Quantificando a intensidade da resposta emocional ao som, imagens e toque através da condutância da pele

Quando ouvimos uma peça musical em movimento ou sentimos o pulso suave de uma vibração tátil, nossos corpos reagem antes de registrarmos conscientemente a sensação. O coração pode acelerar e as palmas das mãos podem suar, resultando em variações sutis de resistência elétrica na pele. Estas mudanças, embora muitas vezes imperceptíveis, refletem o envolvimento do cérebro com o mundo.

Um estudo recente realizado por pesquisadores da NYU Tandon e da Icahn School of Medicine no Mount Sinai e publicado em PLOS Saúde Mental explora como esses sinais fisiológicos podem revelar a excitação cognitiva – o nível de alerta mental e ativação emocional – sem a necessidade de relatórios subjetivos.

Os pesquisadores, liderados pela Professora Associada de Engenharia Biomédica Rose Faghih da NYU Tandon, concentraram-se na condutância da pele, um indicador bem estabelecido da atividade do sistema nervoso autônomo. Quando as glândulas sudoríparas são estimuladas, mesmo que minuciosamente, a capacidade da pele de conduzir eletricidade muda.

Este processo, conhecido como atividade eletrodérmica, tem sido associado há muito tempo a estados emocionais e cognitivos. O que distingue este estudo é a combinação de modelagem fisiológica e métodos estatísticos avançados para interpretar essas sutis flutuações elétricas em resposta a diferentes experiências sensoriais.

Este trabalho de pesquisa começou como um projeto de curso para os estudantes autores Suzanne Oliver e Jinhan Zhang no curso de Processamento de Sinais Neurais e Fisiológicos de Faghih. A cientista pesquisadora e coautora Vidya Raju orientou os alunos sob a supervisão de Faghih. James W. Murrough, professor de psiquiatria e neurociência e diretor do Centro de Depressão e Ansiedade para Descoberta e Tratamento da Escola de Medicina Icahn no Monte Sinai também colaborou nesta pesquisa.

“Assistir às aulas do Prof. Faghih foi uma ótima experiência e me permitiu combinar cursos e pesquisas”, disse Oliver. “Foi muito emocionante ver que o trabalho que fiz nas aulas poderia ajudar a melhorar o tratamento de problemas de saúde mental no futuro.”

Analisando a condutância e a excitação da pele

Os pesquisadores analisaram um conjunto de dados publicado de condutância da pele continuamente registrada dos participantes, medida enquanto eles eram expostos a estímulos visuais, auditivos e táteis. Os participantes também forneceram autoavaliações de excitação usando o Manequim de Autoavaliação, uma escala pictórica que quantifica estados emocionais. Ao aplicar um modelo computacional fisiologicamente informado, a equipe separou os componentes lentos e rápidos da resposta elétrica da pele e inferiu quando o sistema nervoso autônomo estava mais ativo. A filtragem bayesiana e um algoritmo de processo de ponto marcado foram então usados ​​para estimar uma medida contínua de excitação cognitiva ao longo do tempo.

A análise revelou um padrão surpreendente: o sistema nervoso respondeu mais fortemente dentro de dois segundos após um novo estímulo, com sensações táteis provocando as maiores ativações imediatas. No entanto, quando os investigadores compararam estes sinais fisiológicos com as autoavaliações dos próprios participantes, os estímulos auditivos – especialmente sons e música – estavam mais frequentemente associados a estados de elevada excitação. Isto sugere que a percepção da estimulação pelo cérebro e as respostas autonômicas brutas do corpo, embora relacionadas, podem nem sempre se alinhar perfeitamente.

No entanto, quando os sinais fisiológicos foram processados ​​em estimativas de excitação do usuário, a excitação modelada concordou com a avaliação do participante de que os estímulos auditivos causaram a maior excitação.

Curiosamente, o modelo foi capaz de rastrear transições nos níveis de excitação dos participantes à medida que eles passavam de estímulos de baixa para alta intensidade com uma precisão que excedeu o acaso aleatório. Quando os participantes que se sentiram mais estimulados por pistas visuais foram analisados ​​separadamente daqueles mais responsivos ao toque, as previsões do modelo revelaram as diferenças significativas nas respostas dos participantes a esses estímulos nos autorrelatos, capturando efetivamente as tendências do grupo.

Aplicações potenciais em saúde e tecnologia

As implicações deste trabalho vão além do laboratório. Em contextos clínicos, as medidas autorrelatadas continuam a ser o padrão-ouro para avaliar estados mentais como ansiedade ou stress, embora sejam inerentemente subjectivas e muitas vezes não fiáveis. Métricas objetivas derivadas da condutância da pele poderiam complementar esses relatórios, oferecendo aos médicos uma visão mais detalhada da dinâmica emocional do paciente em tempo real. Tais ferramentas poderão um dia ajudar a monitorizar a recuperação da depressão, da ansiedade ou da perturbação de stress pós-traumático, onde as alterações na excitação fisiológica reflectem frequentemente as flutuações dos sintomas.

O estudo também aponta usos potenciais em realidade virtual e interação humano-computador. Ao quantificar como os usuários reagem a elementos visuais, auditivos ou táteis, os sistemas podem se adaptar dinamicamente – aumentando a imersão, melhorando o foco ou reduzindo o estresse, dependendo do objetivo. Este feedback em circuito fechado entre corpo e máquina poderia tornar os ambientes digitais mais responsivos às emoções humanas.

Ainda assim, os autores reconhecem a complexidade de traduzir o suor e os sinais associados numa compreensão emocional precisa. Fatores como duração do estímulo, variabilidade individual e experiência anterior complicam a interpretação. A correlação entre a excitação computada e as avaliações autorrelatadas foi globalmente modesta, refletindo a natureza intricada e pessoal da experiência emocional. No entanto, a consistência do modelo na identificação de momentos de maior envolvimento sublinha a sua promessa como medida complementar dos estados internos.

Em essência, o estudo preenche uma lacuna sutil entre fisiologia e percepção. Ao fundamentar a emoção nos ritmos eléctricos do próprio corpo, convida a uma visão mais contínua e baseada em dados de como os humanos experienciam o mundo – uma visão que poderá eventualmente informar tanto os cuidados de saúde mental como a concepção de tecnologias emocionalmente inteligentes.