ストレス反応と心理音響

生理学的な測定を伴う研究はかなりの労力を要します。リスナーが音を聴いてどのように感じるかを表わす一連の心理音響が既に存在する現在でもそれは変わりません。 これらのパラメターはノイズ効果を定性的に表現するのに貴重な貢献をします。 例えば、DIN ISO 12913 サウンドスケープ標準規格 [6] は望まない音を静音化するだけでは十分でないという課題を提起しています。その代わりに、私たちは全体としての音響条件をより分かり易く、より効果的に評価する為に心理音響の研究成果を採用しました。例として、被験者をサーベイすることにより、音のシャープネスとそれを不快に感じる度合いとのあいだの相関関係を明らかにしました。

私たちの研究では、特定の音に帯する生理学的な反応ではなく、それらの関係を突き止める為音の心理音響的属性に対する生理学的な反応を調査しています。導出された結果は毎回精巧な生理学的測定を行う必要なく、心理音響により音のストレス効果の一部を予測することを可能にします。

シャープネスとストレス反応あいだの関係

先ず私たちは音のシャープネス、即ちトータルラウドネス中の高域成分とストレス反応のあいだの関係を調査しました。 シャープネスが高いと不快度も高くなる傾向がある為、シャープネスが上がるとより強いストレス反応を引き起こすと予測されます。従って、刺激信号として複数の異なるシャープネスを採用しました。その他の全てのノイズパラメターは一定にしました。 実験プロシージャーに認知テストも含めることにより、結果の信頼性を損なわせるような長時間の非活動時間の発生を防ぎました。このテストの中ではすべての被験者が同じ条件でコントロールされた認知活動を行いました。この認知活動は典型的な活動環境をよりリアルに表わします。そのような認知テストは認知性能へのノイズの影響調査も可能性にします。

私たちはストレス反応評価の為被験者の皮膚コンダクタンスを記録し分析しました。呼吸の観察とアルゴリズムにより、分析前にアーティファクトを是正することで信号の質を向上させます。

データ解析の結果、予想通りより鋭い音に対してより強いストレス反応が現れた。シャープネスがより低いノイズへの反応と比較し相当高いストレス反応であり、交感神経系をより強く刺激した結果でした。従って、シャープネスが高いほど、健康への悪影響を引き起こすリスクも高くなると推測できます。

認知性能評価の結果は異なっていました。事前の推測とは逆に被験者はシャープネスが高いノイズに対して相当いい結果を出しました。能力資源アプローチ [7]によると、ストレスは集中力資源を枯渇させ、脳をタスクと無関係の処理に使えなくします。人間の身体は闘争・逃走反応に陥り、脳内資源をストレス原因の評価・制御に向かわせます。しかしながら、この実験に関連して、ノイズのシャープネスの高さに起因して増大したストレス反応は算術計算処理への集中力を高まる可能性があります。こうして、認知性能に関連して、私たちは肯定的なストレス（快ストレス）にも言及することができます。しかしながら、交感神経系は長期的にはより強い健康リスクを引き起こすリスクがあります。

将来の研究

皮膚コンダクタンスに加えて、私たちは  HEAD acousticsで基礎研究の一環で心拍変動と脳の活動について調査しています。 これらの研究で将来的には音に帯する生理学的な反応をさらに全般的に評価することが可能になります。ノイズ調査の為の開発を実験的に行うことを通じて、私たちは追加的な心理音響パラメターとストレス反応のあいだの関係を調査しています。 

アーティファクトの回避と除去において改善を重ることで、よりアクティブなシナリオ、例としてクルマを走行中のドライバーの反応等で生理学的反応の最初の分析が既に可能になっています。こうした方法で、特定の走行条件に生理学的な反応を紐づけたり複数の異なるクルマを比較したりすることが可能となっています。