FLOW Endurance Juoman vaikutukset psykofysiologisin ja itseraportointimenetelmin arvioituna 21.7.2009 MARJA TURUNEN, MIKKO SALMINEN, J. MATIAS KIVIKANGAS, SIMO JÄRVELÄ & NIKLAS RAVAJA HSE / CKIR
Sisällysluettelo TIIVISTELMÄ 1 1. JOHDANTO 2 2. MENETELMÄT 3 2.1 KOEHENKILÖT 3 2.2 PELI 4 2.3 KOKEEN KULKU 4 2.4 KOKEESSA KÄYTETYT KYSELYT 5 2.5 PSYKOFYSIOLOGISEN DATAN KERÄYS 6 2.6 ANALYYSI JA DATAN KÄSITTELY 6 3. TULOKSET 7 3.1 KIERROSAJAT 7 3.2 KYSELYT 8 3.3 FYSIOLOGINEN DATA 10 4. POHDINTA 11 4.1 JOHTOPÄÄTÖKSET 13 5. LÄHTEET 13
Tiivistelmä Tämä tutkimus on Flow Drinks Oy:n tilaama selvitys Flow Endurance -juoman vaikutuksista pelattaessa haastavaa digitaalista autopeliä. Juoman vaikutuksia tarkasteltiin suhteessa placebojuomaan (sokeriliuos) ja veteen; arviointiin käytettiin psykofysiologisia menetelmiä (EEG, EKG, EMG, EDA) ja itsearviointiin perustuvia kyselyitä. Flow Endurancella havaittiin lievän suorituskykyä parantavan vaikutuksen (hieman nopeammat kierrosajat; ajaminen hieman tasaisempaa) lisäksi selkeä suotuisa vaikutus henkilön itsearvioimaan emotionaaliseen tilaan ja keskittymiskykyyn. Lisäksi juoma lisäsi sydämen sympaattista aktivaatiota, mitä voidaan pitää merkkinä käytettävissä olevien resurssien tehokkaammasta mobilisoinnista. Juomien välillä ei havaittu eroja emootioita mittaavalla EMG:llä ja aivojen sähköistä aktivaatiota mittaavalla EEG:llä. Lisäksi kolinerginen sympaattinen aktivaatio mitattuna ihon sähkönjohtavuudella oli hieman ristiriitaisesti korkein juotaessa sokeriliuosta (vrt. sydämen sympaattinen aktivaatio korkein Flowjuoman yhteydessä). 1
1. Johdanto Flow Endurance on FlowDrinks Oy:n kehittämä juoma, jonka tarkoituksena on edistää hyvinvointia ja jaksamista. Sen ensisijainen käyttötarkoitus on parantaa pitkäkestoista ja keskittymiskykyä vaativaa urheilusuoritusta. Vaikuttavat aineet ovat valmistajan mukaan keskittymiskykyä edistävä vihreä tee, stressiä hillitsevä magnesium, runsaasti antioksidenttia sisältävä mustikka sekä L- karnitiini (http://www.flowdrinks.com/site.php?page=endurance). Tämä tutkimus on FlowDrinks Oy:n tilaama selvitys juoman psykofysiologisista ja kognitiivisista (itseraportointi) vaikutuksista pelattaessa haastavaa digitaalista autopeliä. Psykofysiologia on tieteenala, jossa tutkitaan psykologisen ärsykkeen aiheuttamia fysiologisia reaktioita (Turner, 1994). Menetelmää voidaan kuvata objektiiviseksi, sillä sen avulla voidaan mitata sekä tietoisesti että tiedostamatta syntyneitä reaktioita, sekä ajallisesti tarkaksi, sillä sen avulla hankittu informaatio taltioidaan välittömästi ärsykkeen esittämisen aikana. Näin se täydentää itseraportoitua dataa, jonka validiteettia heikentää se, että vastaukset kerätään ärsykkeen esittämisen jälkeen, jolloin ne ovat riippuvaisia muistista. Lisäksi henkilöillä on taipumusta vastata todellisen tuntemuksensa sijasta sosiaalisesti suotuisalla tavalla (Ravaja, 2004). Tarkastelemme seuraavia fysiologisia mittareita: sydänsähkökäyrä (EKG), elektroenkefalografia eli aivosähkökäyrä (EEG), kasvolihasten elektromyografia (EMG) sekä ihon sähkönjohtavuus (EDA). Aiemmissa tutkimuksissa on havaittu, että sydänkäyrästä lasketulla sydämen syketaajuudella (HR; määräytyy sekä sympaattisen että parasympaattisen hermoston aktiivisuudesta) voidaan saada informaatiota monenlaisista prosesseista, kuten tarkkaavaisuudesta, kiihtyneisyydestä (arousal) ja emootioista (esim. Ravaja, 2004). Syketaajuuden on havaittu nousevan arousalia/stressiä aiheuttavissa suoriutumistehtävissä (Lacey & Lacey, 1970) ja laskevan tehtävissä, joissa tarkkaavaisuus suunnataan ulkoisiin ärsykkeisiin (Berntson, Cacioppo & Fieldstone, 1996). Hengitykseen liittyvän korkeataajuuksisen sydämen sykevaihtelun (respiratory sinus arrhythmia; RSA) on esitetty sen sijaan ilmentävän ainoastaan parasympaattisen hermoston aktivoitumista, jolloin se olisi herkkä ja häiriöttömämpi mittari keskittymiskyvyn muutoksille (esim. Ravaja, 2004). Kasvojen lihasten aktiivisuutta mittaava EMG on käyttökelpoinen menetelmä emootioiden tutkimisessa, etenkin erottelemaan positiivisen ja negatiivisen emootion toisistaan (Lang, Greenwald, Bradley & Hamm, 1993), mutta myös ilmentämään aitoa iloa (Ekman, Davidson & 2
Friesen, 1990) ja mentaalista ponnistelua pitkäkestoisessa kognitiivisessa tehtävässä (Waterink & van Boxtel, 1994). Hikirauhasten aktiivisuuteen perustuva ihon sähkönjohtavuuden mittaus (EDA) puolestaan kertoo sympaattisen hermoston aktivoitumisesta (Boucsein, 1992). EDA:a on käytetty muun muassa ilmentämään muutoksia aktivaatiossa ja tarkkaavaisuudessa (Dawson, Schell & Filion, 2000). EEG:stä tutkittavan theta-taajuuden (4-6 Hz) voimistuminen liittyy yleisesti uneliaaseen tilaan (Davidson, Jackson & Larson, 2000). Frontaalialueen keskilinjan thetan (frontal midline theta) voimistumisen on havaittu johtuvan suoritettavan tehtävän vaikeuduttua (Smith, Gevins & Brown, 2001). Alfa-taajuuden (8-12 Hz) väheneminen taas liittyy suoritettavan tehtävän helpottumiseen, esimerkiksi harjoituksen seurauksena (Smith, McEvoy & Gevins, 1999). Myös frontaaliasymmetria on mielenkiintoinen EEG-indeksi, joka liittyy lähestymis/loittonemis-reaktioon (approach/withdrawal). Lähestymis-suuntautuneet (positiiviset) emootiot liittyvät suhteellisesti suurempaan vasemman etuaivopuoliskon aktivaatioon ja loittonemis-suuntautuneet (negatiiviset) emootiot liittyvät suhteellisesti suurempaan oikeamman etuaivopuoliskon aktivoitumiseen (Coan, Allen & Harmon-Jones, 2001). Frontaaliasymmetriaa tutkitaan yleensä määrittämällä alfa-taajuuden tehoarvoja ja laskemalla näiden avulla asymmetria-indeksejä (ks. esim. Allen, Coan & Nazarian, 2004). Tarkastelemme, parantaako juoma henkilön suorituskykyä ja auttaako se keskittymään. Lisäksi tarkastelemme juoman vaikutuksia emotionaalisiin reaktioihin, vireystilaan ja stressireaktioihin. 2. Menetelmät 2.1 Koehenkilöt Kokeeseen osallistui 13 tervettä, 20-29-vuotiasta (ka = 23,4) miestä. Heistä jokainen raportoi harrastaneensa autopelejä jossain vaiheessa elämäänsä. Pituudeltaan he vaihtelivat 162 200 cm (ka = 181,1 cm) ja painoltaan 59-104 kg (ka = 77,9) välillä. Kaikki koehenkilöt olivat normaalipainoisia painoindeksillä mitattuna (BMI ka = 23,7). Korvauksena ajasta ja vaivasta osallistuneille koehenkilöille annettiin 70/120 euron lahjakortit Stockmann-tavarataloon riippuen koepäivän pituudesta (kahdelle koehenkilöistä koe suoritettiin pidempänä, ks. alla) sekä 24 pulloa Flow- 3
juomaa. Lisäksi palkitsimme kolme parasta kuljettajaa 120 euron lahjakorteilla, joiden tarkoitus oli motivoida koehenkilöitä mahdollisimman hyvään suoritukseen. 2.2 Peli Kokeessa käytettiin ärsykkeenä SimBimin vuonna 2006 julkaisemaa haastavaa autosimulaatiopeliä GTR2. Sen toteutuksessa on pyritty mahdollisimman realistisen ajokokemuksen saavuttamiseen (ks. esim. http://en.wikipedia.org/wiki/gtr2). Peli sisältää useita erilaisia pelitapahtumia, joista kokeessa käytimme rataviikonloppua. Rataviikonlopun sisältämät aika-ajo- ja lämmittelyosuudet ohitettiin ja pelaaminen aloitettiin suoraan itse kilpailusta. Tästä syystä jokainen koehenkilö aloitti pelaamisen viimeisestä lähtöruudusta. Pelaaminen tapahtui tietokoneen kontrolloimia kanssakilpailijoita vastaan seuraavilla radoilla: Barcelona, Imola, Magny-Cours ja Monza. Ajoaika säädettiin 25 minuuttiin, vaikeustaso noviisitasolle sekä vastustajien voimakkuus 90 %:iin. Kaikki koehenkilöt pelasivat samoilla asetuksilla ja samalla automallilla (Ferrari 550 Maranello). Ohjaamiseen käytettiin ulkoista rattia ja polkimia. Kaikki koehenkilöt käyttivät automaattivaihteita. 2.3 Kokeen kulku Jokainen koehenkilö osallistui kokeeseen kolmena eri päivänä, jotka sijoittuivat toisistaan noin viikon välein (maksimipituus koepäivien välillä oli 11 päivää, minimipituus 5 päivää). Jokainen päivä pyrittiin aloittamaan suurin piirtein samaan vuorokaudenaikaan (maksimiero 1,5 h). Suurin osa kokeista (70 %) järjestettiin aamupäivisin (klo 8.00 15:00), loput iltapäivisin (klo 12 18.30). Kaikkia koehenkilöitä oli ohjeistettu olemaan ruokailematta ja juomatta kofeiinipitoisia tuotteita kolmeen sekä polttamatta 12 tuntiin ennen koetta. Tämän lisäksi alkoholin nauttiminen koepäivänä tai sitä edeltävänä päivänä oli kielletty. Koepäivien vertailukelpoisuuden vuoksi koehenkilöitä pyydettiin syömään samaa tai samankaltaista ruokaa ennen kutakin koepäivää. Koe suoritettiin laboratoriossa, josta oli ääniyhteys valvontahuoneeseen. Koehenkilön osallistuessa kokeeseen ensimmäistä kertaa (päivä 1), aloitettiin koepäivä ohjeistuksella, suostumuslomakkeen allekirjoittamisella ja ennakkokyselyn täyttämisellä (ks. 2.4, kohta 1). Tämän jälkeen koehenkilölle kiinnitettiin psykofysiologiset mittarit. Ensimmäinen päivä sisälsi lisäksi enintään 10 minuuttia 4
kestävän harjoittelujakson Spa:n radalla. Tällä pyrittiin pienentämään oppimisefektiä itse kokeen aikana. Mittaaminen aloitettiin alkulevolla (7 min), jota seurasi lyhyt alkulevon jälkeinen kysely (ks. 2.4, kohta 2). Tämän jälkeen koehenkilö nautti ensimmäisen annoksen (2,5 dl) koejuomaa. Koejuomia oli kolme: Flow Endurance, tilaajan toimittama sokeriliuos, joka oli valmistettu muistuttamaan Flow Endurance juomaa, sekä vesi. Juomien järjestys oli tasapainotettu koepäivien suhteen. Juomisen jälkeen koehenkilö ohjattiin ensimmäiseen pelijaksoon (kesto: 25 min), joka tapahtui jollakin edellä mainitulla peliradalla. Erilaisia ratajärjestyksiä oli 12, jotka oli myös tasapainotettu. Jokaisen pelijakson jälkeen koehenkilö vastasi samansisältöiseen kyselyyn (ks. 2.4, kohta 3). Tämän jälkeen uusi jakso saattoi alkaa nauttimalla toinen annos koejuomaa. Jaksoja oli yhteensä neljä, lukuun ottamatta kahta koehenkilöä, jotka pelasivat yhteensä kahdeksan jaksoa. Viimeisen jakson jälkeen elektrodit irrotettiin ja koehenkilöä kiitettiin osallistumisesta. Jos kyseessä oli viimeinen koepäivä, koehenkilölle annettiin korvaus lahjakorttina. Tilaajan tarjoamat juomat toimitettiin kotiinkuljetuksella. 2.4 Kokeessa käytetyt kyselyt Koehenkilöt vastasivat yhteensä kolmeen erisisältöiseen itsearviointiin perustuvaan kyselyyn kokeen aikana: 1. Taustakysely sekä luonteenomaista taipumusta lähestymis- ja välttäytymiskäyttäytymiseen mittaava BIS/BAS kysely (Carver & White, 1994) täytettiin ensimmäisenä päivänä ohjeistuksen jälkeen, ennen ensimmäistä pelijaksoa. 2. Valenssia (miellyttävyys) ja arousalia (vireystila) mittaavat SAM-skaalat (Lang, 1980) sekä positiivista ja negatiivista affektiivisuutta mittaava lyhennetty ja modifioitu versio kyselystä PANAS-X (Watson, Clark & Tellegen, 1988) täytettiin alkulevon jälkeen ennen pelijaksoa. 3. SAM-skaalat (ks. kohta 2), pelikokemusta mittaava igeq-kysely (IJsselsteijn, Kort & Poels, n.d.), läsnäoloa mittaavan MEC-SPQ kyselyn (Vorderer, Wirth, Gouveia, Biocca, Saari, Jäncke, Böcking, Baumgartner & Jäncke, 2004) tarkkaavaisuutta koskevat osat sekä lyhennetty ja modifioitu versio kyselystä PANAS-X (ks. kohta 2) täytettiin jokaisen pelijakson jälkeen. 5
2.5 Psykofysiologisen datan keräys Sydänsähkökäyrä (EKG) rekisteröitiin käyttäen Psylab Model BIO2 eristettyä AC-vahvistinta (Contact Precision Instruments, London, UK; kolme EKG-johdinta). Kasvolihasten EMG:n taltioimiseksi mittasimme Fridlundin ja Cacioppon (1986) suositusten mukaisesti aktivaation seuraavilta lihasalueilta kasvojen vasemmalta puolelta: corrugator supercilii (CS), zygomaticus major (ZM) ja orbicularis oculi (OO). Mittaukseen käytettiin Ag/AgCl elektrodeja (sähköä johtavan kontaktipinnan halkaisija 7 mm; Becker Meditec, Karlsruhe, Saksa). Elektrodit täytettiin Synapse elektrodivoiteella (Med-Tek, Arcadia, CA). Raaka EMG-signaali vahvistettiin ja alle 30 sekä yli 400 Hz taajuudet poistettiin käyttäen Psylab Model EEG8 vahvistinta. Raakasignaali rektifioitiin ja integroitiin käyttäen Psylab8 ohjelmistoa. EDA (ihon sähkönjohtavuustaso, SCL) rekisteröitiin käyttäen Psylab Model SC5 24-bittistä digitaalista ihon sähkönjohtavuus-vahvistinta (vakio 0,5 V). Mittaukseen käytettiin Ag/AgCl elektrodeja (kontaktipinnan halkaisija 8 mm; Med Assoc. Inc., St. Albans, VT), jotka täytettiin TD-246 ihon sähkönjohtavuus elektrodigeelillä (Med Assoc. Inc.) ja sijoitettiin puhtaaseen vasempaan käteen sen nimettömän sekä pikkusormen keskimmäisiin nivelväleihin. Aivosähkökäyrää (EEG) mitattiin neljällätoista elektrodimyssyyn (kansainvälisen 10/20-järjestelmän mukaisesti) kiinnitetyllä elektrodilla, paikoista Fp1, Fp2, F3, F4, C3, C4, P3, P4, O1, O2, F7, F8, T3 ja T4. EEG-mittauksissa käytettiin referenssinä linkitettyjä korvalehtiä ja maadoitukseen elektrodia Fz. Digitaalinen data nauhoitettiin Psylab8 -ohjelmistolla ja kaikkien fysiologisten signaalien näytteenottotaajuus oli 1000 hz. 2.6 Analyysi ja datan käsittely Pelijaksojen pituus vaihteli riippuen ajettavasta radasta ja pelaajan taidoista. Analysoimme hieman eripituiset jaksot joko 20 tai 23 minuutin pituisina alkaen lähtöruudusta. Analysoitaessa kierrosaikoja poistimme analyysista eniten virhelähteitä sisältävät ensimmäisen ja viimeisen kierrosajan, jotta kierrosajat olisivat mahdollisimman vertailukelpoisia keskenään. EEG-analyyseissa käytettiin elektrodeja F3, F4, C3, C4, P3 ja P4. Signaalista suodatettiin ensin 0,5-50 Hz kaista, jonka jälkeen se pilkottiin 1s jaksoihin. Silmänliikkeitä tai muita artefaktoja sisältävät sekunnit poistettiin ja jäljelle jääneille sekunnin jaksoille laskettiin Fourier-muunnos (fast Fourier transform, FFT). Seuraavaksi tulostettiin theta (4-6 Hz) ja alfa (8-12 Hz) kaistojen tehoarvot kultakin sekunnilta ja näistä arvoista laskettiin keskiarvo kullekin pelijaksolle. Tilastollisia 6
analyyseja varten laskettiin keskimääräiset tehoarvot koko pään alueelta (elektrodeilla F3, F4, C3, C4, P3 ja P4) theta- ja alfa-taajuuksien tahoista. Frontaalialueen keskilinjan thetan (frontal midline theta) tutkimiseksi laskettiin keskiarvo elektrodien F3 ja F4 theta-taajuuden tehosta. Lisäksi laskettiin asymmetria-indeksi vähentämällä elektrodin F4 alfa-taajuuden tehoarvosta elektrodin F3 vastaava arvo. Datan siistimisen jälkeen EKG-signaaleista laskettiin R-piikkien välinen aika (IBI; ms) ja sydämen sykevaihteluun liittyvät indeksit käyttäen ANSLAB-ohjelmistoa (Baselin yliopisto, Saksa). EMGsignaalit muunnettiin luonnollisella logaritmimuunnoksella. Muiden fysiologioiden kuin EEG:n kohdalla laskettiin koko jakson ajalta keskiarvo ja hajonta, joille analyysit tehtiin. Käytimme analyysiin SPSS-tilasto-ohjelman linear mixed model menetelmää, jonka avulla voitiin tarkastella päivien ja jaksojen välisiä toistuvia mittauksia. Käytimme analyysissa restricted maximum likelihood -estimaatiota ja residuaaleille compound symmetry -kovarianssirakennetta. Päävaikutusten tarkastelemiseksi valitsimme faktoreiksi koepäivän, koejakson sekä juoman ja määrittelimme kiinteiden vaikutusten mallin, joka sisälsi näiden päävaikutusten lisäksi myös juoman ja jakson välisen interaktion. 3. Tulokset 3.1 Kierrosajat Flow Endurancea juodessa kierrosajat olivat hieman nopeampia, kun tarkkailun kohteeksi otetaan kaikkien ratojen kierrosajat samanaikaisesti (Flow ka = 108,73 s, kh = 3,19 s; sokeriliuos ka = 110,51 s, kh = 3,76 s; vesi ka = 110,34 s, kh = 4,04 s), mutta tämä tulos ei kuitenkaan ole tilastollisesti merkitsevä (F(2, 130,574) = 1,694, p =.188). Flow:ta juodessa ajaminen oli myös tasaisempaa (ks. keskihajonnat edellä), mikä on tilastollisesti lähes merkitsevä tulos (F(2, 130,546) = 2,647, p =.075). Parittaisesta vertailusta huomataan, että Flow-juoman keskihajonnan ero veteen on tilastollisesti merkitsevä (p =.025), mutta sokeriliuokseen ei (p =.144). Erot olivat samansuuntaisia ja lähes samansuuruisia, kun tarkasteltiin eri ratoja tai jaksoja erikseen ja myös silloin, kun tarkasteltiin ajamista jakson alku- ja loppupäässä. 7
Kierrosajat (s), p =.188 Kierroshajonnat (s), p =.075 116 6 114 5 112 110 4 108 3 106 2 104 102 1 100 Flow Sokeriliuos Vesi 0 Flow Sokeriliuos Vesi Kuva 1: Kierrosaikojen keskiarvot (vasemmalla) ja hajonnat (oikealla) koejuomien välillä 3.2 Kyselyt Koehenkilöt arvioivat SAM-skaalalla (1-9) mitatun pelijakson jälkeisen arousalin (vireystila) korkeammaksi juodessaan Flow Endurancea (ka = 5,14), kuin juodessaan sokeriliuosta (ka = 4,37) tai vettä (ka = 4,36), (F(2, 130,585) = 2,770, p <.001.) Vastaavasti koehenkilöt raportoivat myös kokemansa valenssin (miellyttävyyden) korkeammaksi juodessaan Flow:ta (keskiarvot: Flow = 6,16, sokeriliuos = 5,88 ja vesi = 5,68, (F(2, 130,585) = 2,770, p =.066), mutta ero on merkitsevä ainoastaan Flow:n ja veden välillä (p =.021). Itsearviointiin perustuvien kyselyjen tuloksista huomataan, että Flow-juoman yhteydessä koehenkilöt kokivat tarkkaavaisuutensa paremmaksi ja olonsa miellyttävämmäksi. Kun kyseessä oli pelikokemusta (igeq) mittaava kysely (likert-asteikko 1-5), seuraavat kysymykset tuottivat tilastollisesti merkitseviä tuloksia (keskiarvot on ilmoitettu järjestyksessä Flow, sokeriliuos, vesi): Unohdin kaiken ympärilläni, (ka:t 3,47; 3,00; 2,84, F(2, 131,958) = 11,219, p <.001) Tunsin oloni tyytyväiseksi, (ka:t 3,61; 3,16; 3,23, F(2, 131,159) = 4,481, p =.013) Tunsin oloni ikävystyneeksi (ka:t 1,87; 2,32; 2,29, F(2, 130,609) = 5,317, p =.006) Pelaaminen oli minusta pitkästyttävää (ka:t 1,99; 2,38; 2,39, F(2, 130,702) = 4,283, p =.016) Peli imaisi minut mukaansa (ka:t 4,01; 3,73; 3,54, F(2, 131,161) = 2,290, p =.006). Kaikkien muiden yllä olevien kysymysten kohdalla Flow-juoma erosi parittaisissa vertailuissa tilastollisesti merkitsevästi (p < 0.02) sekä sokeriliuoksesta että vedestä, paitsi viimeisen 8
kysymyksen kohdalla, jossa ero Flow-juoman ja sokeriliuoksen välillä jäi lähes merkitseväksi (p =.062). Kun kyseessä oli tarkkavaisuutta mittaavia (MEC-SPQ) kysymyksiä (likert-asteikko 1-5), seuraavat olivat merkitseviä: Peli veti huomioni puoleensa (ka:t 4,03; 3,74; 3,64, F(2, 130,660) = 6,831, p =.002) Kiinnitin kaiken huomioni peliin (ka:t 3,88; 3,60; 3,47, F(2, 131,930) = 4,461, p =.013) Vastaavasti näissä kaikki Flow-juoman parittaiset erot olivat tilastollisesti merkitseviä (p <.012), paitsi toisen kysymyksen kohdalla lähes merkitseväksi jäänyt ero Flow:n ja sokeriliuoksen välillä (p =.055). igeq MEC-SPQ 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 Flow Sokeriliuos Vesi 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Unohdin kaiken ympärilläni, p <.001 Tunsin oloni tyytyväiseksi, p =.013 Tunsin oloni ikävystyneeksi, p =.006 Pelaaminen oli minusta pitkästyttävää, p =.016 0,00 Peli veti huomioni puoleensa, p =.002 Kiinnitin kaiken huomioni peliin, p =.013 Kuva 2: Juomien välisiä keskiarvoeroja mitattuna itseraportoidulla pelikokemuksella (igeq) ja tarkkaavaisuudella (MEC-SPQ) Viimeiseksi negatiivista ja positiivista affektiivisuutta mittaava kysely (lyhennetty PANAS-X; likert-asteikko 1-7) tuotti seuraavat tulokset: Tunnen oloni tylsistyneeksi (ka:t 2,56; 3,18; 3,01, F(2, 130,733) = 3,932, p =.022) Tunnen oloni huvittuneeksi (ka:t 3,95; 3,68; 3,48, F(2, 130,189) = 5,833, p =.004) Näissä Flow-juoman parittaiset erot muihin juomiin olivat tilastollisesti merkitseviä (p <.05) lukuun ottamatta jälkimmäistä kysymystä, jossa Flow:n ja sokeriliuoksen välinen ero jäi lähes merkittäväksi (p =.064). 9
3.3 Fysiologinen data Pelijakson aikana mitattu sydämensyke (mitattu R-piikkien välisistä ajanjaksoista) erosi ryhmien välillä tilastollisesti merkitsevästi (F(2, 124,254) = 9,044, p <.001): Flow Endurancea juodessa syke on korkeimmillaan (ka = 88,06) ja se eroaa vedestä (ka = 83,15) tilastollisesti merkitsevästi (p <.001) ja sokeriliuoksesta (ka = 85,73) lähes merkittävästi (p =.061). Vastaavasti T-aallon amplitudi oli matalin (ilmentää sympaattisen hermoston aktivaatiota) juodessa Flow:ta (ka = 45,19) kuin sokeriliuosta (ka = 51,04) tai vettä (ka = 50,91), (F(2, 108,151) = 3,056, p =.051). Parittaiset erot Flow:hun ovat myös tilastollisesti merkitseviä (p <.044). 90 52 88 86 50 84 82 80 78 76 Flow Sokeriliuos Vesi 48 46 44 74 72 42 70 HR, p <.001 40 T-aallon amplitudi, p =.051 Kuva 3: Juomien välisiä keskiarvoeroja mitattuna sydämensykkeellä (HR) ja T-aallon amplitudilla Koko pelijakson ajalta mitatussa pitkäaikaisessa ihon sähkönjohtavuudessa (SCL) oli merkittäviä eroja (F(2, 124,288) = 13,68, p <.001) siten, että sokeriliuosta juotaessa sähkönjohtavuus oli korkeampi (ka = 8,44), kuin Flow:ta (ka = 7,25) tai vettä juodessa (ka = 7,46). Molemmat erot ovat myös tilastollisesti merkitseviä (p <.001). Sen sijaan ihon sähkönjohtavuuden hajonta oli alhaisin Flow-juoman yhteydessä (Flow ka = 0,318; sokeriliuos ka = 0,441, vesi ka = 0,341), mutta näistä eroista vain Flow:n ja sokeriliuoksen välinen on tilastollisesti merkitsevä (p <.001), (F(2, 124,921) = 11,38, p <.001). 10
Korkeataajuuksinen sydämen sykevaihtelu (HF vaihtelu eli taajuuskaista 0,15:sta 0,40:een hertsiin; käytetty yleisesti RSA:n mittaukseen) erosi ryhmien välillä tilastollisesti merkitsevästi (F(2, 126,342) = 5,70, p =.004): sokeriliuosta juodessa variabiliteetti oli matalampi (ka = 7,130) kuin juotaessa Flow:ta (ka = 7,89) tai vettä (ka = 8,41). Ero veteen oli tilastollisesti merkitsevä (p =.001) ja Flow:hun lähes merkitsevä (p =.052). Ainoa tilastollisesti merkitsevä EEG-tulos oli keskimääräisen theta-taajuuden (4-6 Hz) tehon ero eri juomien yhteydessä (F(2, 133,698) = 3,166, p = 0,045). Theta-taajuuden voimakkuus oli suurinta sokeriliuoksen, toiseksi suurinta Flow-juoman ja pienintä veden yhteydessä. EMG-mittaukset eivät tuottaneet tilastollisesti merkittäviä eroja juomien välille. 4. Pohdinta Flow Endurancen juominen paransi hieman pelaajien suoriutumista: kierrosajat olivat hiukan nopeampia ja pelaaminen oli tasaisempaa. Koehenkilöt tunsivat olonsa myös virittyneemmäksi (korkeampi arousal) ja miellyttävämmäksi (korkeampi valenssi; miellyttävämpi pelikokemus; positiivisempi affektiivisuus) ja lisäksi he raportoivat keskittyneensä paremmin juotuaan Flow Endurancea. Virittyneisyyden puolesta puhuu myös Flow-juomaan liittyvä korkeampi sydämen syke. Sykkeen nousu liittyy mm. emotionaaliseen virittyneisyyteen ja erityyppisten resurssien mobilisointiin (Ravaja, 2004). Sydämen sykettä kontrolloi sekä sympaattinen että parasympaattinen hermosto. T-aallon matala amplitudi puolestaan ilmentää vain sympaattisen hermoston aktiivisuutta (Ravaja, 2004). Koska sydämen syke oli Flow:ta juodessa korkeampi ja T-aallon amplitudi matalampi, voidaan päätellä, että Flow aktivoi pelaajien sympaattista hermostoa. Sympaattinen hermosto aktivoituu tyypillisesti stressaavassa tilanteessa, jossa elimistö valmistautuu taistelemaan tai pakenemaan. Stressi voi kuitenkin olla myös myönteistä (Bloch, 1985). Esimerkiksi haastavat kilpailutilanteet, kuten kokeessa ärsykkeenä ollut haastava autopeli, voivat aktivoida sympaattista hermostoa ja siten kohottaa vireystilaa, mikä taas kohtuullisena määränä voi parantaa henkilön suorituskykyä. Sympaattinen hermosto aktivoituu myös valmistautuessa nopeaan liikkeeseen (Bloch, 1985), jota 11
pelaaminen ratilla ja polkimilla nopeasti muuttuvalla radalla vaatii. Voidaankin nähdä, että Flow Endurancen juonti edistää pelaajan resurssien mobilisointia. Toisaalta hieman yllättäen kolinergisen sympaattisen aktivaation indikaattorina käytetty ihon sähkönjohtavuus oli korkein juodessa sokeriliuosta, kun taas Flow-juoma ja vesi aiheuttivat samansuuruisen, pienemmän efektin. Flow:ta juodessa sähkönjohtavuus myös vaihteli vähemmän kuin sokeriliuosta juodessa. Flow:n juominen siis johti matalampaan ja vähemmän vaihtelevaan (ihon sähkönjohtavuudella mitattuun) kolinergiseen sympaattiseen aktiviteettiin kuin sokeriliuoksen juominen. Tämä näyttää olevan ristiriidassa Flow-juoman yhteydessä esiintyneen korkeamman sydämen sykkeen ja itseraportoidun arousalin kanssa. Nämä mittareiden välillä esiintyvät ristiriitaisuudet vaikeuttavat jonkin verran johtopäätösten tekoa. Tämä ei kuitenkaan ole erityisen harvinaista. Monista yhtäläisyyksistään huolimaatta esimerkiksi sydämen syke (HR) ja EDA mittaavat eri asioita: Fowles:n (1988) mukaan sydämen sykettä säätelee neurofysiologinen aktivaatiojärjestelmä (palkkiohakuisuus; vertaa kilpailutilanne kokeessa), kun taas ihon sähkönjohtavuus perustuu enemmän inhibitiosysteemin toimintaan (rangaistukseen vastaaminen, passiivinen välttely). Tämä käy yksiin edellä esitetyn tulkinnan kanssa, että Flow Endurancen juonti nosti pelin aikaista sydämen sykettä ja sitä kautta edisti pelaajan resurssien mobilisointia. Toisaalta tulkintaa vaikeuttaa myös se, että sydämen sykkeen vaihtelusta suurin osa selittyy muilla kuin psykologisilla tekijöillä (mm. mekaaniset, hemodynaamiset, humoraaliset ja neuraaliset tekijät) (Öhman, Hamm & Hugdahl, 2000). Ihon sähkönjohtavuus on puolestaan yhdistetty niin moneen psykologiseen prosessiin, että senkin tulkinta on haastavaa (Ravaja, 2004). On myös huomattava, että tutkimuksen otoskoko (n = 13) oli huomattavan pieni. Tähän nähden osa tuloksista etenkin kyselytulokset - ovat yllättävänkin vahvoja. Suuremmalla otoskoolla monet lähes merkittävät tulokset olisivat voineet olla merkitseviä ja tällöin myös osa tulosten ristiriitaisuuksista olisi saattanut korjaantua. On tärkeää huomata, että monien itsearviointimuuttujien ja T-aallon amplitudin (sydämen sympaattinen aktivaatio) kohdalla Flow-juoma erosi sekä vedestä että sokeriliuoksesta. Koska koehenkilöille oli kerrottu, että he juovat vettä ja kahta tutkimusjuomaa, he oletetusti suhtautuivat näihin kahteen tutkimusjuomaan samalla tavalla. Veden kohdalla he sen sijaan tiesivät juovansa vettä. Tämä tarkoittaa sitä, että löydetyssä Flow:n vaikutuksessa ei ole kyse pelkästään ns. placeboefektistä, joka syntyy, kun koehenkilö luulee juovansa vaikuttavia aineita sisältävää mutta 12
todellisuudessa neutraalia juomaa. Toisaalta placebojuoma sisälsi kuitenkin sokeria, jonka vaikutus fysiologiseen tilaan on otettava huomioon. Ainoan tilastollisesti merkitsevän EEG-löydöksen, theta-taajuuden tehon ero eri juomien välillä, pohjalta ei voida tehdä luotettavia päätelmiä eroista koehenkilöiden vireystasoissa; alfa-taajuudessa ei syntynyt vastaavia eroja. Myöskään EMG-mittaukset eivät tuottaneet merkittäviä eroja juomien välille. 4.1 Johtopäätökset Kaiken kaikkiaan voidaan todeta, että Flow Endurance (a) paransi jonkin verran suoritustasoa (tulos ei tosin ollut ainakaan tällä otoskoolla tilastollisesti merkitsevä), (b) teki suorituksesta tasaisempaa, (c) paransi voimakkaasti henkilön omaa arviota kyvystä keskittyä ja emotionaalisesta tilasta ja (d) lisäsi sydämen sympaattista aktiviteettia (tukien näin resurssien mobilisointia). Psykofysiologiset tulokset olivat kuitenkin osin ristiriitaisia. Esimerkiksi pieni otoskoko ja ärsykkeen epäspesifisyys vaikeuttavat niiden tulkintaa, ja siksi tuloksia voidaan pitää pikemminkin suuntaa-antavina. 5. Lähteet Allen, J. J. B., Coan, J. A., Nazarian, M. (2004). Issues and assumptions on the road from raw signals to metrics of frontal EEG asymmetry in emotion. Biological Psychology, 67, 1-2, 183-218. Berntson, G. G., Cacioppo, J. T., & Fieldstone, A. (1996). Illusions, arithmetic, and the bi-directional modulation of vagal control of the heart. Biological Psychology, 44, 1 17. Bloch, G. (1985). Body and self: Elements of human biology, behavior and health. William Kaufman, Inc. Boucsein, W. (1992). Electrodermal activity. New York: Plenum. Carver, C.S., & White, T.L. (1994). Behavioral inhibition, behavioral activation, and affective responses to impending reward and punishment: The BIS/BAS Scales. Journal of Personality and Social Psychology, 67, 319-333. Coan, J.A., Allen, J.B., & Harmon-Jones, E. (2001). Voluntary facial expression and hemispheric asymmetry over the frontal cortex. Psychophysiology, 38, 912 925. Davidson, R.J., Jackson, D.C., & Larson, C.L. (2000). Human electroencephalography. In J. T. Cacioppo, L. G. Tassinary, & G. G. Berntson (Eds.), Handbook of psychophysiology, 2nd ed. New York: Cambridge University Press, 27 52. 13
Dawson, M. E., Schell, A. M., & Filion, D. L. (2000). The electrodermal system. In J. T. Cacioppo, L. G. Tassinary, & G. G. Berntson (Eds.), Handbook of psychophysiology, 2nd ed. New York: Cambridge University Press, 200 223. Ekman, P., Davidson, R. J., & Friesen, W. V. (1990). The Duchenne smile: Emotional expression and brain physiology II. Journal of Personality and Social Psychology, 58, 342 353. Fowles, D. C. (1988). Psychophysiology and psychopathology: A motivational approach. Psychophysiology, 25, 373-391. Fridlund, A. J., & Cacioppo, J. T. (1986). Guidelines for human electromyographic research. Psychophysiology, 23, 567 589. Ijsselsteijn, W.A., de Kort, Y.A.W., & Poels, K. (n.d.). The Game Experience Questionnaire: Development of a self-report measure to assess player experiences of digital games. Manuscript submitted for publication. Lacey, J. I., & Lacey, B. C. (1970). Some autonomic-central nervous system interrelationships. In P. Black (Ed.), Physiological correlates of emotion. New York: Academic, 205 227. Lang, P.J. (1980). Behavioral Treatment and Bio-Behavioral Assessment: Computer Applications. In Technology in mental health care delivery systems, Sidowski, Joseph B., James H. Johnson, and Thomas A. Williams (Eds.). Norwood, NJ: Ablex Publishing, 119-137. Lang, P. J., Greenwald, M. K., Bradley, M. M., & Hamm, A. O. (1993). Looking at pictures: Affective, facial, visceral, and behavioral reactions. Psychophysiology, 30, 261 273. Ravaja, N. (2004). "Contributions of psychophysiology to media research: Review and recommendations", Media Psychology, vol. 6, no. 2, 193-235. Smith, M.E., Gevins, A., Brown, H., et al. (2001). Monitoring task loading with multivariate EEG measures during complex forms of human-computer interaction. Human Factors, 43, 366 380. Smith, M.E., McEvoy, L.K., & Gevins, A. (1999). Neurophysiological indices of strategy development and skill acquisition. Cognitive Brain Research, 7, 389 404. Turner, J.R. (1994). Cardiovascular reactivity and stress: Patterns of physiological response. Plenum, New York. Vorderer, P., Wirth, W., Gouveia, F.R., Biocca, F., Saari, T., Jäncke, F., Böcking, S., Baumgartner, T., & Jäncke, P. (2004). MEC Spatial Presence Questionnaire (MEC-SPQ): Short Documentation and Instructions for Application. Report to the European Community, Project Presence: MEC (IST-2001-37661). Online. Available from http://www.ijk.hmt-hannover.de/presence. Waterink, W., & van Boxtel, A. (1994). Facial and jaw-elevator EMG activity in relation to changes in performance level during a sustained information processing task. Biological Psychology 37(3), 183-198. Watson, David, Clark, Lee A. and Tellegen, Auke. (1988). Development and validation of brief measures of positive and negative affect: The PANAS scales. Öhman, A., Hamm, A., & Hugdahl, K. (2000). Cognition and the Autonomic Nervous System. In J.T. Cacioppo, L.G. Tassinary & G.G. Berntson (Eds.), Hanbook of Psychophysiology, 2nd ed. New York: Cambridge University Press, 533-575. 14