生理反馈对音乐情绪反应的影响
王嘉玲 王佳丽 王华容 潘发达
摘 要 采用主观情绪自评和生理指标考察不同生理反馈在音乐情绪诱发中的作用。结果发现：（1）真实反馈实验中，有生理反馈时主观情绪感受、呼吸和心率高于无生理反馈条件。（2）虚拟反馈实验中，有生理反馈时主观情绪感受和心率高于无生理反馈条件;在积极音乐上，反馈条件下诱发的积极情绪效应更大。以上两个实验均表明生理反馈能增强积极音乐情绪的诱发效应，积极音乐诱发更强烈的情绪体验。
关键词 生理反馈;积极音乐情绪;虚拟反馈
分类号 B842.6
DOI：
10.16842/j.cnki.issn2095-5588.2021.08.004
1 引言
情绪由多种成分构成，其中身体的变化对个体认知、情感和行为有重要影响（陈璐， 吴继霞， 万旻， 2021; 丁峻， 张静， 陈巍， 2009; Niedenthal， 2007）。前人就身体变化对情绪的影响已经做了许多研究，如经典面部表情反馈实验（Strack， Martin， & Stepper， 1988），被操纵的面部表情会影响自我报告的情绪体验，原因是脸部运动反馈到大脑后，生理反馈系统被激活，对情绪的感知能力增强（Cheshin， Rafaeli， & Bos， 2011）。开放姿势下被试报告更多积极情绪， 封闭姿势下消极情绪报告更多（Zabetipour， Pishghadam， & Ghonsooly， 2015）。这些研究都证明了情绪的具身性，即情绪的变化是以身体反应为先的（Niedenthal， Winkielman， Mondillon， & Vermeulen， 2009; Stepper & Strack， 1993）。生理反应作为身体的一部分（Ekman， 1999），其变化是否和面部肌肉及身体动作一样会影响情绪反应的产生和变化，还没有直接的研究证明。因此，本研究试图通过操纵生理反馈重点观察其在音乐情绪反应中的作用。
结合具身的相关理论，我们预测生理反馈对音乐条件下诱发的情绪有类似作用。前人关于音乐情绪的研究主要集中在音乐诱发的生理变化上（白学军， 马谐， 陶云， 2016; Koelsch， 2015），例如，活跃类音乐使个体呼吸率、指温、心率上升，而镇定类音乐使呼吸和心率下降（李四化， 2007; Mori & Iwanage， 2013）。然而关于生理反馈如何影响音乐情绪的深层研究还比较少。故本研究选用不同类型的音乐作为诱发材料，不仅是为了诱发相应的情绪和观察不同音乐对个体生理指标的影响，更想知道将音乐诱发的生理变化反馈给被试是否同样会影响主观情绪体验和生理反应。
美国著名心理学家Willian James指出，情绪是由外界刺激引起的生理反应产生的（James， 1884）。已有证据表明，外周反馈可以影响情绪感受的强度和效价。例如擅长检测自己心率的人比不擅长的人报告有更强烈的情绪体验，不同的呼吸状态会产生〖JP3〗不同情感（Philippot， Chapelle， & Blairy 2002; Wiens， Mezzacappa， & Katkin， 2000）。从情境认知理论角度解释，身体和心理体验间会形成反馈環路，姿势动作会强化心理状态，因此情绪体验更强烈（Veenstra， Schneider， & Koole， 2017）。
研究生理反应有助于更好地理解其在音乐情绪中发挥的具体作用（Hess， Kappas， McHugo， Lanzetta， & Kleck， 1992），本文研究的重点正是生理反馈是否增强被试的情感体验。前人在生理唤醒对音乐情绪的影响实验中发现，与对照组相比，运动组对积极情绪音乐体验到的积极情绪更强烈（Dibben & Nicola， 2004），可见个体会利用身体状态作为情绪信息进而影响情绪强度（Chandler & Schwarz， 2009; Schubert， 2004）。如果将生理反应直接反馈给个体即生理反馈，是否也会影响情绪的加工和发展？我们猜测将音乐诱发的情绪反应经由感觉通道反馈给个体，会增强个体对音乐的情绪体验。虚拟反馈实验在真实反馈实验的基础上，优化实验条件，目的是使被试更好地感受生理反馈。两个实验都操纵生理反馈和音乐类型，将音乐情绪诱发的心跳反应经由感觉通道反馈给个体，具体操作为让被试手抚心脏接触心跳，在听音乐的同时用手感受心脏的跳动，观察反馈条件下个体的主观情绪及各项生理指标的变化，证实情绪具身性，同时考察生理反馈对音乐情绪诱发效应的具体影响。
2 实验1：真实反馈对积极音乐情绪的影响
2.1 方法
2.1.1 被试
24名在校大学生（未参与材料评定）参与了这项实验，其中男女生各12名，年龄在20～24岁之间（M=21.63，SD=1.35）。被试均未接受音乐训练，右利手，无任何脑部疾病及听力损伤。实验前被试均填写知情同意书，结束后获得小礼品。
2.1.2 实验材料和仪器
音乐材料：积极音乐选择维瓦尔第《和谐的灵感1号》（第三乐章）、维瓦尔第《和谐的灵感12号》（第三乐章）。采用Adobe Audition CS6软件把速度调节成142拍/分钟（BPM）。中性音乐选择莫扎特《D大调第二小提琴协奏曲》（第二乐章）、维瓦尔第《f小调-四季-冬》（第二乐章），音乐速度调成72拍/分钟（BPM）。由30名未参与实验的大学生对材料进行评定（M=22.33，SD=1.27）。配对样本t检验发现，积极情绪音乐（M=7.03，SD=1.56）的愉悦度显著高于中性情绪音乐（M=4.37，SD=1.55）， t（59）=9.36，p<0.001， d=1.71。积极情绪音乐（M=6.67，SD=1.65）的唤醒度显著高于中性情绪音乐（M=4.67，SD=1.72），t（59）=-8.02，p<0.001， d=1.19。但是积极情绪音乐（M=3.47，SD=1.86）和中性情绪音乐（M=3.35，SD=1.92）的熟悉度不存在差异，t（59）=-0.59，p=0.56 。每首音乐时长3分钟。
采用荷兰MIND公司的SPIRIT-10C十通道生物反馈系统。
2.1.3 实验设计与程序
实验采用2（生理反馈：有生理反馈、无生理反馈）× 2（音乐类型：积极、中性）被试内设计。自变量为生理反馈和音乐类型，具体操纵为：有生理反馈时将右手放在心脏部位接触心跳;无生理反馈时右手掌与心脏部位间以防震海绵隔开，屏蔽心跳反馈。因变量为主观情绪自评和生理指标。情绪量表改编自Gable和Harmon-Jones实验中的自评情绪词，包括愤怒、焦虑、愉快、悲伤、恐惧。在每一段音乐结束后，让被试对当前音乐带给自己的这几种情绪体验强度打分，采用9级评定法（0毫无感觉，8十分强烈）。生理指标选取皮电、皮温、心率和呼吸，通过生物反馈仪测量后取均值。
被试进入实验室先填写个人信息表，调整坐姿观看电脑屏幕上的指导语，主试帮助被试连接SPIRIT-10C十通道生物反馈系统（荷兰MIND公司）的传感器，并佩戴耳机。正式实验时，被试在有生理反馈（右手掌放在心脏部位接触心跳）和无生理反馈条件（右手掌放在心脏部位，但右手掌与心脏部位之間放有防震海绵以屏蔽心跳反馈）下分别聆听随机播放的4首音乐。在听完每首音乐后，被试睁眼放下右手，需要在2分钟内完成主观情绪自评量表，在9点等级评定（0毫无感觉，8十分强烈）上评定音乐使自己体验到的愤怒、焦虑、愉快、悲伤和恐惧的强度。完成情绪评定量表之后，被试完成10道简单数学题，然后休息1分钟，听下一段音乐。生理反馈的两种条件在被试间进行平衡。整个过程大约持续40分钟，生物反馈仪一直记录被试的皮电、皮温、心率和呼吸次数等生理反应。
2.1.4 数据采集与分析
实验以生理反馈（有生理反馈、无生理反馈）和音乐类型（积极音乐、中性音乐）为被试内变量进行重复测量方差分析。对于生理反应指标，计算每段音乐中间1分钟内被试的心率、皮温、呼吸和皮电的平均数，剔除超过±3SD的数值之后进行统计分析。
2.2 结果
生理反馈在不同的音乐情绪类型上，被试的主观自评值和生理反应值如表1所示。
2.2.1 主观情绪自评数值
在愉悦情绪上，生理反馈的主效应显著，F（1，23）=9.10，p=0.006，η2p=0.28。音乐类型的主效应极其显著，F（1，23）=47.03，p<0.001，η2p=0.67。在悲伤情绪上，音乐类型的主效应极其显著，F（1，23）=35.66，p<0.001，η2p=0.60。其余主效应和交互效应不显著。
2.2.2 生理指标
皮电指标上生理反馈的主效应显著，F（1，23）=6.18，p=0.021，η2p=0.21，有生理反馈时，被试的皮电值较高。皮温指标上，生理反馈和音乐类型的主效应及二者交互效应均不显著。心率指标上，生理反馈的主效应显著，F（1，23）=10.94，p=0.003，η2p=0.32，有生理反馈时，心率值较高。音乐类型的主效应显著，F（1，23）=8.17，p=0.009，η2p=0.26，听积极音乐时，被试的心率普遍显著高于中性音乐，二者交互作用不显著。呼吸指标上，音乐类型的主效应显著，F（1，23）=8.92，p=0.007，听积极音乐时，被试的呼吸值总是高于听中性音乐的情况。其余主效应和交互效应不显著。
2.3 讨论
实验一考察真实反馈（心跳反馈）在音乐诱发情绪中的作用。从主观情绪自评指标看，被试在有生理反馈和积极音乐条件下的愉悦度评分更高，积极音乐成功诱发了被试愉悦情绪，同时生理反馈使得这种情绪体验增强，结果符合预期。中性音乐的悲伤度评分虽高于积极音乐，但评分在1左右，可能是音乐材料在编辑过程中控制了速度，以往研究表明速度快的音乐和愉悦情绪相关，速度慢的音乐和悲伤情绪相关（蔡岳建， 潘孝富， 庄钟春晓， 2007）。从生理指标看，皮电和心率的主效应显著，生理反馈使被试产生更大的皮电和心率值，一定程度上提升了情绪的唤醒水平（Levenson， 2014），使被试对音乐情绪的感知增强。在呼吸和皮温指标上，生理反馈的主效应虽未达显著，但积极音乐确实诱发了更高的皮温值，这和前人研究结果一致（刘贤敏， 2006; Krumhansl， 1999）。
综上，生理反应作为情绪的重要构成，在情绪诱发中有一定作用，实验一中具体表现为有生理反馈条件下主观情绪体验更积极、强烈，部分生理指标出现了和主观情绪一致的变化，但也有些指标没有体现。实验后通过访问被试了解到，实验过程中手抚心脏时感受到的心跳比较微弱，猜测可能会对实验结果产生影响，故对实验进行了优化，展开虚拟反馈实验。
3 实验2：虚拟反馈对积极音乐情绪的影响
3.1 方法
3.1.1 被试
24名在校大学生（未参与材料评定）参与了这项实验，其中男女生各12名（未参加过实验一），年龄在20～24岁之间（M=20.83，SD=1.25）。被试均未接受音乐训练，右利手，无任何脑部疾病及听力损伤。实验前被试均填写知情同意书，结束后获得小礼品。
3.1.2 实验材料和仪器
采用Adobe Audition CS6软件在音乐片段中加入心跳音频，实现虚拟反馈情境条件，其余材料和仪器同实验一。
3.1.3 实验设计与程序
同实验一。
3.1.4 数据采集与分析
同实验一。
3.2 结果
虚拟反馈在不同的音乐情绪类型上，被试的主观自评值和生理反应值如表2所示。
3.2.1 主观情绪自评数值
在愉悦情绪上，音乐类型的主效应极其显著，F（1，23）=28.40，p<0.001，η2p=0.55，听积极音乐时，愉悦度评分较高。生理反馈和音乐类型之间的交互作用显著，F（1，23）=4.61，p=0.043。简单效应分析发现，积极音乐在有生理反馈和无生理反馈之间存在显著差异，F（1，23）=9.61，p<0.01，η2p=0.30，其中无生理反馈的愉悦度评分显著低于有生理反馈的情况，说明生理反馈增加被试听积极音乐时的愉悦感。在听中性音乐时，有生理反馈和无生理反馈之间的差异不显著，F（1，23）=0.32，p > 0.05。在悲伤情绪上，音乐类型的主效应极其显著，F（1，23）=30.34，p<0.001，η2p=0.57，听中性音乐时，被试感受到悲伤的程度高于听积极音乐。在焦虑情绪上，生理反馈的主效应显著，F（1，23）=7.59，p=0.011，η2p=0.25，有生理反馈时，被试的焦虑体验强度高于无生理反馈的情况。其余主效应和交互效应均不显著。
3.2.2 生理指标
皮电指标上，音乐类型的主效应极其显著，F（1，23）=20.46，p<0.001，听积极音乐时，被试的皮电值总是高于听中性音乐的情况。其余主效应和交互效应不显著。皮温指标上，主效应和交互效应都不显著。心率指标上，生理反馈的主效应极其显著，F（1，23）=16.75，p<0.001，η2p=0.42，有生理反馈时，被试的心率值高。其余主效应和交互效应不显著。呼吸指标上，音乐类型的主效应显著，F（1，23）=7.44，p=0.012，η2p=0.24，听积极音乐时，被试的呼吸值总是高于听中性音乐的情况，其余主效应和交互效应不显著。
3.3 讨论
实验二在实验一基础上改良心跳反馈情境，进一步考察生理反馈（心跳反馈）在音乐诱发情绪过程中的作用，得到的结果和实验一部分一致。值得一提的是，在愉悦情绪上，生理反馈和音乐类型交互效应显著，详细分析表明，在積极音乐水平上，有无生理反馈之间的差异显著，有生理反馈时被试的愉悦程度要高于无生理反馈的情况;在中性音乐水平上，这种差异不存在，说明在虚拟反馈情境下，被试能真切地感受到心跳的反馈，增强了对积极音乐的情绪体验，再次验证生理反馈诱发被试更大的情绪反应值。这和Dibben（2004）研究中发现的，运动组被试对于积极音乐体验到的积极情绪更强烈的结果一致。被试在虚拟反馈中能更直观地通过听觉通道感受自己的心跳，并且相信这是自己的心跳，因此诱发的情绪更强烈。两个实验中生理反馈在心率指标上的主效应均显著，且虚拟反馈中的心率值高于真实反馈，说明虚拟反馈效果更好。王智等人的研究发现，在给予被试听觉反馈时，他们的皮电会有明显的变化（王智， 董蕊， 张伟， 2010），皮电的变化和情绪的唤醒有关，说明被试在虚拟反馈情境下主观唤醒度更高。
在焦虑度打分上，有生理反馈时被试的焦虑程度高于无生理反馈的情况，但评分都在1左右，说明被试感觉到的焦虑情绪不是很强烈。实验后访问被试了解到，心跳的声音可能会让他们有一点紧张，因此产生焦虑情绪。心率指标上，虚拟反馈实验中只发现不同生理反馈在心率值上存在差异，这和实验一结果不一致。实验后通过访问了解到，部分被试在生理反馈条件下，注意力会分散到心跳上，对音乐的感受有所降低。
实验二通过反馈条件上的改良优化，使被试更清楚自己的身体状态，在积极音乐上体验到更强烈的愉悦情绪，在实验一中没有体现。进一步说明生理反馈的出现增强被试的情感体验，尤其是积极情绪。
4 总讨论
本研究通过两个独立实验，让被试听音乐的同时记录生理指标和主观情绪评价值，旨在探讨生理反馈是否会影响音乐情绪反应。结果发现有生理反馈条件下的主观情绪评价和生理指标一般显著高于无生理反馈，从主观自评情绪看，有生理反馈时，被试情绪体验更强烈。说明实验中对生理反馈的操纵是有效的，同时验证了生理反应作为情绪的一部分会影响情绪的加工和发展（Ekman， 1999; Stepper & Strack， 1993）。
根据情绪感染理论，情绪在传递和接收之间存在一种同步，个体觉察情绪的同时产生无意识模仿，此时生理反馈使个体的情绪体验和诱发的情绪一致 （张奇勇， 卢家楣， 闫志英， 陈成辉， 2016; Falkenberg， Bartels， & Wild， 2008），表现在积极音乐上诱发了更强烈的情绪反应。被试听积极音乐时情绪体验更积极（张丽， 潘发达， 2017）也说明实验选取的不同情绪类型音乐成功诱发了被试相应的情绪，从情景认知理论的角度看，生理反馈强化了被试的情绪状态，促进对音乐情绪的感知，加强情绪体验（李四化， 李京诚， 2007; Koelsch， 2015; Veenstra， Schneider， & Koole， 2017），具体表现在主观情绪评分和生理指标的上升。
研究结果表明实验中对生理反馈的操纵是有效的，生理反馈能够增强音乐情绪体验，尤其是对积极音乐情绪，它和面部表情、姿势和动作一样会影响情绪的发生发展（Rotella & Richeson），生理反馈对情绪的影响符合情绪的具身观（丁峻， 张静， 陈巍， 2009; Niedenthal， 2007）， 即情绪加工和身体有关， 情绪加工会和心理感受重合（张静， 陈巍， 2010）， 个体在情绪体验上的变化会受到身体状态的影响（Hess， Kappas， McHugo， Lanzetta， & Kleck， 1992）， 本研究的结果也验证了这一点。
音乐情绪的反应会受到生理反馈的影响。听众在环境中寻找线索，即在特定音乐条件下应该感受到的情感（Juslin & Vstfjll， 2008），本研究中的生理反馈就是这种“线索”的来源。生理反馈和音乐情绪反应间存在积极的联系，被试把感受到的生理反应理解为音乐情绪体验的增强，无意识中加强对音乐情绪的感受。不同身体状态和特定情绪反应相关联 （Koole & Veenstra， 2015），这对情绪调节有重要意义，启发个体通过改变身体状态去调节和控制情绪体验（Gross， 2015），在未来研究中可以探索特定生理反馈对个体情绪的积极影响，深入探讨背后深层的机制。
5 结论
生理反馈促进音乐情绪的诱发，加强听者对音乐情绪体验的强度，尤其是积极音乐。其次，不同音乐类型诱发的主观情绪体验和生理反应不同，积极音乐情绪的诱发效应更大。
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The Effect of Physiological Feedback on Music Emotion Response
WANG Jialing; WANG Jiali; WANG Huarong; PAN Fada
（Institute of Special Environmental Medicine， Department of Applied Psychology， Nantong University， Nantong 226019， China）
Abstract
The goal of the current study was to explore the effects of different physiological feedback on music emotion by subjective emotion self-assessment and physiological indexes. Results showed：
（1） In the real feedback experiments， the subjective emotion， respiration and heart rate with physiological feedback were higher than those without physiological feedback （2） In the simulation feedback experiment， the subjective emotion and heart rate with physiological feedback were higher than those without physiological feedback; in the positive music， the positive emotion effect induced by feedback is greater. The above two experiments showed that physiological feedback could enhance the inducing effect of positive music emotion; Positive music induced stronger emotional experience.
Key words： physiological feedback; positive music emotions; simulation feedback