Elicitation of Anxiety Without Time Pressure and Its Detection Using Physiological Signals and Artificial Intelligence: A Proof of Concept

(Elicitación de la ansiedad sin presión del tiempo y Su detección mediante señales fisiológicas y Inteligencia artificial: una prueba de concepto)

Autores

Antonio Di Tecco, Beatrice Lazzerini y Francesco Pistolesi

Año

2024

Revista

IEEE Xplore

El estudio "Elicitation of Anxiety Without Time Pressure and Its Detection Using Physiological Signals and Artificial Intelligence: A Proof of Concept" explora una novedosa aproximación para inducir y detectar ansiedad sin recurrir a tareas bajo presión de tiempo. La investigación se centra en el uso de señales fisiológicas para identificar estados emocionales, empleando herramientas no invasivas que se integran fácilmente en dispositivos portátiles. 

1. Señales Fisiológicas Utilizadas 

• Respuesta galvánica de la piel (GSR): La GSR mide la conductancia eléctrica de la piel en microSiemens (μS), que aumenta con la secreción de sudor, un reflejo directo de la activación del sistema nervioso autónomo. El estudio distingue dos componentes en la señal:

1. Componente fásico: Respuestas rápidas a estímulos emocionales. 
2. Componente tónico: Nivel basal de conductancia. 

• Fotopletismografía (PPG) y Frecuencia Cardíaca (HR): El PPG, medido en milivoltios (mV), se utiliza para estimar la oxigenación de la sangre y derivar la frecuencia cardíaca mediante algoritmos internos. Esta medición permite captar cambios en el pulso asociados a respuestas emocionales.

2. Equipamiento y Protocolo Experimental

• Dispositivo de Registro: Se utilizó el sensor portátil Shimmer3 GSR+, que integra tanto GSR como PPG, con un muestreo a 128 Hz. Este dispositivo se colocó en la muñeca del participante, facilitando la monitorización continua durante el experimento. 
• Fases del Protocolo: El estudio se dividió en tres fases: 

1. Fase de Preparación: El participante se sienta en reposo, mientras se configuran y calibran las señales (línea base). 
2. Fase Emocional: Se expone al participante a un tráiler de una película de horror especialmente editado para generar ansiedad de forma continua, sin la presión de tiempo. 
3. Fase de Etiquetado: Tras la exposición, el participante reporta la emoción predominante, lo que permite correlacionar las señales fisiológicas con el estado emocional experimentado. 

3. Relevancia de los Registros Fisiológicos 

Estos registros permiten detectar cambios sutiles en la respuesta del sistema nervioso ante estímulos emocionales. En el estudio, se demostró que la combinación de la GSR y el PPG  (y la derivación de la frecuencia cardíaca a partir de este último) es capaz de distinguir con alta precisión entre estados de ansiedad, relajación y otras emociones. La capacidad de obtener estas señales de forma no invasiva y en tiempo real abre nuevas posibilidades en áreas como: 

1. Intervenciones en Marketing y Medios: Analizar las respuestas emocionales de la audiencia para adaptar contenidos que capturen mejor su atención. 
2. Aplicaciones Terapéuticas: Desarrollar terapias de exposición personalizadas que permitan a las personas enfrentar gradualmente sus desencadenantes de ansiedad.

 4. Conclusión: El uso de sensores portátiles para registrar GSR y PPG ofrece una ventana objetiva a la actividad emocional. Este enfoque, que evita la presión temporal como factor de estrés, permite explorar de manera controlada cómo se manifiesta la ansiedad en el cuerpo. Así, la integración de la inteligencia artificial con estos registros fisiológicos promete avances significativos en la detección y el manejo de la ansiedad, beneficiando tanto a la investigación en psicología como a aplicaciones prácticas en diversos campos.

Referencias: 

Di Tecco, A., Pistolesi, F., & Lazzerini, B. (2024). Elicitation of anxiety without time pressure and its detection using physiological signals and artificial intelligence: A proof of concept. IEEE Access, 12, 22376–22391. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2024.3362668