симонов П.В. Избранные труды. В 2 т. Т. I: Мозг: эмоции, потребности, поведение. -М. : Наука, 2004. - 438 с.

4. Volov V.T., Volov V.V. Investigation of functional systems of the psychic self-organization based on the method of basal matrix // Cornell university library. Neurons and Cognition (q-bio.NC) Cite as: arXiv:1510.02679 [q-bio.NC]. Submitted on 9 Oct 2015.

5. Волов В.В. Особенности эмоциональной системы реагирования в условиях пароксиз-мального мозга // Сибирский психологический журнал. - 2015. - №56. - C. 122-137.

6. Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. - М. : Физматлит, 2010. - 558 с.

7. Ляпунов А.М. Общая задача об устойчивости движения. - М. : Гос. изд-во техн.-теоретической лит-ры, 1950. - 472 с.

8. Изард К.Э. Психология эмоций. - СПб. : Питер, 2012. - 464 с.

9. Залевский Г.В. Психическая ригидность в норме и патологии. - Томск : Томский ун-т, 1993. - 271 с.

10.Анохин П.К. Узловые вопросы теории функциональных систем. - М. : Наука, 1980. -

197 с.

11.Мартин Н. Математическая теория энтропии / пер. с англ. Н. Мартин, Дж. Ингленд. -М. : Мир, 1988. - 354 с._