이 연구는 지속적인 싱잉볼 힐링이 뇌파와 자율신경계 반응에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보기 위한 연구이 다. 5주 동안 8명의 피실험자에게 싱잉볼 힐링을 받은 전,후 뇌파의 변화를 알아보기 위하여, 45분 동안의 싱잉볼 힐링 받기 전, 후 뇌파의 변화를 측정하였다. 뇌파측정은 바이오브레인 BIOS-S8로의 F3, F4, T3, T4, P3, P4 총 6체널에 부착하였고, 심전도 측정을 위하여 표준사지 유도방식에 Lead I에 전극을 부착하여 측정하였다. 수집된 뇌파자료를 통하여 5주간의 싱잉볼 힐링 전,후 뇌파의 변화를 지켜보았으며, 베타파, 알파파, SMR는 낮아지고, 세 타와 델타파, HRV 항목 중 SDNN이 증가시키는 것으로 나타났다. 이 결과 5주 동안의 지속적인 싱잉볼 힐링은 뇌파를 안정시키고, 자율신경계를 활성화 시키며, 부교감신경을 증가시키는 이완유도 효과를 지속, 증대 시킬 수 있다는 점을 확인하였다.

분노는 알코올 사용 장애자들이 재발하기 전에 가장 흔하게 경험하는 정서 중 하나이다. 본 연구는 알코올 사용 장애자의 분노 경험에 따른 자율신경계 반응 특성을 규명하고자 하였다. 본 연구에는 알코올 사용 장애로 진단받고 치료 중인 남성 환자 12명과 이들과 연령 및 학력수준이 유사한 일반인 남성 14명이 참여하였다. 분노를 유발하기 위하여 시청각 동영상을 제시하고, 이때 나타난 심리 및 자율신경계 반응(피부전기 활동)을 측정하였다. 연구 결과, 참여자들이 경험한 정서의 강도에서는 알코올 집단과 일반인 집단에서 차이가 나타나지 않았다. 반면, 알코올 집단은 안정 상태에 비해 분노 상태에서 비중독자에 비해 피부전도 수준, 피부전도 반응 그리고 피부전도반응 수가 유의하게 낮았다. 이 결과는 알코올 중독자들이 분노를 처리하는 동안에 생리 반응에서 이상이 나타남을 시사하였다. 알코올 사용 장애자들의 분노 경험 동안에 나타난 생리 반응 이상을 완화할 수 있는 개입방법을 개발한다면 알코올 사용 장애자들의 정서 처리 문제를 해결할 수 있어 그들의 재발 방지에 도움을 줄 수 있을 것이다.

본 연구의 목적은 심전도를 활용하여 원룸형 평면 계획 구성에 따른 자율신경계의 반응을 측정하는 것이다. 지금까지의 생리 신호는 대부분 제한된 건축요소에 대해 개별적으로 측정되었고, 이 결과들은 실제의 전체 원룸공간에서 측정된 데이터와는 차이가 있다. 그러므로 보다 동적인 환경에서 인간의 감성을 추출하고자 본 연구를 수행했다. 먼저, 무작위로 수집 된 43 개의 원룸은 욕실과 주방의 위치에 따라 10 가지 유형의 평면 구성으로 분류되었다. 그 다음 건강한 10명의 피험자로부터 평면 구성 변화에 따른 자율신경계의 반응을 측정하였고, 쾌적성 및 선호도에 대한 주관 평가가 시행되었다. 결과적으로 평면 구성 따른 유형별 LF/HF의 평균 비율에는 통계적으로 유의미한 차이가 있었다(p <0.05). 본 연구 결과는 평면의 구성이 원룸의 공간의 질에 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여주는 확실한 증거를 제공하며, 이 접근법이 일인가구의 정신 질환을 악화시킬 수 있는 스트레스를 해소하는 데 효과적임을 제시한다. 앞으로 피험자수를 늘려 보다 정확한 통계적 분석을 하고자 한다.

스트레스는 자율신경계 반응의 변화를 수반하며, 특히 심박변이도 지표는 스트레스에 의한 자율신경계의 활동을 반영하는 양적 지표로 사용된다. 본 연구에서는 스트레스 완화를 위한 산소와 색채 조명의 복합 자극이 제시되는 동안 자율신경계 반응의 변화를 확인하였다. 42명의 실험참가자는 지난 2주 동안 경험한 스트레스에 대한 증상들을 스트레스 반응 척도에 평가하였다. 스트레스 평가 후, 실험참가자는 복합 자극을 제시받았고, 자극 제시 전과 후, 그리고 자극이 제시되는 동안 심전도 신호가 기록되었다. 자극 조건은 30% 농도의 산소와 백색 조명, 산소와 주황색 조명과 산소와 파란색 조명의 조합의 세 가지로 구성되었다. 심박률(HR), R-R간격의 표준편차(SDNN), 연속한 R-R 간격 차이 값의 평균제곱근(RMSSD)과 심박변이도의 저주파 성분(LF), 고주파 성분(HF), 그리고 LF와 HF의 비율을 심박변이도 지표로 추출하였다. 이들 지표는 자극 제시 전과 후의 평균을 비교하는데 활용되었다. 결과는 자극 조건이 제시되고 난 후, HR과 LF/HF ratio의 유의한 감소를 보여주었다. 특히, 산소와 파란색 조명이 제시된 조건에서 다른 두 조건보다 유의하게 큰 RMSSD와 HF의 증가 및 LF/HF ratio의 감소가 나타났다. 이는 30% 농도의 산소와 파란색 조명의 조건이 부교감신경 의 활성화에 의한 자율신경의 균형을 유발하여 스트레스 이완에 가장 효과적임을 보여주었다.

특성불안이 높은 자들은 분노 표현을 억제하려하기 때문에 주관적인 행동평가로는 특성불안자의 분노 경험을 측정하는데 한계가 있다. 보다 객관적으로 특성불안자의 분노 경험을 측정하기 위하여 본 연구에서는 분노에 의해 유발된 자율신경계 반응이 특성불안 수준에 따라 차이가 있는지를 확인하고자 한다. 실험참가자들을 불안집단과 통제집단으로 구분하였으며, 분노자극을 제시하기 전과 후에 심전도(ECG), 호흡(RESP), 피부전기활동(EDA), 그리고 피부온도(SKT)를 측정하였다. ECG에서 심박률(HR), NN 간격의 표준편차(SDNN), 심박주기 제곱의 평균제곱근(RMSSD), 심박변이도의 저주파성분(LF), 심박변이도의 고주파성분(HF), 저주파성분과 고주파성분의 비율(LF/HF ratio), RESP에서 호흡주기(RR)를, EDA에서 피부전도수준(SCL)을, SKT에서 최대피부온도(maxSKT)를 산출하였다. 두 집단 간 분노자극에서 유발된 분노정서 강도의 차이를 검증한 결과, 집단 간 차이는 유의하였다. 자율신경계 반응 차이를 확인한 결과, 불안집단에서 유의미한 SDNN와 LF의 증가, HF, LF/HF ratio, 그리고 RR의 감소가 나타났다. 본 연구 결과는 특성불안이 높은 이들의 분노 경험을 측정하는데 자율신경계 반응이 객관적인 지표로 활용이 가능함을 시사한다.

최근 HCI 분야에서 정서 인식은 정서 지능을 구현하기 위한 핵심적인 단계 중의 하나이다. 생체신호를 이용하여 정서 인식을 시도하는 연구들이 시도되고 있으나, 기본 정서 이외의 다른 정서에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았다. 본 연구의 목적은 무료함, 통증, 그리고 놀람의 세 가지 정서 간 자율신경계 반응의 차이를 확인하는 것이다. 실험자는 217명의 실험참여자(남 96명)들을 대상으로 시/청각 자극을 조합하여 무료함과 놀람 정서를 유발하였고, 혈압기를 이용하여 통증 정서를 유발하였다. 정서 자극이 제시되는 동안 피부전기활동, 피부온도, 심전도와 광혈량도를 측정하였고, 실험참여자들이 경험한 정서 범주와 강도를 정서평가척도 상에 평정하게 하였다. 정서 자극에 대한 평가 결과, 사용된 정서 자극은 평균 92.5%의 적합성과 5.43의 효과성을 보였는데, 이는 각 정서 자극이 해당 정서를 효과적으로 유발한 것을 의미한다. 자율신경계 측정 결과, 피부전기활동, 피부온도, 심박률, 심박률의 저주파수 성분과 평균 혈류량은 안정 상태와 정서 상태 간의 유의한 차이를 보였다. 또한 각 정서에 의해 유발된 자율신경계 반응은 정서 간에도 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 정서이론의 확장과 자율신경계 반응 측정 지표를 활용하여 정서를 인식하는 알고리즘 및 인간 정서를 변별하는 컴퓨터 시스템 개발에 응용 가능할 것이다.

감성을 인식하고 반응하는 감성컴퓨터를 개발하기 위한 감성인식에 대한 연구가 활발하다. 본 연구는 2차원으로 정의한 감성을 측정하기 위해서 시간에 따른 생리신호의 반응 변수를 정의하고 그 변수로 인한 감성을 구분하고자 하였다. 10명의 대학생에게 16장의 감성을 유발시킬 수 있는 이미지를 제시하였다. 그리고 자율신경계 반응으로 ECG(electrocardiogram), PPG(photoplethysmogram), GSR(Galvanic skin response), RSP (respiration), 그리고 SKT(skin temperature)를 측정하였다. 본 연구는 자율신경계 반응에 대해 Delay, Activation, Half recovery 그리고 Full recovery로 이루어진 TDP(Time Dependent Parameters)를 정의하고 감성을 구분할 수 있는지에 대한 통계적 유의성을 검증하였다. 그 결과, TDP가 감성을 구분할 수 있는 유의미한 변수로 확인하였고 특징적 경향을 보임을 알 수 있었다. 그러므로 본 연구는 TDP가 감성 인식을 위한 유효한 변수일 가능성을 보였다.

부정적 감성은 인간의 생존에 기여한다는 점에서 중요한 기능을 한다. 본 연구에서는 시청각 동영상자극을 이용하여 부정적 감성을 유발하고 각 부정적 감성에 따른 자율신경계 반응을 구분하고자 하였다. 실험에는 성인 남녀 30명(22.6세±1.24, 남: 15명, 여: 15명)이 참여하였다 예비실험을 통해 2분 길이의 동영상 자극을 실험자극으로 선정하였다. 실험참여자가 선정된 동영상자극을 시청하는 동안 피부전기활동(EDA), 심전도(ECG)가 측정되었고, 하나의 자극제시가 끝난 후에 실험참여자들에게 각 감성자극에 의해 경험되는 감성에 대한 심리평가를 실시하였다. 심리반응 분석결과, 각 부정적 감성 자극은 표적감성을 적절하고 효과적으로 유발하는 것으로 나타났다. 자율신경계 반응분석결과, 각각의 감성자극들은 서로 구분되는 자율신경계 활동패턴을 유발하였다. 그리고 공포자극은 다른 유형의 부정적 감성자극보다 피부전기활동과 심전도의 지표들에서 높은 교감신경계의 활성화를 유발하였다. 본 연구는 각 부정적 감성에 대한 자율신경계 반응을 세분화하였다는 데 의의가 있다.

공포에 대한 연구는 주로 불안과 공포 장애를 가진 환자들을 대상으로 수행되어왔으며, 공포를 불안의 특수한 한 형태라고 생각하여 불안과 공포에 대한 연구가 함께 이루어져왔다. 본 연구에서는 아동이 공포 정서를 경험하는 동안 나타나는 자율신경계 반응을 밝히고자 하였다. 초등학생을 대상으로 공포 정서를 유발하는 시청각 동영상을 제시하고 심리 반응과 자율신경계 반응을 측정하였다. 연구 결과, 공포 정서의 적합성 및 효과성은 80%이상으로 나타나 공포정서유발자극이 적절하고 효과적이었음을 알 수 있었다. 자율신경계 반응 분석 결과, 공포정서가 유발되는 동안 피부전도수준, 피부전도반응, 피부전도 반응의 수, 호흡주기관련 심박률 변화, 호흡수, 심박률분산의 고주파수 성분이 유의하게 증가하였고, 심장박동주기는 감소하였다. 공포 정서에 의해 야기된 자율신경계 반응에서는 불안수준이 높을수록 피부온도, 심박률, 호흡주기관련 심박률 변화가 큰 것으로 나타났다. 본 연구는 불안수준이 높은 아동일수록 공포 정서를 경험할 때 자율신경계 반응의 변화가 더 크다는 것을 나타낸다.

최근 연구들의 개관에서 긍정정서는 스트레스의 대항에 도움을 주는 완충제 역할을 한다고 알려져 있다. 특히, 유머는 인간만이 이해하고 즐길 수 있는 정서로, 인간의 심리, 사회, 신체적 기능을 포함한 많은 면에서 기초적인 역할을 담당한다. 본 연구에서는 동영상 자극에 의해 유발된 유머 및 기쁨 정서에 따른 자율신경계 반응의 차이를 밝히고자 하였다. 47명의 남녀 초등학생을 대상으로 각 정서를 유발하는 2분 길이의 동영상 자극이 제시되는 동안, 자율신경계 반응을 측정하고 심리적인 평가를 수행하도록 하였다. 심리반응 결과, 유머자극은 95.7%의 적합성과 3.81±1.01의 효과성(5점 만점)을, 기쁨자극은 89.3%의 적합성과 3.15±1.17의 효과성을 가지는 것으로 나타났다. 자율신경계 반응 결과, 두 정서 모두 안정상태에 비하여 유의하게 증가하였고, 특히 유머자극은 기쁨자극에 비하여 피부전도반응 수(NSCR), 심박률(HR), 심박률 분산의 저주파성분(LF)에서 유의하게 큰 증가를 보였다.

감성을 구성하는 중요한 요소인 각성은 자율신경계 반응으로 잘 측정될 수 있음이 보고되고 있다. 그러나 자율신경계 반응만으로 각성차원과 쾌차원으로 구성된 전체감성을 측정할 수 있을지는 의문이다. 본 연구는 자율신경계 반응으로 전체 감성을 평가할 수 있는지 그 생리적 변수는 무엇인지를 분석하였다. 15명의 대학생을 대상으로 실험 목적을 위하여 제작된 8개의 동영상으로 다양한 감성을 유발했으며 자율신경계의 대표적 생리신화인 맥파(PPG), 피부저항(GSR), 피부온도(SKT)를 측정하였다. 자극제시후 주관적 감성평가를 실시하였다. 주관적 감성경험은 크게 3가지 요인으로 구성된 것으로 확인되었으며, 그 중에서 2개의 요인과 생리적 지표를 대응시키는 방안이 탐색되었다. 그 결과, 생리적 지표는 신체적으로 흥분할수록 감성경험에 따라 더욱 분명한 차이를 드러내지만 흥분수준이 낮은 경우에는 생리적인 지표만으로는 감성경험을 예측하기 어려웠다. 흥분과 평온함을 제외한 다른 감성 요인은 생리적인 지표와 직접 대응이 쉽지 않은데, 이는 상관관계가 없어서가 아니라 모든 생리지표와 감성간에 복합적인 관계가 있기 때문이었다. 특히 SKT는 흥분-평온함만을 반영하는 GSR, PPG와는 달리 불쾌-유쾌 경험과도 상관이 있는 것으로 나타났다. 따라서 SKT 지표와 불쾌-유쾌 감성 차원의 대응 가능성이 논의되었다.

본 연구는 향에 대한 연령별 감성구조를 밝히고, 향 감성에 따른 자율신경계 반응을 규명하기 위해 수행되었다. 실험 참여자는 연령별(10대, 20대, 40대)로 24명씩 총 72명이고, 자극향은 cederwood, grapefruit, teebaum, peppermint, rose향을 사용하였다. 향이 제시되는 동안 혈류량, 피부온도, 피부전기 반응, 심전도 반응을 측정하였고, 향에 대한 주관적 감성을 측정하였다. 향에 의한 심리적 감성구조는 심미성, 강도, 자연성, 개성성, 낭만성의 다섯 요인이 확인되었고, 연령별로 차이가 나타나지 않았다. 향 선호도를 예측하는 감성요인은 연령별에 따라 부분적으로 차이가 있었다. 감성적으로 “나쁜” 향은 “좋은” 향보다 교감신경계 활동에 의한 자율신경계 반응이 더 크게 일어났다.

본 연구에서는 화상 시뮬레이터 상에서 저속 (40km/h) 주행과 고속 (160km/h) 주행으로 지루감 및 긴장감을 유발시킨 후, 100%의 Jasmine abs와 Lavender oil france (KIMEX Co. Ltd)의 향 자극이 지루함 및 긴장감의 증감에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 건강과 피험자 10명을 대상으로 심전도, 피부온도, 맥파의 자율신경계 반응을 측정하였다. 또한 각 실험 전후에 Simulator Sickness를 측정하여 Simulator Sickness가 실험 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 지루한 저속 주행 시 향자극이 없을 때에 비해 각 향을 제시하였을 때 각성 효과가 발생하여 교감 신경계가 활성화됨을 자율신경계 반응으로 관찰할 수 있었다. 그러나 두 가지 향에 따라 큰 차이는 발생하지 않았다. 본 연구로부터 일정하고 느린 주행으로 유발되는 신체의 이완 현상 또는 졸리움 현상이 향 자극에 의해 감소되는 경향을 자율 신경계의 반응을 통해 관찰할 수 있었다. 고속 주행 시에는 향을 제시하지 않았을 때보다 두 가지 향을 제시하였을 때 긴장감이 모두 이완되는 경향을 나타내었다. 따라서 고속 주행으로 유발되는 신체의 긴장감이 향 자극으로 인해 감소된다는 사실을 자율신경계의 반응을 통해 관찰할 수 있었다. 그러므로 본 연구로부터 지루한 저속 주행으로 유발된 신체의 이완감과 고속 주행으로 유발된 신체의 긴장감은 각 향 자극에 의해 이완감의 감소와 긴장감의 감소를 유발하였다는 사실을 관찰할 수 있었고, 두 향의 차이는 관찰할 수 없었다.

지금까지 인간 감성의 측정은 대부분 제한된 실험실에서 실시되었다. 보다 자연스러운 동적인 환경에서 인간의 감성을 자율신경계의 반응을 통해 추출하고자 본 연구를 수행하였다. 쾌 또는 불쾌한 도로의 시각 환경이 긍정 및 부정 시각으로 제시되었고, 아스팔트, 시멘트, 비포장 도로 등의 도로 굴곡 변화가 또 다른 쾌/불쾌 관련 감성 자극으로 제시되었다. 건강한 5명의 피험자는 실험을 위해 차량 내부에서 도로의 시각 환경을 관찰하게 하였고, 세 가지 굴곡이 다른 도로를 주행하면서 굴곡 변화에 따른 감성을 느끼게 하였다. 심박 변화율, 피부 저항, 피부온도 등의 생리 신호를 측정하였고 주관적 평가와 비교 분석하였다. 피험자가 긍정 시각 장면에 비해 부정 시각 장면을 보았을 때 또한 도로 굴곡의 변화가 클수록 평균 R-R 간격과 피부온도의 감소율은 컸고 피부 전도도는 증가하였다. 본 연구로부터 동적 환경에서 긍정 감성 자극에 비해 부정 감성 자극이 주어 졌을 때 교감 신경계의 활성화가 보다 증가함을 관찰할 수 있었다.

본 연구의 목적은 중추신경계 반응과 자율신경계 반응을 이용하여 향이 인간에 미치는 영향을 평가하고자 하는 것이다. 본 연구는 20-26세의 남자 10명, 여자 10명으로 구성된 피험자를 대상으로 이루어졌고, 100% Rose oil bulgrian, Lemon oil misitano, Jasmine abs., Lavender oil france (KIMEX.co.ltd) 등 4가지의 향을 사용하여 실험을 수행하였다. 전두엽 (Fz)과 두정엽 (Cz)에서 EEG를 기록하여 대역별 relative power spectrum 값을 구하고 α대역에 대한 β대역의 비(β/α)를 통하여 향에 대한 감성 평가를 시도하였다. 또한 자율신경계 반응은 심전도, 피부온도, 피부저항의 생리신호를 측정하였다. 주관적 평가는 향의 세부적인 이미지를 나타내는 후각 감성 형용사를 이용하여, 양극의 7점 척도 25문항, 단극의 5점 척도 40문항, 그리고 각 향의 전반적인 선호도를 묻는 양극의 7점 척도 2문항으로 구성하여 자극제시 전, 후에 각각 실시하였다. 전체적으로 피험자들은 Lemon을 가장 쾌하고 연하다는 평가를, Rose를 가장 불쾌하며 진하다고 평가하였다. β/α의 비는 쾌하고 연할수록 감소하였고 불쾌하고 진할수록 증가하였다. 또한 심박 변화율과 피부온도는 쾌하고 연할수록 감소하였고, 불쾌할수록 반대 결과를 나타내었다. 결론적으로 쾌하고 연한 향과 불쾌하고 진한 향 사이에 β/α의 비와 자율 신경계 반응의 차이를 관찰할 수 있었다.

본 연구의 목적은 운전 상황과 도로 상황에 따른 자율신경계의 반응을 측정하는 것이다. 지금까지의 생리 신호는 대부분 제한된 실험실에서 측정되었고, 이 결과들은 자연스러운 상황에 측정된 데이터와는 차이가 있을 것이다. 그러므로 보다 동적인 환경에서 인간의 감성을 추출하고자 본 연구를 수행하였다. 건강한 5명의 피험자로부터 심박 변화율, 피부 저항, 피부온도 등의 생리 신호를 측정하였다. 먼저, 정차, 정속 주행, 급출발, 급제동의 운전 상황 변화에 따른 자율신경계의 반응을 측정하였고, 둘째로, 직선 도로와 굴곡이 심한 도로에서 정속 주행을 하면서 생리 신호를 측정하여 도로상황 변화에 따른 자율신경계의 반응을 측정하였다. 정차 및 정속 주행에 비해 급출발, 급제동일 때, 직선도로에 비해 굴곡이 심한 도로에서 주행을 할 때 평균 R-R 간격은 감소하였고, 전력 스펙트럼의 (LF+MF)/HF비는 증가하였고, 피부온도는 감소하였고, 피부저항은 증가하였다. 본 연구로부터, 정차 및 정속 주행에 비해 급출발, 급제동일 때 그리고 직선도로에 비해 굴곡이 심한 도로에서 주행을 할 때 교감신경계의 활성화비가 증가한다는 일치된 경향을 관찰할 수 있었다. 앞으로 피실험자수를 늘려 보다 정확한 통계적 분석을 하고자 한다.

중추신경계돠 자율신경계에 나타난 후각에 의한 감성변화를 측정하기 위해 후각자극은 0.6% 오렌지향과 2.5% valeric acid를 수증기로 포화시키는 후각 자극기를 통해 일정 flow와 농도로 시행하였다. 대조자극은 방안 공기로 향자극 전후에 시행하였으며 뇌파자극은 international 10-20 systim에서 4채널을 사용하였다. 이외에 ECG, EOG, heart rate, skin conductance와 respiration를 기록하였고 뇌파분석은 fast Fourier tuansform analysis의 power spectra로 하였다. 그 frequency banes는 delta(0-4.5Hz), theta(4.5-7Hz)은 쾌하고 친숙하게 valeric acid는 불쾌하고 성가시게 평가되었다. 뇌파분석에서 쾌와 불쾌 자극간의 차이는 PG2-A2 channel 에서 alphal의 자극전후의 차이를 나타내었으며 불유쾌한 자극에서는 모든 channel alphal, alpha2와 beta파 증가를 보였다. 또한 heart rate, galvaric skin resistance는 쾌자극에서 감소양상을 나타내었으며 불쾌자극에서는 반대경향을 보였다. 호흡에서는 쾌자극에서 호흡수 감소경향과 input/output amplitude dutation와 duration의 증가경향을 보였으며 불쾌자극에서는 반대양상을 보였다. 결론적으로 쾌와 불쾌 후각자극으로 감성변화를 뇌파와 자율신경계에서 볼 수 있었다.