ウェーブレット変換による多様な作業負荷下における瞳孔径変動と心理状態との関係

摘要

We carried out two experiments to explore the relationship between emotional state and pupil diameter variability under various types of workload stress using wavelet transformation analysis. The workload required the subjects to categorize the spoken words. The difficulty of the task was adjusted by the time interval of the stimulus presentation in Experiment 1 (time-based task) and the number of categories in Experiment 2 (cognitive-based task). Pupil diameter was monitored and recorded using an infrared video camera while observers were performing the tasks. In both experiments, significant correlations between the frequency characteristic of pupil diameter variability and emotional state and between the frequency characteristics of pupil diameter variability and of heart rate variability were observed. Our results indicated the frequency characteristic of pupil diameter variability would be a potentially useful index for evaluating real-time mental stress.%本研究では多様な作業負荷下における瞳孔径変動と心理状態を計測しウエーブレット解析することにより，それらの関係を探った．聴覚刺激を用いた課題によって作業負荷量をコントロールし，その時の心理状態と瞳孔径変動の周波数特性に及ぼす影響について，課題の呈示時間間隔の異なる条件（実験1）及び課題の認知的難易度の異なる条件（実験2）において検討した．その結果，両方の課題において瞳孔径変動の周波数特性と心理状態との間，及び瞳孔径変動と心拍変動の周波数特性との間で有意な相関が見られた．これらの結果は，瞳孔径変動の周波数特性が精神的ストレス負荷などの実時間の評価指標になる可能性があること示唆している.