KASVONILMEEN JA KATSESUUNNAN VAIKUTUS SEITSEMÄN KUUKAUDEN IKÄISTEN LASTEN TARKKAAVAISUUTEEN

KASVONILMEEN JA KATSESUUNNAN VAIKUTUS SEITSEMÄN KUUKAUDEN IKÄISTEN LASTEN TARKKAAVAISUUTEEN Jaana Liikanen Pro gradu -tutkielma Psykologian laitos Tampereen yliopisto Elokuu 2010

TAMPEREEN YLIOPISTO Psykologian laitos LIIKANEN, JAANA: Kasvonilmeen ja katsesuunnan vaikutus seitsemän kuukauden ikäisten lasten tarkkaavaisuuteen Pro gradu -tutkielma, 35 s. Ohjaaja: Jukka Leppänen Psykologia Elokuu 2010 Lapsella on varhain taipumus kiinnittää huomiota aikuisen kasvoihin. Kyvyt erottaa kasvoilta katseen suunta ja eri ilmeitä kehittyvät puolen vuoden ikään mennessä. Samalla lapsi orientoituu eli suuntaa oman tarkkaavaisuutensa toisen ihmisen tarkkaavaisuuden suuntaa ilmaisevien vihjeiden, kuten katsesuunnan, mukaisesti. Toistaiseksi ei kuitenkaan tiedetä, havaitseeko lapsi tässä iässä katsesuunnan ja kasvonilmeiden yhdistelmät sosiaalisina vihjeinä, jotka tarjoavat informaatiota esim. ympäristön uhkaavista tai turvallisista kohteista. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää kasvoilla ilmaistun tunnetilan vaikutusta katsesuuntavihjeeseen orientoitumiseen seitsemän kuukauden iässä. Tutkimuksessa tarkasteltiin orientoituvatko lapset todennäköisemmin tai nopeammin katsesuuntavihjeisiin, jos niihin liittyy pelästynyt ilme verrattuna tilanteeseen, jossa kasvojen ilme on neutraali. Aikaisemmat aikuisilla tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet katsesuuntaan orientoitumisen tehostuvan pelkoa ilmaisevien kasvonilmeiden yhteydessä mahdollisesti siksi, että pelästynyt ilme on ympäristön vaaroista kertova vihje. Tutkimuksessa seitsemän kuukauden ikäiset lapset katselivat ruudulta kasvokuvia, joilla oli pelokas tai neutraali ilme. Kasvot katsoivat ensin lapseen, jonka jälkeen katsesuunta vaihtui vasemmalle tai oikealle. Ruudulle esitettiin kohdeärsyke samalle tai vastakkaiselle puolelle katsesuuntaan nähden. Lapsen silmänliikkeet kasvosta kohdeärsykkeeseen sekä sydämen syketaajuuden vaihtelu rekisteröitiin tehtävän aikana. Aineisto analysoitiin laskemalla reaktioajaksi kohdeärsykkeen esittämisestä katseen siirtämiseen kulunut aika, silmänliikkeiden todennäköisyys sekä syketaajuuden muutos suhteessa ärsykettä edeltävään aikaan. Tulokset osoittavat lapsen orientoitumisen toisen katsesuuntavihjeeseen riippuvan kasvojen ilmeestä. Tutkimuksen lapset orientoituivat aikuisen katsesuuntaan, sillä lasten reaktioajat nopeutuivat kasvokuvan katsesuunnan osoittaessa kohdeärsykkeeseen. Katsesuunnan vaikutus reaktioaikaeroon oli suurempi pelokkaan ilmeen kuin neutraalin ilmeen yhteydessä, mikä osoittaa pelästyneen ilmeen tehostavan orientaatioreaktiota katsesuuntavihjeeseen. Suurempi katsesuunnan vaikutus pelokkaan ilmeen koetilanteessa näkyi myös katseen siirtojen todennäköisyydessä kasvosta kohdeärsykkeeseen. Neutraaliin kasvonilmeeseen verrattuna pelokkaat kasvot vähensivät erityisesti todennäköisyyttä irrottaa katse kasvosta, kun katsesuunta oli kohdeärsykkeestä poispäin. Syketaajuus laski kaikkien kasvokuvien kohdalla, mikä voidaan tulkita tarkkaavaisuuden kiinnittymiseksi kasvoihin, mutta syketaajuuden muutos ei eronnut eri ilmeiden välillä. Tutkimuksen tulokset tukevat hypoteesia, jonka mukaan lapsi alkaa jo varhain yhdistää kasvonilmeen ja katsesuunnan informaatiota toisiinsa, mikä näkyy katsesuuntaan orientoitumisessa erityisesti pelokkaiden kasvojen yhteydessä. Tutkimuksessa käytetyillä menetelmillä ja sen tuloksilla voi olla merkitystä kehitettäessä menetelmiä mm. yksilöllisten erojen ja poikkeavan käyttäytymisen, kuten autismiriskin, havaitsemiseen kehityksen varhaisvaiheessa sekä yhteyksien osoittamiseen myöhempään sosiaaliseen kehitykseen liittyen. Asiasanat: 7 kk, tarkkaavaisuus, katsesuunta, kasvonilme, pelko, orientaatio

SISÄLLYSLUETTELO 1 JOHDANTO... 1 1.1 Orientoituminen katsesuuntaan kehityksen varhaisvaiheissa...2 1.2 Katsesuuntaan orientoitumisen kontekstisidonnaisuus...5 1.3 Katsesuuntaan orientoitumisen riippuvuus kasvonilmeistä...5 1.4 Kasvonilmeiden ja katsesuunnan havaitsemisen hermostollinen perusta...8 1.5 Tämän tutkimuksen tavoitteet ja hypoteesit...9 2 TUTKIMUSMENETELMÄT... 11 2.1 Koehenkilöt...11 2.2 Ärsykkeet ja kokeen kulku...11 2.3 Aineiston analysointi...14 2.3.1 Muuttujat...14 2.3.2 Videoaineiston analyysi...14 2.3.3 Sykeaineiston analyysi...16 3 TULOKSET... 16 3.1 Ilmeen ja katsesuunnan vaikutus reaktioaikoihin...16 3.2 Silmänliikkeiden frekvenssit...18 3.3 Syketaajuuden vaihtelu...20 4 POHDINTA... 22 4.1 Pelokas kasvonilme tehostaa katsesuunnan vaikutusta...22 4.2 Uhkaa viestivät kasvot ylläpitävät tarkkaavaisuutta kasvoon ja katseen vihjaamaan suuntaan...24 4.3 Tarkkaavaisuuden ja syketaajuuden muutokset pelkoilmeen yhteydessä...25 4.4 Ilmeiden ja katsesuunnan havaitsemisen merkitys varhaislapsuudessa...26 4.5 Tämän tutkimuksen merkitys yksilöllisten erojen ja poikkeavan kehityksen ymmärtämiselle...28 4.6 Yhteenveto...29 LÄHTEET... 30

1 JOHDANTO Kommunikoidessaan ihmiset välittävät kasvoillaan tietoa, jonka siirtymiseen ei tarvita sanoja. Aikuiset ovat taitavia havaitsemaan kasvoilta nopeasti, myös tiedostamatta, ilmeen ja katseen suunnan (Frith & Frith, 2007; de Haan, 2008; Whalen ym., 1998). Niiden tarjoamaa informaatiota käytetään toisen ihmisen tunnetilan, aikomusten ja tarkkaavaisuuden kohteen tunnistamiseen. Erityisen keskeisessä asemassa kasvoilta tulkittava tieto on vauvan ja vanhemman välisessä vuorovaikutuksessa. Viestittäminen vauvan ja vanhempien välillä on vilkasta kasvonilmeiden ja viittauksien avulla itsensä ilmaisemista, sillä vastavuoroinen kielellinen kommunikaatio ei ole vielä mahdollista (Carver & Cornew, 2009). Vuorovaikutuksessa tärkeät kasvojen havaintotoiminnot ilmenevät yksilönkehityksen varhaisvaiheessa, ja vauvalla onkin synnynnäisesti taipumus suunnata tarkkaavaisuutensa kasvoihin (Johnson, 1991; Walker-Andrews, 1997). On esitetty, että lapsen aivoissa olisi jo syntymähetkellä tai muutamia kuukausia sen jälkeen alkeellisia kasvojen havaitsemiseen erikoistuneita järjestelmiä, jotka suuntaavat lapsen tarkkaavaisuuden kasvoihin ja kasvonilmeisiin (Johnson, 2005; Leppänen & Nelson, 2009). Monimutkaisemmat kasvohavaintotoiminnot kehittyisivät näiden järjestelmien pohjalta nopeasti ensimmäisen elinvuoden aikana. Altistuminen kasvoärsykkeille ensimmäisinä elinkuukausina saattaa olla välttämätöntä kasvojen käsittelykyvyn normaalille kehitykselle (le Grand, Mondloch, Maurer, & Brent, 2001). Toistaiseksi on selvittämättä, missä kehitysvaiheessa lapsi oppii yhdistämään erilaisia kasvovihjeitä monimutkaisemman sosiaalisen informaation havaitsemiseksi aikuisen kasvoilta. Aikaisempien tutkimusten perusteella lapsi kykenee jo muutaman kuukauden iässä erottelemaan toisen ihmisen katseen suunnan ja kasvonilmeitä (Farroni, Massaccesi, Pividori, & Johnson, 2004; Walker-Andrews, 1997). Kasvonilmeet yhdessä käännetyn katsesuunnan kanssa voivat viitata tiettyihin kohteisiin ympäristössä ja tarjota tietoa niiden emotionaalisesta merkityksestä. Ei kuitenkaan tiedetä, osaako vauva yhdistää samaan aikaan esiintyvän katseen ja ilmeen tai ymmärtää yhdistelmän mahdollisen tarkoituksen. Monimutkaisempien sosiaalisten vihjeiden havaitseminen voi auttaa vauvaa huomaamaan ympäristöstään olennaisia kohteita. Tiettyjä kohteita lapsen kannattaa välttää, mutta toisia on turvallista lähestyä. Vauva voikin hyödyntää vihjeitä oman käyttäytymisensä säätelyyn. Kasvoilla ilmaistu informaatio voi näin olla keskeistä varhaisen oppimisen kannalta. 1

Tässä tutkimuksessa tutkittiin sosiaalisten vihjeiden havaitsemista seitsemän kuukauden iässä aikuisen kasvoilla esitetyn kasvonilmeen ja tiettyyn kohteeseen suunnatun katseen avulla. Tutkimuksessa selvitettiin, pystyvätkö tämän ikäiset vauvat yhdistämään toisen ihmisen kasvoilla ilmaistun emootion, kuten pelon, ja katsesuunnan tarjoamaa tietoa. Vauvat saattavat huomata, että on hyödyllistä tarkkailla tehostetusti juuri viitattuja kohteita ympäristössä, ja pelkoilme voi muuntaa valmiutta havaita näitä kohteita. Tutkimus perustuu aikaisempiin tutkimuksiin, joissa on selvitetty katsesuuntaan orientoitumisen ja kasvonilmeiden erottelun kehitystä varhaislapsuudessa. 1.1 Orientoituminen katsesuuntaan kehityksen varhaisvaiheissa Viittaukset, kuten osoittaminen, pään kääntäminen tai katsesuunnan muutos, ilmaisevat toisen ihmisen tarkkaavaisuuden suunnan ja toimivat orientoivina vihjeinä. Ne voivat kertoa toisen aikomuksista, ympäristössä huomiota kiinnittävästä tapahtumasta tai pyrkimyksestä saada muut suuntaamaan tarkkaavaisuutensa tiettyyn kohteeseen (Csibra, 2010). Lapselle orientoivat vihjeet ovat erityisen tärkeitä. Ne ohjaavat lasta huomaamaan ympäristön suuresta ärsykemäärästä tärkeät ärsykkeet, jotka saattavat olla mm. vaarallisia tai mielenkiintoisia. Orientoituminen viittauksiin auttaa lasta siirtämään ja kiinnittämään tarkkaavaisuutensa niihin ärsykkeisiin, jotka aikuinen on jo havainnut ja kokemuksensa perusteella todennut merkityksellisiksi. Aikuisilla useissa tutkimuksissa jopa pieni viittaus katsesuunnan muutoksella vaikuttaa automaattisesti ympäristön havainnointiin (Fox, Mathews, Calder, & Yiend, 2007; Frischen, Bayliss, & Tipper, 2007; Hietanen & Leppänen, 2003; Pecchinenda, Pes, Ferlazzo, & Zoccolotti, 2008; Uono, Sato, & Toichi, 2009b). Aikuiset reagoivat nopeammin katsesuunnalla vihjattuihin kuin vihjaamattomiin kohteisiin. Aikuisen katseen lapsi huomioi varhain. Jo vastasyntyneet (iän ka = 36,6 h) katsoivat mieluummin avonaisia kuin suljettuja silmiä (Batki, Baron-Cohen, Wheelwright, Connelan, & Ahluwalia, 2000). 2 5 pv iässä lapset erottavat katsesuunnan, sillä vauvat tutkimuksissa katsoivat mieluummin suoraa kuin käännettyä katsetta (Farroni, Massacesi, Pividori, & Johnson, 2002; Farroni ym., 2004). Tämän ikäiset vauvat tekivät myös nopeammin refleksiivisiä sakkadeja koetilanteessa, jossa kääntyvä katsesuunta vihjasi kohdeärsykkeen suuntaan verrattuna koetilanteeseen, jossa katsesuunta osoitti kohteesta vastakkaiseen suuntaan (Farroni ym., 2004). Sakkadit ovat katseen suuntaamiseen liittyviä silmän nopeita automaattisia tai tahdonalaisia liikkeitä (Richards, 2008). Kahden ensimmäisen elinkuukauden ajan refleksiiviset sakkadit hallitsevat katseen siirtymistä. Orientoitumista katsesuuntavihjeen suuntaan on tutkittu myös kolmen kuukauden iässä, mutta havaittu vain tietyissä koetilanteissa. Hood, Willen ja Driver (1998) näyttivät kolmen kuukauden 2

ikäisille lapsille kuvaruudulla kasvoärsykkeen, joka katsoi kohti lasta. Katse kasvoilla siirtyi vasemmalle tai oikealle, ja tämän jälkeen kasvo katosi ruudulta. Seuraavaksi ruudulle esitettiin kohdeärsyke, joko katseen viittaamalle tai vastakkaiselle puolelle. Lapsen tekemien sakkadien reaktioajat kohteeseen olivat nopeampia, jos kasvoärsykkeen katse oli ollut kohteen suuntaan kuin siitä pois päin. Lapset myös tekivät useammin virheitä eli katsoivat ensin kohdeärsykkeen vastakkaiselle puolelle, jos tilannetta oli edeltänyt katsevihje tuohon suuntaan. Katsevihje siis orientoi lapsen tarkkaavaisuuden siirtymistä. Toisessa saman tutkimuksen koetilanteessa kasvot, joiden katsesuunta oli kääntynyt, jäivät ruudulle kohdeärsykkeen esittämisen ajaksi. Silloin lapset jäivät yli puolessa koekierroksista katsomaan kasvoa siirtämättä tarkkaavaisuuttaan kohdeärsykkeeseen. Kun lapset tekivät sakkadeja, olivat ne todennäköisemmin katseen vihjaamaan suuntaan. Tarkkaavaisuuden irrottaminen kasvosta voi olla kolmen kuukauden ikäiselle lapselle vaikeaa, koska kasvoärsyke on itsessään kiinnostava ja tarkkaavaisuuden irrottamiseen osallistuvat toiminnot ovat vielä kehittymättömät (Mundy & Hecke, 2008). Reid ja Striano (2005) tutkivat katsevihjeen vaikutusta neljän kuukauden ikäisillä lapsilla hieman erilaisella koeasetelmalla. Kasvo katsoi ruudulla ensin kohti lasta, ja kasvon molemmilla puolilla oli kohdeärsyke. Katsesuunta kasvoilla kääntyi kohti jompaakumpaa kohdeärsykettä, jonka jälkeen ärsykkeet katosivat ruudulta. Tilalle esitettiin yksinään keskellä ruutua värikäs häiriöärsyke. Sen poistuttua aiemmin esitetyt kohdeärsykkeet palasivat ruudulle ilman kasvoärsykettä. Kun kilpailevat ärsykkeet olivat ruudulla uudelleen ilman kasvoa, lasten havaittiin katsovan enemmän aikuisen aiemmin katseella vihjaamaa kohdeärsykettä. Tulokset osoittavat, ettei lapsi ainoastaan orientoidu katsevihjeen suuntaan, vaan osaa myös yhdistää katsevihjauksen ärsykkeeseen muistinvaraisesti. Kolmesta neljään kuukauteen ikäisillä vauvoilla on havaittu olevan odotuksia toisen ihmisen silmien liikkeisiin liittyen myös EEG-mittauksissa (elektroenkefalografia) saatujen aivojen sähköisen toiminnan muutosten perusteella (Hoehl, Reid, Mooney, & Striano, 2008b). Kun kuvaruudulle esitettiin kohdeärsyke ruudulla olevan kasvon vierelle, tekivät lapset sakkadeja kohti ärsykettä riippumatta kasvojen katsesuunnasta. Aivojen tapahtumasidonnaiset jännitevasteet (ERP, event related potentials) kuitenkin erosivat riippuen katsesuunnan ja kohdeärsykkeen esittämispuolen yhdenmukaisuudesta. Kun katsesuunta oli inkongruentti eli poikkesi ärsykkeen sijainnista, aivovasteen Nc-komponentin (negative central component) amplitudi oli voimakkaampi ja esiintyi myöhemmin verrattuna kongruenttiin koetilanteeseen, jossa katsesuunta oli yhtenevä ärsykkeen kanssa. Nc-komponentin voimistuminen on yhdistetty visuaalisen tarkkaavaisuuden kohdistamiseen merkityksellisiin ärsykkeisiin. Koetilanteessa mitattiin myös positiivinen hidasaalto, joka oli voimakkaampi kongruentin kuin inkongruentin katsesuunnan yhteydessä. Sen tulkittiin 3

viittaavan vahvemman muistiedustuksen luomiseen katseella vihjatusta ärsykkeestä. Tutkijat arvelivat, että kongruentin katsesuunnan koetilanne oli yksinkertaisempi, joten kohdeärsykkeen prosessointi oli nopeampaa ja tehokkaampaa kuin inkongruentissa koetilanteessa. Tutkijoiden mukaan aivovasteet osoittivat lapselle oudomman inkongruentin katsesuunnan vaativan eri tavoin tarkkaavaista pidempää prosessointia. Aikuisilla on saatu vastaavanlaisia tuloksia tarkkaavaisuuden lisääntymisestä kasvoärsykkeen katseen ollessa eri suuntaan kohdeärsykkeestä (Fichtenholtz, 2007). Orientaatioreaktio muuntuu myöhemmin myös katseen seuraamiseksi kohteeseen ymmärtämällä katsesuunnan viittaava merkitys. Katseen seuraamistaidon ajoittumisesta on eri näkemyksiä. Useissa tutkimuksissa kolmesta kuuden kuukauden ikäiset lapset seurasivat pään tai katseen kääntymistä (D'Entremont, 2000; Gredebäck, Theuring, Hauf, & Kenward, 2008; Hood ym., 1998). De Groote, Roeyers ja Strianon (2007) tutkimuksessa vain puolet kuuden kuukauden ikäisistä lapsista osasi luotettavasti seurata katsetta, mutta yhdeksän kuukauden ikäisistä suurin osa. Tiedostetut huomiota suuntaavat sakkadit kehittyvätkin puolen vuoden iässä ja tämän jälkeen sulava liikkeen seuraaminen (Richards, 2008). Joidenkin tutkimusten mukaan kyky seurata katsetta ymmärtäen katseen viittaava merkitys vakiintuu vasta 9 12 kuukauden iässä (Corkum & Moore, 1998; Mumme & Fernald, 2003; Woodward, 2003). Kyky kohdistaa tarkkaavaisuus tietoisesti yhteiseen kohteeseen toisen kanssa edeltää kohteen yhteistä havainnointia, jota kutsutaan jaetuksi tarkkaavaisuudeksi (Carver & Cornew, 2009). Katsesuuntaan orientoituminen näkyy lapsen käyttäytymisessä muutoinkin kuin katseen seuraamisena. Kolmesta kuuteen kuukauden ikäiset lapset reagoivat eri tavoin riippuen pelkästä katseen suunnasta (Hains & Muir, 1996). Lapset vähensivät hymyilyään aikuisen katseen siirtyessä pois lapsesta, vaikka aikuinen jatkoi muutoin viestimistä lapselle. Toisessa tutkimuksessa viiden kuukauden ikäiset lapset vähensivät hymyilyään, jos äiti siirsi katseensa lapsesta sivusuuntaan, mutta eivät huomioineet äidin ylä- tai alasuuntaan kääntämää katsetta (Symons, Hains, Muir, & Darwin, 1998). Lapset eivät ehkä jälkimmäisessä tilanteessa huomanneet katseen siirtymistä ja jatkoivat siksi hymyilyään. Toisaalta sivulle suunnattu katse saattaisi aiheuttaa vahvemman orientaatioreaktion kuin ylös tai alas suunnattu katse, mikä näkyisi viiden kuukauden iässä käyttäytymisen muutoksen tasolla. Viiden kuukauden iässä lapset myös jatkoivat hymyilyä toisin kuin kolmen kuukauden ikäiset lapset, jos katsekontakti säilyi aikuisen kääntäessä päätään (Caron, Caron, Roberts, & Brooks, 1997). Katsekontaktilla vaikuttaa olevan lapselle toiminnallinen merkitys, vaikka taito hyödyntää toisen katsesuuntaa kehittyy vähitellen. 4

1.2 Katsesuuntaan orientoitumisen kontekstisidonnaisuus Lapsen orientoituminen aikuisen katsesuuntaan ja katseen seuraaminen riippuvat myös erilaisista kontekstuaalisista vihjeistä (Farroni, Mansfield, Lai, & Johnson, 2003; Senju & Csibra, 2008). Neljästä viiteen kuukauteen ikäiset lapset osaavatkin seurata katsetta tai pään kääntämistä paremmin, jos katseen siirtoa on edeltänyt yhteinen suora katsekontakti verrattuna tilanteisiin, joista katsekontakti aluksi puuttuu (Farroni ym., 2003). 10 13 kuukauden ikäiset lapset seurasivat pään kääntymistä luotettavasti vain, jos aikuisen silmät olivat auki ja näkyvillä (Brooks & Meltzoff, 2005; D entremont & Morgan, 2006). Katsekontaktin merkitystä on tutkittu myös aivovasteiden avulla. ERP-tutkimuksessa aikuisen viittaava katsevihje yhdistettynä vuoroittaiseen katsekontaktiin lapsen kanssa lisäsi yhdeksän kuukauden ikäisten lasten tarkkaavaisuutta viitattuja ärsykkeitä kohtaan (Striano, Reid & Hoehl, 2006). Suoran katsekontaktin lisäksi äänensävyltään lapselle suunnattu puhe, jossa mm. korostetaan äänenpainon vaihtelua, toimii ostensiivisena signaalina eli lasta orientoivana vihjeenä, joka vaikuttaa kuuden kuukauden ikäisten lasten tarkkaavaisuuden suuntaamiseen (Senju & Csibra, 2008). Tutkijoiden mukaan ostensiiviset vihjeet helpottavat lasta tehokkaasti vastaamaan lapselle suunnattuun kommunikaatioon. Lapsi ei siirtäisi tarkkaavaisuuttaan automaattisesti käännetyn pään tai katseen suuntaan, vaan tarvitsisi vihjeen siitä, että orientaatioviite on juuri lapselle kohdistettu. Katsekontakti tai aikuisen vauvapuhe osoittavat viittaavan vihjeen lapselle tarkoitetuksi. Toistuvat viittaukset yhdistettynä lapselle suunnattuun viestintään sekä lapsen taipumus kasvoihin ja katseeseen orientoitumiseen saattavat saada aikaan assosiatiivista oppimista ja tavan seurata katsetta. 1.3 Katsesuuntaan orientoitumisen riippuvuus kasvonilmeistä Orientoituminen kasvoihin auttaa lasta huomaamaan katsesuuntavihjeitä ja siirtämään tarkkaavaisuutensa toisen katseen mukaisesti. Kasvoilta saadaan myös tärkeää tietoa toisen tunnetilasta ja motiiveista ilmeiden kautta. Yhdessä orientoivan viittauksen kanssa kasvonilmeet voivat kertoa tiettyjen kohteiden vaarallisuudesta tai miellyttävyydestä. Lapselle ne osoittavat, miten viitattuun kohteeseen kannattaa reagoida. Lapsi voi oppia, kuinka uhkaavalla ilmeellä viitattua kohdetta kannattaa välttää, ja myönteisen tai neutraalin vihjeen yhteydessä kohdetta voi turvallisesti lähestyä (Mumme & Fernald, 2003). Lapsella ei ole omakohtaista kokemusta monistakaan arkipäiväisistä ärsykkeistä, joita lapsi ympäristössään kohtaa. Siksi lapsi käyttää 5

aikuisen kasvonilmeitä apuna ympäristöön tutustumiseen ja oman käyttäytymisensä säätelyyn, mitä kutsutaan sosiaaliseksi referoinniksi (Carver & Cornew, 2009). Kyky erotella visuaalisesti erilaisiin perustunteisiin, kuten iloon, suuttumukseen, pelkoon ja inhoon (Ekman, 1993), liittyviä kasvonilmeitä kehittyy viidestä seitsemään kuukauden iässä (de Haan, 2008; Kestenbaum & Nelson, 1990; Leppänen, Moulson, Vogel-Farley & Nelson, 2007; Peltola ym., 2009a; Soken & Pick, 1992, 1999). Ilmeiden tunnistaminen ja merkityksen ymmärtäminen saattaa kuitenkin kehittyä vasta myöhemmin ja vaatia kokemuksia ilmeiden ja ympäristön kohteiden yhdessä esiintymisestä. Reaktioaika- ja ERP-tutkimuksissa on havaittu lapsen tässä ikävaiheessa alkavan kiinnittää aiempaa enemmän huomiota negatiivisiin tunneilmaisuihin, jotka voivat olla keskeisiä ympäristössä esiintyvän vaaran havaitsemisen kannalta (Hoehl ym., 2008a; Leppänen ym., 2007; Peltola ym., 2009a). Erityisesti lapsen tarkkaavaisuus kiinnittyy pelokkaaseen kasvonilmeeseen seitsemän kuukauden, mutta ei vielä viiden kuukauden iässä (Peltola ym., 2009a). Lapsen motoristen taitojen kehitys ja liikkumisen monimuotoistuminen, kuten ryömiminen, mahdollistavat ympäristön aktiivisemman tutkimisen. Vanhempien lapselle osoittamat emotionaaliset ilmaisut muuttuvat lapsen lisääntyvän liikkumisen myötä (Campos ym., 2000). Esimerkiksi äänen käyttö voimistuu kieltojen yhteydessä. Tieto ympäristön vaaroista on lapsen kannalta yhä tärkeämpää, ja vanhemmat mahdollisesti ilmaisevat aikaisempaa enemmän pelkoa kasvoillaan lapsen toimintaan liittyen. Tämä voi lisätä lapselle kokemuksia pelkoilmeestä ja sen merkityksestä. Lapsen tehostunut tarkkaavaisuus pelkoa ilmaiseviin kasvoihin ilmenee tarkkaavaisuustoimintoihin liittyvien aivovasteiden voimistumisena (Leppänen ym., 2007; Peltola ym., 2009a). Ilmiö näkyy myös katseen pidentyneenä kiinnittymisenä pelokkaaseen kasvoon ja vaikeutena irrottaa tarkkaavaisuutta pelokkaasta kasvosta muihin samanaikaisesti esitettyihin ärsykkeisiin (Leppänen ym., painossa; Peltola, Leppänen, Vogel-Farley, Hietanen, & Nelson, 2008; Peltola ym., 2009b). Lapset tekivät sakkadeja kasvosta kohdeärsykkeeseen hitaammin, kun aikuisen kasvoilla oli pelokas kasvonilme verrattuna neutraaliin tai iloiseen kasvonilmeeseen (Peltola ym., 2009b). Tähän ei ole syynä ilmeen uutuusarvo, sillä muu erikoinen ilme tai pelkät pelokkaat silmät eivät vieneet lasten huomiota samoin kuin pelkoilme (Peltola ym., 2008, 2009b). Lapsilla tarkkaavaisuuden tehostuminen pelkoa ilmaiseviin kasvoihin muistuttaa aikuisilla havaittua tarkkaavaisuusvinoumaa emootiosisällöltään kielteisiin ärsykkeisiin. Aikuisillakin (Batty & Taylor, 2003) ja kouluikäisillä lapsilla (de Jong, van Engeland, & Kemner, 2008) tarkkaavaisuus kasvaa esitettäessä pelokkaat kasvot, kuten lapsilla seitsemän kuukauden iässä (Leppänen ym., 2007). Erityisesti kielteisesti reaktiiviset tai käytökseltään vetäytyvät lapset huomioivat kielteisiä vihjeitä muita lapsia tarkkaavaisemmin (Pérez-Edgar & Fox, 2005). Pelkoilme on aikuista aktivoiva, 6

ja aikuinen reagoi toisen pelokkaaseen ilmeeseen jopa tiedostamatta sitä nähneensä (Whalen ym., 1998). Pelkokasvot vetävät automaattisesti aikuisen tarkkaavaisuuden puoleensa muita ilmeitä enemmän (Öhman, 2005). Pelokas ilme ja pelkät pelokkaat silmät huomattiinkin neutraaleja ja iloisia ilmeitä nopeammin koeolosuhteissa, joissa kasvoärsykkeen havaitsemista vaikeutettiin esittämällä näkökentän toiseen puoleen kontrastiltaan voimistuva kasvokuva yhtäaikaisesti näkökentän toiseen puoleen esitettyjen nopeasti vaihtuvien kontrastiltaan heikentyvien kuvien kanssa (Yang, Zald, & Blake, 2007). Kasvonilmeet saattavat vaikuttaa myös katsesuuntavihjeen havaitsemiseen ja orientaatioreaktion tehokkuuteen aikuisilla. Aikuisilla katsesuunnan kongruenssiefekti on yleensä suurempi pelokkaan kuin neutraalin kasvonilmeen yhteydessä (Putman, Hermans, & van Honk, 2006; Uono ym., 2009b). Kongruenssiefekti on reaktioaikaero kohdeärsykkeen havaitsemisessa kohteeseen päin vihjaavan kongruentin ja kohteesta poispäin vihjaavan inkongruentin katsesuuntatilanteen välillä. Varsinkin aikuisilla, jotka saivat korkeita ahdistuspistemääriä persoonallisuuden piirteitä kartoittavissa mittauksissa, oli taipumus huomata pelkoilmeisten kasvojen katseen vihjaamat ärsykkeet nopeasti (Uono, Sato, Michimata, Yoshikawa, & Toichi, 2009a). Katseen kongruenssiefekti oli heillä suurempi kuin ahdistumattomilla aikuisilla (Fox ym., 2007; Putman ym., 2006). Toisaalta joidenkin tutkimusten mukaan aikuisilla ei ollut eroa katsesuuntavihjeen hyödyntämisessä eri ilmeiden välillä (Hietanen & Leppänen, 2003). Kasvonilmeen vaikutusta katsesuuntaan orientoitumiseen on tutkittu aikuisilla, mutta vähemmän lapsilla. Jo kolmen kuukauden ikäisillä on kuitenkin saatu viitteitä pelkoilmeen tehostavasta vaikutuksesta katsevihjeen suuntaan orientoitumiseen (Hoehl, Wiese, & Striano, 2008c). Tutkimuksessa verrattiin Nc-komponentteja kolmesta neljään kuukauden ikäisillä lapsilla katsesuunnan ja ilmeen yhteisvaikutuksen suhteen. Tutkijoiden mukaan lapset osasivat assosioida pelokkaan ilmeen katsesuunnalla viitattuun ärsykkeeseen. Aivovasteiden perusteella tarkkaavaisuus kasvoi sekä pelokasta ilmettä että pelokkaiden kasvojen katsesuunnalla viitattua ärsykettä kohtaan, kun ärsyke esitettiin uudelleen yksinään. Tarkkaavaisuus ärsykettä kohtaan ei lisääntynyt, jos pelokkaat kasvot olivat katsoneet siitä poispäin. Katsesuuntavihje neutraalilla kasvonilmeellä ei lisännyt tarkkaavaisuutta ärsykettä kohtaan. Aivovasteita tulkitsemalla tutkimuksessa havaittiin, kuinka lapset hyödynsivät katsesuunnan viittaavaa merkitystä ja yhdistivät ilmeen viitattuun ärsykkeeseen. Lasten orientoitumista katseen suuntaan aikuisten tavoin ei ole aikaisemmin tutkittu suoraan silmänliikkeitä mittaamalla. Ei ole selvää, orientoituvatko lapset, kuten aikuiset, katsesuunnan mukaisesti tehokkaammin pelkoilmeen yhteydessä. 7

1.4 Kasvonilmeiden ja katsesuunnan havaitsemisen hermostollinen perusta Tärkeitä aivoalueita pelkoilmeen havaitsemiselle ja muulle sosiaalisen tiedon käsittelylle ovat mm. aivokuoren alapuolella sijaitsevat (subkortikaaliset) mantelitumake (amygdala) ja ylemmät nelikukkulat (superior colliculus), aivokuoren ohimolohkossa sijaitsevat ylempi temporaalinen uurre (STS, superior temporal sulcus) ja fusiforminen poimu (fusiform gyrus), joka sisältää kasvojen tunnistukseen erikoistuneen alueen (FFA, fusiform face area) sekä otsalohkon orbitofrontaalialueet (OFC, orbitofrontal cortex) (de Haan, 2008). Emootioiden visuaalisesta tulkinnasta vastaa siis oma erillinen aivoverkostonsa, jossa tieto kulkee vastavuoroisesti eri aivoalueiden välillä. On esitetty, että kasvojen havaitseminen ja huomion suuntaaminen niihin tapahtuu subkortikaalisessa järjestelmässä tiedostamatta nopeasti, ja tämän jälkeen tiedostetusti hitaammin aivokuorella visuaalisten yksityiskohtien analysoimiseksi (Johnson, 2005). Molemmat aivojen järjestelmät toimivat keskenään vuorovaikutuksessa. Ensimmäisien elinkuukausien aikana lapsen havaitun tiedon käsittely ohjautuu subkortikaalisesti, joka saa huomion kiinnittymään synnynnäisesti virittyneisiin ärsykkeisiin, kuten kasvojen piirteisiin (Johnson, 2005; Leppänen & Nelson, 2009). Nopea reagointi uhkaavien kasvojen havaitsemiseen tapahtuu aikuisillakin automaattisesti, mm. mantelitumakkeen kautta, subkortikaalista reittiä pitkin (Johnson, 2005; Vuilleumier, 2005; Öhman, 2005). On esitetty, että mantelitumakkeeseen ja sen kortikaalisiin yhteyksiin perustuva aivoverkosto kehittyy toimimaan seitsemän kuukauden ikään mennessä (Leppänen & Nelson, 2009). Mantelitumake käsittelee tunnetietoa tiedonkäsittelyn hyvin aikaisessa vaiheessa ja liittyy juuri pelon havaitsemiseen nuorilla ja aikuisilla (Adolphs, 2003; Adolphs & Tranel, 2003; Hare ym., 2008; Leppänen & Nelson, 2009; Vueillemier, 2005). Varsinkin ahdistuneilla henkilöillä mantelitumakkeen aktiivisuus korostuu uhkaavien kasvojen yhteydessä (McClure ym., 2007; Stein, Simmons, Feinstein, & Paulus, 2007). Vauvoilla pelkoärsykkeen havaitsemisen merkitystä mantelitumakkeen aktivaatioon on tutkittu vähemmän tutkimusmenetelmien pienille lapsille soveltumattomuuden vuoksi. Kuitenkin eläintutkimusten sekä lapsilla tehtyjen ERP-tutkimusten perusteella mantelitumakkeen tiedetään kehittyvän nopeasti ensimmäisten elinkuukausien aikana ja osallistuvan kasvonilmeiden havaitsemiseen puolen vuoden ikään mennessä (Leppänen & Nelson, 2009). Tähän viittaa vauvoilla myös autonomisen reaktion voimistuminen, kuten sykkeen tavallista voimakkaampi hidastuminen, pelkoilmeen havaitsemisen yhteydessä (Leppänen ym., painossa). Mantelitumake voi muuntaa tai tehostaa kasvoärsykkeiden prosessointia myös voimistamalla mm. fusiformisen poimun ja STS-alueiden aktivaatiota (Leppänen & Nelson, 2009). Alueet ovat 8

aktiivisempia reagoimaan pelokkaaseen kuin neutraaliin ilmeeseen. Aktivaatio näkyy riippumatta siitä, tuleeko koehenkilöiden tarkkailla kasvonilmeiden tunnepitoisuutta. Fusiformisen poimun alueella käsitellään kasvojen muuttumaton tieto, kuten kasvojen piirteet ja henkilöllisyys (de Haan, 2008). Ohimolohkon aivokuori ja STS tunnistavat liikkuvat kasvot ja muun biologisen liikkeen. Pelon tunteen käsittelyn lisäksi mantelitumake reagoi OFC:n kanssa palkkio- ja uhkajärjestelmän osana tehostaen assosiaatiota emootioiden ja ärsykkeiden välillä (Adolphs, 2003; Leppänen & Nelson, 2009). OFC on keskeinen alue sosiaalisen päättelyn ja suunnitelmallisuuden kannalta. Heikko toiminnallinen yhteys näiden välillä voi selittää puutteita tunteiden säätelykyvyssä (Hare ym., 2008). Mantelitumakkeen ja sen yhteyksien kehittyminen muihin aivoalueisiin seitsemän kuukauden iässä, aivorakenteiden aktivoituminen kasvoärsykkeisiin ja kokemukset ympäristöstä voivat lisätä tehostunutta reagointia myös katsesuuntavihjeisiin (Leppänen & Nelson, 2009). Varhainen subkortikaalisesti ohjattu kasvotiedon käsittely aktivoi kortikaalisesti ohjattua tiedonkäsittelyä (de Haan, 2008). Puolen vuoden iässä kasvoista on muodostunut oma objektiluokkansa, ja kokemukset kasvojen näkemisestä muokkaavat kortikaalista erikoistumista aivojen kasvoille herkillä alueilla. Aivokuori ei kuitenkaan ole vielä tuolloin virittynyt kasvoille samoin kuin aikuisilla (Leppänen & Nelson, 2009). Aikuisten kasvoalueet aktivoituvat lapsilla laajemmasta ärsykevalikoimasta ja erikoistuvat hitaasti. Aikuisilla visuaalisiin kasvonilmeisiin aktivoituvat aivoalueet myös riippuvat tarkemmin ilmeestä (Carver & Cornew, 2009). Aivojen oikea puoli käsittelee vasenta puolta enemmän kasvotietoa, mutta tämä lateralisaatio kehittyy vähitellen (de Haan, 2008). Kasvojen ja emootioiden havaitsemiseen vaikuttaa osaltaan tarkkaavaisuustoimintoihin liittyvän aivoverkoston kehitys (Mundy & van Hecke, 2008). Mundy ja van Hecke (2008) ovat esittäneet, että harjoituksen ja kognitiivisen kypsymisen myötä esim. katseen seuraamisen taidot vievät vähemmän prosessointikapasiteettia, mikä mahdollistaa kognitiivisten taitojen monimutkaisemman yhdistelemisen. Emotionaalisten ilmaisujen tulkintaan ja sosiaaliseen havainnointiin osallistuvat aivoalueet erikoistuvat ja yhteydet kehittyvät, jolloin sosiaalisen tiedon käsittelystä muokkautuu nopeaa ja tehokasta. 1.5 Tämän tutkimuksen tavoitteet ja hypoteesit Tässä tutkimuksessa selvitettiin lapsen varhaisia sosiokognitiivisia taitoja tutkimalla, yhdistääkö seitsemän kuukauden ikäinen lapsi katsesuunnan ja kasvonilmeen tarjoamaa informaatiota orientoituessaan toisen ihmisen tarkkaavaisuuden suuntaan. Hypoteesina oli pelokkaan ilmeen voimistava vaikutus katsesuuntaan orientoitumiseen. Pelokas ilme on ympäristön vaaroista kertova vihje, joka voisi automaattisesti lisätä katsesuuntavihjeen hyödyntämistä. 9

Orientoitumista katsesuuntaan tutkittiin koeasetelmalla, jossa vertailtiin lapsen sakkadisia silmänliikkeitä katsesuuntavihjeen kanssa samalle sekä vastakkaiselle puolelle esitettyyn kohdeärsykkeeseen. Orientoitumisen voimakkuutta heijastaisivat katseen siirroissa reaktioaikojen nopeutuminen tai sakkadien todennäköisyyden kasvu viitattuun kohdeärsykkeeseen kongruentissa koetilanteessa verrattuna inkongruenttiin koetilanteeseen. Emotionaalisen kasvonilmeen tehostavaa vaikutusta ilmentäisi suurempi ero reaktioajoissa sekä sakkadien todennäköisyyksissä kongruentin ja inkongruentin koetilanteen välillä pelokkaan kasvonilmeen kuin neutraalin kasvonilmeen koetilanteessa. Lisäksi tutkimuksessa selvitettiin, havaitaanko tehostunut orientoituminen pelkoilmeeseen sydämen syketaajuuden vaihtelusta. Aikaisemmissa tutkimuksissa on osoitettu, kuinka tarkkaavaisuuden siirtyminen ja suuntautuminen näkyy syketaajuuden nopeana laskuna (Leppänen ym., painossa; Richards, 2008). Sykeanalyyseissa ei tutkittu katsesuunnan mahdollista vaikutusta tarkkaavaisuuteen, vaan tarkasteltiin ainoastaan eroa varhaisessa orientoitumisessa neutraalin ja pelästyneen kasvokuvan välillä riippumatta katsesuunnasta. Tämän avulla saatiin tietoa, voisiko lisääntyvä tarkkaavaisuus pelkokasvoa kohtaan selittää mahdollisesti tehostuvaa reagointia katsesuuntaan. Tutkimus keskittyi ilmiön tarkasteluun seitsemän kuukauden iässä, mikä on kehityksellisesti keskeinen ikä sosiaalisten taitojen oppimisen varhaiselle perustalle. Tässä ikävaiheessa lapsen kehitys harppaa suuria askelia monilla osa-alueilla. Seitsemän kuukauden ikään mennessä lapsen aivotoiminnassa ja kognitiivisissa taidoissa on ehtinyt tapahtua muutoksia, jotka luovat valmiudet sosiaalisille taidoille ja mahdollistavat lapsen oppimisen nopeassa tahdissa (Carver & Cornew, 2009). Lapsen aivorakenteet ovat muodostuneet pitkälle vastaanottamaan ja yhdistämään aistiinformaatiota muistitietoon. Muutokset tiedonkäsittelyssä tässä iässä voivatkin vaikuttaa myöhempään emotionaaliseen kehitykseen (Leppänen & Nelson, 2009). Tämän tutkimuksen tavoitteena oli antaa lisätietoa seitsemän kuukauden iässä kehittyvistä sosiokognitiivisista taidoista. 10

2 TUTKIMUSMENETELMÄT 2.1 Koehenkilöt Tutkimusaineisto kerättiin Pirkanmaan alueelta väestörekisterin perusteella satunnaisesti valituista tutkimuksen ajankohtana seitsemän kuukauden ikäisistä lapsista. Lasten kotiin lähetettiin kutsukirje, jossa kerrottiin tutkimuksesta ja tiedusteltiin vanhempien halukkuutta osallistua tutkimukseen. Vanhemmat ilmoittivat kiinnostuksestaan tutkimukseen vastauslähetyksellä. Kiinnostuneisiin otettiin yhteyttä puhelimitse, ja sovittiin tutkimusaika lapsen ikä huomioiden (± 7 pv 7 kuukauden syntymäpäivästä). Tutkimukseen osallistui 26 tervettä kansallisuudeltaan suomalaista lasta (iän ka = 217 päivää, = 3,2 päivää, vaihteluväli 212 222 päivää). Kaksi lapsista oli syntynyt keskosena, mutta yhdelläkään osallistujista ei ollut todettuja neurologisia tai näköön liittyviä ongelmia. Koehenkilöistä poikia oli 58 % (n = 15) ja tyttöjä 42 % (n = 11). Tutkimuksen reaktioaika-analyysiin tuli karsinnan jälkeen 22 koehenkilöä, syketaajuuden analyysiin 19 koehenkilöä ja puuttuvien sakkadien analyysiin 14 koehenkilöä. Koehenkilöiden karsiutumisen perusteet selvitetään tarkemmin aineiston analysoinnin yhteydessä. Tämä tutkimus oli osa laajempaa tutkimushanketta liittyen emootioiden havaitsemistoimintojen varhaiskehitykseen sekä lapsen ja äidin vuorovaikutukseen. Tutkimukseen osallistuneilta lapsilta kerättiin perimänäytteet sekä terveydentilaan että temperamenttiin liittyviä tietoja. Lisäksi lapset osallistuivat erilaisiin laboratoriotehtäviin, joissa tutkittiin emootioiden havaitsemistoimintoja sekä lapsen ja äidin välistä vuorovaikutusta. Seuraavassa kuvataan tutkimuksen kulku ainoastaan tässä tutkimuksessa käytettyjen menetelmien osalta. Tutkimushankkeen muut osiot ja tulokset raportoidaan erikseen. 2.2 Ärsykkeet ja kokeen kulku Kokeessa käytettyjen kasvokuvien valmistamista varten pyydettiin kahta naismallia esittämään neutraalia tai pelokasta kasvonilmettä ja katsomaan samalla suoraan eteenpäin, vasemmalle tai oikealle (kuvat 1 ja 2). Katsesuunta määriteltiin asettamalla mallin eteen vaakasuora palkki, johon fiksaatiopisteet oli merkitty mallista katsoen keskelle, 15 vasemmalle ja 15 oikealle. Kasvokuvat eri ilmeillä ja suoralla katseella otettiin tutkimuksen suoran katsetilanteen kasvoärsykkeiksi. Niistä muokattiin sivuille suuntautuvan katseen kasvoärsykkeet korvaamalla kuvien suora katse sivulle käännetyllä katseella. Näin tehtiin, jotta ilme pysyi täsmälleen samana eri katsesuuntien ja suoran 11

katseen kasvokuvaärsykkeissä. Kuvien muokkaamiseen käytettiin PaintShop Pro -kuvankäsittelyohjelmaa. Kuva 1. Kasvokuvat, joissa neutraali kasvonilme suoralla ja käännetyillä katsesuunnilla. Kuva 2. Kasvokuvat, joissa pelokas kasvonilme suoralla ja käännetyillä katsesuunnilla. Kohdeärsykkeinä olivat neljä erilaista ja värikästä eläinhahmon kaltaista kuviota (greebles, http://www.tarrlab.org). Ärsykkeet olivat tarkoitettu sellaisiksi, ettei lapsi ollut todennäköisesti aikaisemmin nähnyt kyseisiä kuvioita. Näin ollen uusi ärsyke kiinnittäisi lapsen huomion ilman tuttua merkitystä tai tunnepitoisuutta. Eri ilmeiden kanssa esitettiin samat kohdeärsykkeet, jottei kohdeärsykkeen vaihtuminen vaikuttaisi tuloksiin tarkkaavaisuuden siirtymisestä ilmeeseen nähden. Koetilanteessa lapsi istui äitinsä sylissä 60 cm etäisyydellä 17" kokoisesta tietokonenäytöstä, josta ärsykkeet esitettiin. Kuvasarjojen esittämisen ajaksi huone pimennettiin. Koekierrosta on havainnollistettu kuvassa 3. Jokaisen koekierroksen alussa ruudulle esitettiin harmaalla taustalla näennäisesti koehenkilöä kohti liikkuva punainen piste, jonka tarkoituksena oli kiinnittää lapsen huomio kuvaruutuun. Seuraavaksi ruudulla esitettiin kasvokuva, jolla oli pelokas tai neutraali ilme ja katse keskelle kohti koehenkilöä. 1000 ms kuluttua kasvokuvan katsesuunta vaihtui vasemmalle tai oikealle puolelle. 480 ms tämän jälkeen ruudulle katsesuunnan kanssa samalle tai eri puolelle ilmaantui kohdeärsyke. Kohdeärsyke pysyi ruudulla kasvokuvan kanssa 3000 ms. Kuvasarjan jälkeen ruudulle vaihtui takaisin harmaa tausta ja punainen liikkuva piste. Kuvasarjoja esitettiin 24 12

kierrosta jokaiselle koehenkilölle. Kasvonilmeen, katsesuunnan sekä kohdeärsykkeen sijainnin esittämisjärjestys oli satunnainen. Lapselle esitettiin kuitenkin jokaista erilaista tilanneyhdistelmää yhteensä kuusi kertaa. Tilanteita oli neljää erilaista: pelokas ilme ja kongruentti katsesuunta eli katse samaan suuntaan kuin ärsyke (PK), pelokas ilme ja inkongruentti katsesuunta eli katse eri suuntaan kuin ärsyke (PI), neutraali ilme ja kongruentti katsesuunta (NK) sekä neutraali ilme ja inkongruentti katsesuunta (NI). Kasvokuvissa ilmeet olivat vaihtoehtoisesti kahden eri naisen kasvoilla, mutta koehenkilöt näkivät ilmeet vain jommankumman naisen esittäminä. Molempien naisten kasvokuvia näytettiin saman verran. 0 ms 1000 ms 480 ms 3000 ms Kuva 3. Koekierros kuvasarjalla, jossa kasvoilla on pelokas ilme ja kongruentti katsesuunta. Kuvasarjan esittämisen aikana lapsen silmänliikkeet videoitiin myöhempää analysointia varten. Videokamera oli sijoitettu huomaamattomasti ruutua ympäröivälle tummalle taustaseinälle ruudun yläpuolelle. Tutkijat seurasivat lasta kokeen aikana videokuvan välityksellä voidakseen esittää kasvokuvan ruudulle juuri silloin, kun lapsen tarkkaavaisuus oli kiinnittyneenä kuvaruutuun. Äitejä oli ohjeistettu olemaan puhumatta ja ohjailematta lapsen tarkkaavaisuutta kuvien esittämisen aikana. Osa äideistä puhui koetilanteessa lapselle, ja kuvasarjojen välissä tutkijat kutsuivat, tai osa äideistä 13

ohjasi välillä lasta ruutua kohti, mutta tämän ei katsottu vaikuttavan häiritsevästi lapsen tarkkaavaisuuteen kuvasarjojen aikana. Lapsen sydämensyke (elektrokardiogrammi eli EKG) rekisteröitiin kokeen ajalta Neuroscan/Synamps -vahvistimien ja kahden rintakehälle kiinnitetyn Ambu-tarraelektrodin avulla. Elektrodit aseteltiin niin, ettei lapsi kiinnittäisi niihin turhaan huomiota. EKG-signaali suodatettiin (0,05 30 Hz kaistanpäästösuodatin) ja vahvistettiin (vahvistus: 1000, mittausalue +/-2750 V; tarkkuus.084 V/LSB) mittauksen aikana ja tallennettiin tietokoneen kovalevylle 1000 Hz näytteenottotaajuudella. 2.3 Aineiston analysointi 2.3.1 Muuttujat Tutkimuksen riippuvina muuttujina olivat lapsen sakkadien reaktioaika kasvosta kohdeärsykkeeseen, lapsen tekemien sakkadien frekvenssi sekä syketaajuuden muutos 0 ms, 500 ms ja 1000 ms kasvokuvan esittämisen jälkeen. Riippumattomia muuttujia olivat kasvokuvan ilme (neutraali tai pelko) ja kasvokuvan katsesuunta (kongruentti tai inkongruentti) reaktioaikoja ja silmänliikkeiden todennäköisyyksiä koskevien analyysien osalta sekä ilme syketaajuuden muutosten analyysissa. 2.3.2 Videoaineiston analyysi Videoidut lapsen silmänliikkeet analysoitiin kaikilta koehenkilöiltä Virtual DubMode -ohjelmalla 40 ms aikaikkunoissa. Koekierrokset luokiteltiin oikeiden ja puuttuvien sakkadien kierroksiin sekä huonoihin kierroksiin. Oikeiksi sakkadeiksi luokiteltiin 160 3000 ms kasvokuvan ja kohdeärsykkeen esittämisen jälkeen esiintyneet sakkadit, jotka suuntautuivat ruudulle esitettyyn kohdeärsykkeeseen. Puuttuviksi sakkadeiksi luokiteltiin sakkadit, joiden alkuun kesti yli 3000 ms, tai lapsi ei siirtänyt katsetta kasvosta koko kierroksen aikana. Huonoiksi kierroksiksi luokiteltiin kierrokset, joilla lapsi ei tehnyt oikeaa sakkadia kasvokuvan ja kohdeärsykkeen esittämisen jälkeen, vaan lapsi esim. kääntyi pois, teki sakkadin väärään suuntaan tai ennakoivasti (ennen 160 ms). Keskimääräiset sakkadien reaktioajat laskettiin eri ärsyketilanteille (PK, PI, NK, NI) niiden koekierrosten perusteella, joiden aikana lapsi teki oikeaksi luokitellun sakkadin kohdeärsykkeeseen. Puuttuvat sakkadit, huonot kierrokset ja oikeista sakkadeista liian myöhään tehdyt sakkadit (yli kaksi keskihajontaa myöhemmin verrattuna koehenkilökohtaiseen kaikkien tilanteiden ylitse laskettuun kokonaisreaktioaikaan) eivät tulleet mukaan reaktioaika-analyysiin. Tilannekohtaiset 14

keskimääräiset reaktioajat laskettiin koehenkilöille (n = 24), joilla oli jokaista tilannetta kohden ainakin yksi reaktioaika-arvo. Useampia reaktioaikoja tilannetta kohti ei koehenkilöiltä vaadittu, koska keskiarvoa mahdollisesti vääristävät poikkeavat arvot oli poistettu jo suodatettaessa reaktioajat keskiarvojen laskemista varten. Keskimääräisissä reaktioajoissa kahdella koehenkilöllä oli yli kolme keskihajontaa poikkeava arvo yhdessä tai useammassa tilanteessa muihin koehenkilöihin verrattuna, joten näiden kahden koehenkilön arvot poistettiin analyysista. Lopullinen koehenkilömäärä reaktioaika-analyysissa oli 22 (tytöt n = 9, pojat n = 13). Tilastolliset analyysit tehtiin SPSS 16.0 -ohjelmalla. Koehenkilöiden reaktioaikojen keskiarvot eri ärsyketilanteissa (PK, PI, NK, NI) olivat normaalisti jakautuneita muuttujia. Ilmeen ja katsesuunnan pää- ja yhdysvaikutuksia analysoitiin 2 (pelko vs. neutraali) x 2 (kongruentti vs. inkongruentti) toistomittausten varianssianalyysilla. Puuttuvien sakkadien frekvenssejä tarkasteltiin suhteessa oikeiden sakkadien kokonaismäärään koehenkilökohtaisesti. Puuttuvien sakkadien analyysiin mukaan otettiin koehenkilöt (n = 15), joilla oli vähintään kolme oikean sakkadin kierrosta jokaisessa neljässä eri koetilanteessa. Koehenkilöt valittiin samalla kriteerillä kuin aiemmissa samantyyppisissä tutkimuksissa (mm. Senju & Csibra, 2008). Yhdellä koehenkilöistä oli yli kolme keskihajontaa poikkeavia arvoja, joten koehenkilö jätettiin analyysista pois. Näillä valintaperusteilla mukana puuttuvien sakkadien analyysissa oli 14 koehenkilöä (tytöt n = 6, pojat n = 8). Vähentämällä 100 prosentista puuttuvien sakkadien prosentuaaliset osuudet koetilannekohtaisesti saatiin, millä todennäköisyydellä lapsi siirsi katseen kohdeärsykkeeseen eri koetilanteissa. Muuttujina olevat katseen siirtojen todennäköisyydet eri koetilanteissa (PK, PI, NK, NI) eivät olleet normaalisti jakautuneita, joten pareittaiseen keskiarvovertailuun käytettiin epäparametrista Wilcoxonin merkittyjen järjestyslukujen testiä. Todennäköisyyksien avulla laskettiin myös kongruenssiefektit ilmeittäin. Kongruentin katsesuunnan katseen siirtojen todennäköisyydestä vähennettiin vastaava inkongruentin katsesuunnan katseen siirtojen osuus. Kongruenssiefektien keskiarvoja vertailtiin ilmekohtaisesti Wilcoxonin merkittyjen järjestyslukujen testillä. Reaktioaika-analyysin ja luokittelun reliabiliteettia tutkittiin kahden havainnoitsijan tulosten väliltä. Reliabiliteettianalyysi sisälsi satunnaisesti valitut 30 % tapauksista (n = 9). Havainnoitsijoiden välinen Pearsonin korrelaatiokerroin oli.98 väliltä.92 1.00. Havainnoitsijoiden arvioima kierrosten laadun yhdenmukaisuus oli seuraava: oikean sakkadin kierrokset 92,1 %, puuttuvan sakkadin kierrokset 97,7 % ja huonot kierrokset 92,6 %. 15

2.3.3 Sykeaineiston analyysi Sykeanalyysi tehtiin Matlab-pohjaisella ohjelmalla. Ohjelma tunnisti sydänsähkökäyrästä sydämen kammioiden supistusta kuvaavat QRS-kompleksit, mittasi ajan kahden R-jännitepiikin väliltä (R R-intervalli) ja muunsi R R-intervallit syketaajuudeksi (beats per minute eli bpm) 0,5 sekunnin aikavälein. Ohjelman tunnistamat R-piikit tarkastettiin manuaalisesti ja korjattiin väärin tunnistettujen jännitepiikkien osalta. Teknisen laitevian vuoksi viideltä koehenkilöltä ei saatu sykkeen mittaustuloksia. Sykeanalyysiin otettiin mukaan kierrokset, joissa lapsi oli videoanalyysin mukaan tehnyt oikean tai puuttuvan sakkadin. Sykeanalyysi tehtiin koehenkilöille (n = 19, tytöt n = 10, pojat n = 9), joilla oli ainakin kaksi tällaista reaktioaika-arvoa eri ilmeiden tilanteissa, ja joiden sykekäyrältä R-piikit oli selvästi havaittavissa tarkasteltavilla ajanjaksoilla. Syketaajuus analysoitiin tarkastelemalla sykemuutosta neutraalin ja pelästyneen kasvon havaitsemisen aikana. Analyysi rajattiin jokaisen koekierroksen ensimmäiseen 1500 millisekuntiin, jolloin koehenkilö katsoi kasvoärsykkeeseen, ja kohdeärsykettä ei ollut vielä esitetty. Jokaiselle mukana olleelle koehenkilölle laskettiin pelokkaan ja neutraalin ilmeen tilanteissa syketaajuuden muutoksen keskiarvot 0 500 ms, 500 1000 ms ja 1000 1500 ms kasvoärsykkeen esittämisen jälkeen. Tämä tehtiin vähentämällä ajankohtien syketaajuuksista kasvoärsykettä edeltävän 1000 ms ajanjakson keskimääräinen syketaajuus. Yli kahta keskihajontaa poikkeavia arvoja ei ollut, joten kaikille koehenkilöille saadut arvot pidettiin mukana sykeanalyysissa. Muuttujat olivat normaalisti jakautuneita, ja tulokset analysoitiin 2 (ilme) x 3 (ajankohta) koeasetelmana toistomittausten varianssianalyysia käyttäen. 3 TULOKSET 3.1 Ilmeen ja katsesuunnan vaikutus reaktioaikoihin Koehenkilöiden reaktioaikojen keskiarvot eri ärsyketilanteissa ovat esitettynä kuvassa 4. Toistettujen mittausten 2 x 2 varianssianalyysissa saadut ilmeen ja katsesuunnan pää- ja yhdysvaikutusten analyysin tulokset ovat esitettynä taulukossa 1. Katsesuunnalla oli odotettu päävaikutus reaktioaikoihin, F(1, 21) = 4.55, p =.045, η 2 =.18. Reaktioajat olivat nopeampia kongruentissa koetilanteessa verrattuna inkongruenttiin koetilanteeseen. Kuvasta 4 nähdään myös, että reaktioaikaero kongruentin ja inkongruentin koetilanteen välillä on suurempi pelokkaan kuin 16

neutraalin ilmeen kanssa. Yhdysvaikutus katsesuunnan ja ilmeen välillä ei kuitenkaan ollut tilastollisesti merkitsevä. Vaikka yhdysvaikutus katsesuunnan ja ilmeen välillä ei ollut tilastollisesti merkitsevä, katsesuunnan vaikutusta tarkasteltiin ilmeittäin t-testeillä. Ilmekohtaisten testien tarkoituksena oli selvittää, näkyikö reaktioaikaero kongruentin ja inkongruentin koetilanteen välillä sekä pelokkaan että neutraalin kasvonilmeen yhteydessä. Pelokkaan ilmeen kanssa reaktioajat erosivat merkitsevästi kongruentin (ka = 453 ms, = 111 ms) ja inkongruentin (ka = 533 ms, = 230 ms) katsesuunnan välillä, t(21)= 2.21, p =.038. Reaktioajat olivat odotetusti pidempiä pelokasilmeisen kasvokuvan kohdalla, jos katsesuunta oli ärsykkeestä poispäin. Kun kasvonilme oli neutraali, kongruentin (ka = 462 ms, = 129 ms) ja inkongruentin (ka = 480 ms, = 148 ms) koetilanteen reaktioajat eivät eronneet merkitsevästi toisistaan, p >.10. 540 530 520 reaktioaika (ms) 510 500 490 480 kasvonilme neutraali pelko 470 460 450 440 kongruentti inkongruentti katsesuunta Kuva 4. Reaktioaikojen keskiarvot katsesuunnan ja ilmeen mukaan. 17

Taulukko 1. Katsesuunnan ja ilmeen pää- ja yhdysvaikutukset reaktioaikoihin. F p η 2 ilme 0.72.404.03 katsesuunta 4.55.045.18 ilme * katsesuunta 1.44.244.06 (F = testisuure, p = merkitsevyystaso, η 2 = selitysosuus) 3.2 Silmänliikkeiden frekvenssit Silmänliikkeistä analysoitiin katseen siirtojen frekvenssit suhteessa analyysiin mukaan otettujen koekierrosten kokonaismäärään eri ärsyketilanteissa. Katsesuunnan ja ilmeen vaikutus katseen siirtojen frekvensseihin on esitetty kuvassa 5. Pareittaiset vertailut Wilcoxonin merkittyjen järjestyslukujen testillä osoittivat tilastollisesti merkitsevää eroa keskiarvoissa kongruentin ja inkongruentin katsesuunnan välillä pelokkaan ilmeen tilanteessa, Z = -1.97, p =.049. Hypoteesin mukaisesti todennäköisyys siirtää katse kohdeärsykkeeseen oli suurempi, kun pelokas kasvo katsoi kohdeärsykkeeseen (ka = 93,2 %, = 9,7 %) verrattuna koetilanteeseen, jossa pelokas kasvo katsoi kohdeärsykkeestä poispäin (ka = 83,4 %, = 17,0 %). Katseen siirron todennäköisyyksissä kohdeärsykkeeseen ei ollut merkitseviä eroja neutraalin ilmeen kongruentissa (ka = 95,0 %, = 8,2 %) ja inkongruentissa (ka = 96,4 %, = 9,6 %) koetilanteessa, p >.10. Jatkotarkastelut osoittivat myös, että kongruenssiefekti oli merkitsevästi voimakkaampi pelkotilanteessa verrattuna neutraaliin tilanteeseen (kuva 6). Kongruenssiefektit laskettiin kongruentin ja inkongruentin katsesuunnan välisenä erotuksena katseen siirtojen todennäköisyyksille ilmeittäin. Pelkoilmeen kohdalla katsesuuntien välinen erotus oli 9,6 % ( = 14,6 %) ja neutraalin ilmeen kohdalla -1,4 % ( = 10,7 %). Wilcoxonin merkittyjen järjestyslukujen testin perusteella ilmekohtainen ero oli tilastollisesti merkitsevä, Z = -2.23, p =.026. Lisäksi haluttiin tarkastella suhteessa neutraaliin kasvonilmeeseen, tehostaako pelkoilme orientoitumista kohdeärsykkeeseen kongruentissa koetilanteessa, vai vaikuttaako se orientoitumiseen vähentämällä todennäköisyyttä katseen siirtoon inkongruentissa koetilanteessa. Tämän vuoksi verrattiin, eroaako katseen siirron todennäköisyys kohdeärsykkeeseen pelokkaan ja 18

neutraalin kasvonilmeen välillä erikseen kongruentissa ja inkongruentissa koetilanteessa. Todennäköisyydet katseen siirroissa erosivat merkitsevästi pelokkaan ja neutraalin ilmeen välillä ainoastaan inkongruentin katsesuunnan yhteydessä Z = -2.38, p =.017. Kaikilta lapsilta ei puuttunut katseen siirtoja kohdeärsykkeeseen. Tähän analyysiin osallistuneista koehenkilöistä 14,3 % (n = 2) siirsi katseen kaikissa koetilanteissa, ja 42,9 % (n = 6) siirsi katseen joka kerta pelko ilmeen kohdalla. 100 todennäköisyys siirtää katse kohdeärsekkeeseen (%) 95 90 85 kasvonilme neutraali pelko 80 kongruentti katsesuunta inkongruentti Kuva 5. Katseen siirtojen todennäköisyydet katsesuunnan ja ilmeen mukaan. 19

12,0 10,0 katseen siirtojen todennäköisyyksien kongruenssiefekti (%) 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0-2,0 neutraali kasvonilme pelko Kuva 6. Ilmeittäiset kongruenssiefektit katseen siirtojen todennäköisyyksien erotuksina kongruentin ja inkongruentin katsesuuntatilanteen välillä. 3.3 Syketaajuuden vaihtelu Syketaajuutta tarkasteltiin kolmena ajankohtana (0 ms, 500 ms, 1000 ms) kasvokuvan esittämisen jälkeen erikseen pelokkaalle ja neutraalille ilmeelle (kuva 7). Tulokset toistomittausten varianssianalyysia käyttäen 2 (ilme) x 3 (ajankohta) koeasetelmalla ovat esitettynä taulukossa 2. Syketaajuuden lasku oli erittäin merkitsevä ajan suhteen, F(2, 36) = 25.96, p <.001, η 2 =.59. Syke hidastui kasvokuvan ilmaannuttua ruudulle. Syketaajuus ei vaihdellut tilastollisesti merkitsevästi eri ilmeillä ajanjakson 0 1500 ms aikana. Syketaajuus laski samalla tavalla riippumatta kasvon ilmeestä (neutraali ka = -2,98 bpm, = 2,49 bpm, pelko ka = -2,49 bpm, = 2,65 bpm) syketaajuuden perustasoon nähden. 20