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Méthodes physiologiques Identification et recueil des ressentis Subjectif :  Q

Méthodes physiologiques Identification et recueil des ressentis Subjectif :  Questionnaire  Entretien  Auto-confrontation Objectif :  Gestuel (Kinect, capteurs)  FaceReading (visage)  Physiologie  Vocal (interprétation par des mots-clés à catégoriser (aspects d’analyse du contenu) ; prosodie (aspects émotionnels))  Performances Physiologie et capteurs I) Problématiques générales a) La complexité des réponses physiologiques  Les réponses physiologiques sont complexes ! o Un « événement » peut induire des réponses sur différents « organes ». o Un « organe » est influencé par différents « événements » (effets de différents neurotransmetteurs et hormones antagonistes). o Le système physiologique est dynamique et tend vers l’équilibre (homéostasie).  Résultat de deux systèmes : sympathique (active les réponses physiologiques permettant de rester en vie (fight or flight response) et parasympathique. La réponse électrodermale est un des seuls éléments qui tend vers l’équilibre. C’est une balance activation et repos. o Les réponses ne sont pas proportionnelles ni constantes (selon les heures de la journée, etc). o Différences interindividuelles (ex : 5% de personnes n’ont pas de réponse à l’EDA).  Elles ont par exemple été observées avec la réponse électrodermale.  Baseline (2 min minimum : laisser les participants au calme).  Normalisation : consiste à transformer les données pour que tous les participants soient sur la même échelle. b) Problématiques liées à la captation physiologique (capteurs) On n’y a pas accès directement.  Synchronisation de capteurs/hardware et software différents. o Capteurs physiologiques  Matériel et logiciels associés  Eye-tracking : o Lunettes SMI/Iview ETG-BeGaze o Lunettes SMI mobile/Iview ETG-BeGaze  EEG : o Emotif Epoc/Emotif Suite – BeGaze o Neurosky/logiciels Android vs Windows  ECG-RSP-EDA-PPG : o BioPac/AcqKnowledge o Shimmer/logiciels Android vs Windows vs API o Empatica/Logiciels Android vs Windows vs interface web vs API  Méthodes de synchronisation des données : o Time-stamp o Signaux de synchronisation Si on recueille les données via différents matériels, comment synchroniser les données ?  Intrusive : liquides de conductance, électrodes, …  Artefacts : ce sont tous les éléments que l’on récupère dans les signaux, mais ne sont pas des données physiologiques (ex : clignement des yeux pendant un EEG). La respiration a un effet sur la fréquence cardiaque. Certains auteurs sont capables d’inférer la fréquence respiratoire à partir de la fréquence cardiaque. II) Données physiologiques a) EyeTracking 3 dispositifs :  Baguette  Casque  Lunettes  Diamètre des pupilles : o Par exemple, le diamètre des pupilles est lié à l’activité mentale et plus spécifiquement à l’effort attentionnel (Kahneman, 1973). o Mandrick (2016), Causse (2017) montrent une corrélation entre la taille de la pupille et la charge mentale de travail. o BIAIS : l’effet délétère de la lumière sur la dynamique pupillaire en citant l’étude de Beatty et al. (2000).  Blink o Fréquence des clignements  Réduction significative de la fréquence de blink face à une augmentation de la charge de travail. o Durée des clignements  Durée de fermeture des clignements semble diminuer avec l’augmentation des exigences visuelles.  Fixations/saccades o Le temps de fixation  Augmente au fur et à mesure que la charge mentale de travail augmente. o L’étendue saccadique  Diminue avec l’augmentation de la CMT o BIAIS : tâche d’inspection visuelle.  Eye-tracking en VR pour : o Rendu fovéal o Interface de contrôle o Marketing (heat maps)  Solutions commerciales pour la RV o Tobii commercialise sa propre intégration dans un HTC vive (10 000€). o Pupil Lab commercialise sa propre intégration dans un HTC vive (1 500€). o FOVE a développé une solution complète, casque et eye tracker, mais la qualité tant au niveau réalité virtuelle que du capteur eye tracking n’est pas à la hauteur des attentes (600€). Précautions :  Avoir une vue normale ou corrigée à la normale par le port de lentilles de contact. Le port de lunettes de vue peut rendre l’utilisation du casque RV inconfortable et interfère sur la détection du regard avec des dispositifs d’eye-tracking. b) Cardiaque  2 principales méthodes de mesure : o ECG  Mesure l’impulse électrique cardiaque  Dépolarisation du node sino-atrial (atrium droit). Le signal électrique à travers les fibres du purkinje (voir diapo)  Précise et informatif (détection de pathologie)  Mais intrusif et en général plus cher. o PPG (photo pléthysmographie)  De diodes électroluminescentes (DEL) et de photodétecteurs infrarouges.  Les artères contiennent plus de volume sanguin au cours de la phase systolique du cycle cardiaque que pendant la phase diastolique.  Les capteurs PPG détectent optiquement les changements du volume du flux sanguin.  La mesure du signal de PPG par transmission (l’oreille, le doigt) est plus pertinente que la mesure par réflexion.  La mesure au niveau du doigt, et du lobe de l’oreille est plus sensible aux facteurs externes comme la température.  La mesure au niveau du doigt est sensible aux artefacts de mouvement. o La modulation de l’activité cardiaque via le système parasympathique (l’acéthylcholine), est très rapide, le pic d’activité est atteint en 0,6 seconde et le retour à l’état de repos se fait en 1 sec. o La modulation de l’activité cardiaque par le système (voir diapo)  La fréquence cardiaque (FC) est l’une des mesures physiologiques les plus couramment utilisées. o Corrélation entre le rythme cardiaque et la difficulté de la tâche.  La VRC représente la variation de la durée de l’intervalle de temps séparant 2 battements consécutifs du cœur. o Plus la charge mentale est importante et plus la variabilité de la fréquence cardiaque est faible.  Capteurs cardiaques o Empatica Précautions :  Ne pas avoir bu de café, thé ou alcool, ni avoir fumé pendant au moins 2h avant l’expérience.  Ne pas prendre de médicaments à visée cardiovasculaire (ex : anti-arythmiques, cardiotropes bradycardisants, …). c) Activité électrodermale  L’activité électrodermale (EDA) est le changement autonome dans les propriétés électriques de la peau.  La seule variable psychophysiologique autonome qui n’est pas contaminée par l’activité parasympathique.  La valeur typique de conductance cutanée est comprise entre 2 picosimens et 20 picosimens, bien qu’il existe des variations inter/intra-individuelles. Au repos, le niveau de conductance diminue progressivement et spontanément.  La conductance cutanée, peut être quantifiée en appliquant un potentiel électrique entre deux points de contact cutané et en mesurant le flux courant qui en résulte entre eux. Positions des capteurs pour la détection de l’EDA :  Paume de la main, poignet, dos de la main, doigts, cou, épaules, …  L’activité électrodermale (EDA) est divisée en deux composantes : une tonique et une phasique : o Tonique ou SCL (Skin Conductance Level) : le niveau du signal tonique correspond au niveau moyen du signal de conductance électrodermale, dépourvue de réponses phasiques. o Phasique représente des pics que peuvent être :  SCR (Skin Conductance Response) : les pics représentent des réactions électrodermales spécifiques est due à une activation, provoquée par l’exposition du sujet à un stimulus.  NS-SCRs : réactions spontanées qui se produisent régulièrement une à trois fois par minute. Indicateurs :  SCR-Ampl (skin conductance repsonse amplitude, en français RED-ampl) : désigne l’amplitude de la variation de la conduction électrodermale entre la valeur avant l’activation et le maximum atteint.  SCR-Lat (skin conductance response latence, en français RED-lat) : désigne le temps entre la présence du stimulus et la réaction du système, autrement appelé pic.  SCR Rise-T (skinn conductance response rise time, en français RED-Tm) : désigne le temps de montée de la réponse électrodermale, pris après le temps de latence et jusqu’à l’atteinte du haut du pic.  SCR rec ½ (skin conductance response half time value of recovery time) : désigne le délai temporel entre le pic et le moment où le signal est redescendu à 50% du niveau de l’amplitude mesurée.  L’activité électrodermale (EDA) est souvent utilisée comme indicateur de : o Emotions o Stress Précautions :  Placer les électrodes sur la main non dominante.  Une minorité de participants sont « non-responders ».  Très sensible aux artefacts (mouvement, température). c) Activité cérébrale  Stimulation trans-crânienne  EEG o Potentiels évoqués o Activation localize/synchronisation o Analyse spectacle (alpha/beta/gamma/delta)  fNIRS o Augmentation de la charge de travail mentale, le flow sanguin du cortex préfrontal augmente. o Des diodes émettent un rayon de lumière quasi infrarouge. o La forme du signal au niveau du récepteur dépend des caractéristiques sanguines. o Le fNIRS permet de caractériser les variations de l’hémodynamisme (voir diapo) d) Activité respiratoire  Etroitement liée à l’activité cardiaque. o Le taux de respiration o Le temps d’inspiration o Le temps d’expiration o Le volume respiratoire  Le taux de respiration augmente avec o L’augmentation de la charge de mémoire o L’augmentation des demandes temporelles o L’augmentation du stress  Biais (ceinture respiratoire Biopac M150) o Intrusive o Dispositifs très sensibles aux artefacts de mouvement Ils ont utilisé le filtrage ou pas ? uploads/Philosophie/cours-mr-nico-pallamin.pdf