Moodmetric-teknologialla lupaavia tuloksia stressitason tunnistamisessa työympäristössä

The Moodmetric level correlates with cortisol level

Moodmetric-mittaus on tuki ennakoivaan stressinhallintaan. Moodmetric-älysormus on ollut kaupallisesti saatavilla vuodesta 2015. Älysormuksen avulla käyttäjä oppii tunnistamaan yksilölliset kuormituksen lähteensä ja palautumisen keinonsa. Mittaus motivoi etsimään keinoja autonomisen hermoston tasapainon löytämiseksi. Käyttäjä voi tarkastella mittaustuloksiaan reaaliaikaisesti mobiilisovelluksen kautta. Data on nähtävillä myös pilvipalvelussa.

Moodmetric-älysormus mittaa ihon sähkönjohtavuuden muutosta, joka on puhdas sympaattisen hermoston vaste. Ihon sähkönjohtavuus reagoi erityisen herkästi emotionaaliseen ja kognitiiviseen stressiin, ja se on siten erinomainen tuki stressinhallintaan.

Kaksi tuoretta tutkimusta lisää tieteellistä validaatiota Moodmetric-mittauksen tarkkuudelle.

Tutkimus: Moodmetric-teknologialla lupaavia tuloksia stressitason tunnistamisessa työympäristössä

Tampereen yliopiston Lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnan Personal Health Informatics-ryhmä simuloi tutkimuksessaan kognitiivisesti kuormittavaa työtä laboratoriossa. Koeasetelmassa henkilöt altistettiin kolmelle eritasoiselle kognitiiviselle kuormitukselle (rauhallinen, virittynyt, korkea stressitaso). Tasojen tarkkailuun käytettiin ihon sähkönjohtavuuden mittausta (EDA) ja kyselytutkimusta. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää Moodmetric-älysormuksen tunnistustarkkuutta verrattaessa tieteellisissä tutkimuksissa sovellettuun EDA-mittausjärjestelmään. Mittareiden kykyä erottaa stressitasot verrattiin myös henkilöiden itsearvioinnin tarkkuuteen. Tulosten analysoinnissa sovellettiin koneoppimisen menetelmiä.

TkT Hannu NieminenTulokset ovat lupaavia: ”Alustavien tulosten perusteella näyttää siltä, että Moodmetric-sormuksen tuottaman signaalin perusteella voidaan luokitella kuormittavia tilanteita työssä lähes yhtä hyvin kuin vertaillulla laboratoriotason laitteistolla”, kertoo tutkimuksen vastuullinen johtaja TkT Hannu Nieminen.

 

Tutkimus kokonaisuudessaan oli erittäin mielenkiintoinen. Esimerkiksi havaittiin, että yksilön oma kyky tunnistaa stressitasonsa on heikompi kuin laitteiden.

Tutkimus esitellään Engineering in Medicine and Biology konferenssissa Berliinissä heinäkuussa 2019.

Tutkimus: Moodmetric-taso korreloi kortisolitason kanssa

Kesällä 2018 käynnistyneestä tutkimuksesta Jyväskylän yliopiston sekä Pihlajalinna Oy:n kanssa on saatu myös lupaavia alustavia tuloksia.

Tutkimuksen yhtenä osana oli tietokoneella toteutettava kognitiivinen ’Trier mental challenge’ -stressitesti. Stressitestin kesto oli 10 minuuttia ja tehtävänä oli ratkaista matemaattisia päässälaskutehtäviä, jotka vaikeutuivat ajan kuluessa. Stressitestiä ennen ja sen jälkeen (N=14) mitattiin syljen kortisoli ja testin aikana Moodmetric-sormuksella Moodmetric-taso. Keskimääräinen MM-taso stressitestin aikana oli 61±15 ja syljen kortisoli muutos 12±71 %. Syljen kortisolipitoisuuden suhteellinen muutos korreloi positiivisesti Moodmetric-tason kanssa (r=.71, p=0.005) (kuva). Stressitestin aikainen Moodmetric-taso oli sitä korkeampi, mitä enemmän syljen kortisolipitoisuus nousi stressitestin aikana.

Moodmetric-taso korreloi kortisolitason kanssa
KUVA. Syljen kortisolipitoisuuden suhteellisen muutoksen ja Moodmetric-indeksin (MM-taso) korrelaatio stressitestissä (N=14) (r=.71, p=0.005). Stressitestin aikainen MM-taso oli sitä korkeampi, mitä enemmän syljen kortisolipitoisuus nousi stressitestin aikana.

Tanskanen-Tervo M., LitT, Valkonen H., LitK., Rautiainen P., LitK. Moodmetric-älysormuksen toimivuus kuormittumisen ja palautumisen mittarina. Jyväskylän yliopisto, Liikuntatieteellinen tiedekunta, Liikuntabiologia.

Taustatietoa: Mitä stressireaktio tarkoittaa kehossamme, miten sitä voi mitata ja ja mikä on sen yhteys kortisolitasoon?

Uhkatilanteessa aivot saavat kehoon vapautumaan ensin adrenaliinia ja noradrenaliinia. Käynnistyy taistele tai pakene -reaktio, jonka myötä pulssi nousee, sydämen iskuvoima kasvaa ja lihasten verisuonet laajenevat. Ihon ja sisäelinten verisuonet puolestaan supistuvat ja verenpaine nousee. Keuhkoputket laajenevat, jolloin ilma virtaa paremmin keuhkorakkuloihin.

Varastoitua sokeria ja rasvaa alkaa vapautua lihasten käyttöön, ruuansulatus hidastuu ja silmäterät laajenevat. Ihon pinta lämpenee ja hikoaa, mikä nostaa sähkönjohtavuutta.

Nämä havaittavat reaktiot aiheuttaa äärimmäisen nopea kemiallinen prosessi kehossamme. Kaikki tapahtuu tahdosta riippumattomasti. Ihminen on silmänräpäyksessä valmis toimintaan.

Jos uhka on todellinen ja taistelu väistämätön, aktivoituu ensimmäisen adrenaliinipiikin ehtyessä hypotalamus-aivolisäke-lisämunuaiskuori -akseli. Sen tehtävänä on pitää sympaattinen hermosto aktiivisena niin pitkään kuin tarvitaan.

Lisämunuaisen toiminnan käynnistyessä alkaa vereen vapautua stressihormoni kortisolia, jolla on monia tehtäviä. Se pitää mm. veren sokeritason riittävän korkeana stressitilanteiden aikana. Lisämunuaisen kautta tulevia hormonaalisia vaikutuksia kutsutaan välillisiksi stressin vaikutuksiksi, koska ne toimivat verenkierron kautta. Nämä vaikutukset ovat havaittavissa 20–30 sekunnissa.

Lue lisää Moodmetric-älysormuksesta tutkimushankkeissa

Lisätiedot: Niina Venho ([email protected]) 040 710 0487

Susanna Hartikainen tutkii aktiivista oppimista Tampereen teknillisellä yliopistolla

Susanna Hartikainen tutkii aktiivista oppimista Tampereen yliopistolla, Moodmetric

Susanna Hartikainen työskentelee tohtorikoulutettavana Tampereen teknillisellä yliopistolla tuotantotalouden ja tietojohtamisen laboratoriossa. Hän on mukana professori Petri Nokelaisen johtamassa LEAD-tutkimusryhmässä. Ryhmä tutkii oppimista ja asiantuntijuuden kehittymistä tekniikan alan yliopisto-opiskelussa.

1. Mikä on tutkimusalasi?

Oma tutkimusaiheeni liittyy aktiivisen oppimisen menetelmiin ja emootioihin oppimisessa.

Aktiivista oppimista on tekniikan alalla (engineering education) tutkittu paljon viime vuosina. Emootiot oppimisessa on myös paljon tutkittu alue, mutta sitä on tutkittu vähän, miten emootiot liittyvät aktiiviseen oppimiseen. Aktiivinen oppiminen tässä yhteydessä tarkoittaa nimenomaan opettamisen menetelmiä, joissa tavoitteena on, että opiskelija toimii aktiivisesti ja itse konstruoi eli rakentaa tiedon sen sijaan että tieto tarjoillaan valmiina tai ‘kaadetaan’ hänelle.

Aktiivisen oppimisen menetelmiä on jo käytössä TTY:lla, ja monet opettajat ovat käyttäneet ja kokeilleet eri menetelmiä. Tutkimuksen tavoite on antaa tietoa menetelmien valitsemisen avuksi opetuksessa ja tukea oppimisen tavoitteiden saavuttamista.

2. Käytät Moodmetric-älysormusta tutkimustyössä – miten tutustuitte laitteeseen ja mistä tuli idea soveltamisesta teidän tutkimukseenne?

Eräs tutkimusryhmämme jäsen oli kuullut Moodmetric-esittelyn ja kiinnostui tästä uudesta mahdollisuudesta mitata virittyneisyyttä. Perinteisesti emootioiden tutkimus on perustunut pitkälti itseraportointiin, ja fysiologiset mittarit tuovat objektiivista tietoa täydentämään tätä. Moodmetric-sormuksen tekemä ihon sähkönjohtavuuden mittaus (electrodermal activity) on paljon käytetty menetelmä kognitiivisen ja emotionaalisen virittyneisyyden mittauksessa, joten se soveltui meidän tutkimukseemme hyvin.

Päätimme ottaa sormuksen tutkimusvälineeksi, sillä sitä voi käyttää autenttisessa tilanteessa liikuteltavuutensa vuoksi eikä mittaus vaadi laboratorio-olosuhteita.

3. Kuinka tärkeää on jatkuvan mitattavan tiedon saanti tutkimuksessa ja esim rahoituksen saamisessa?

Tutkimuksen näkökulmasta jatkuva mittaus antaa uutta tietoa, jolla voidaan täydentää itseraportoinnilla tehtäviä havaintoja. Jatkuva fysiologinen mittaus on uraauurtavaa oppimisen ja opiskelun tutkimuksessa, erityisesti autenttisessa ympäristössä tehtynä. Se on herättänyt myös paljon kiinnostusta yhteistyökumppaneissamme.

4. Millaisia mittauksia olet tehnyt ja kuinka suurille ryhmille?

Olemme tehneet mittauksia vuodesta 2016 lähtien, ja pääosin TTY:n opiskelijoilla. Ryhmien koko on vaihdellut 10 ja 40 henkilön välillä. Asetelmia on ollut erilaisia; jotkut mittausjaksot on ajoitettu ennalta määritettyjen opintojaksojen yhteyteen, toisissa opiskelijoiden virittyneisyyttä on mitattu hyvin erilaisissa opiskelutilanteissa. Myös opettajien virittyneisyyttä on mitattu, mutta pääpaino on ollut opiskelijoiden mittauksessa.

Tutkimusasetelmassa opiskelijat tekevät itseraportointia esimerkiksi emootioista, ja Moodmetric-mittaus tuo virittyneisyysdataa tämän lisäksi. Tyypillinen mittausjakso on ollut kaksi viikkoa.

5. Millainen Moodmetric-sormus ja sovellus ovat tutkimuksen apuvälineenä?

Tutkijan näkökulmasta älysormus on mielenkiintoinen tapa saada psykofysiologista dataa itsearvioinnin lisäksi. Moodmetric-älysormus tutkimustyössä on toimiva. Hyvinä puolina ovat liikuteltavuus, eli sormusta voi soveltaa erilaisissa tilanteissa. Sormuksen keveys ja helppokäyttöisyys ovat plussaa, samoin laitteen kiinnostavuus itsessään – tutkimukseen on ollut helppo löytää osallistujia.

Kannettavuus tuo kuitenkin haastetta sen suhteen, että tutkimustilanne ei ole välttämättä tutkijan nähtävissä, koska opiskelijat käyttävät laitetta itsenäisesti. Opiskelijoiden pitää muistaa ladata laite ja varmistaa, että sormuksen kontakti on hyvä, jotta mittausdataa varmasti saadaan. Tämä pyritään varmistamaan hyvällä ohjeistuksella, ja opiskelijat saavat apua ja neuvoja tarvittaessa koko mittausjakson ajan.

6. Syksyllä on lanseerattu Moodmetric-pilvipalvelu, jota olet jo päässyt kokeilemaan. Mitä mahdollisuuksia se tarjoaa jatkossa tutkimuksenne tueksi?

Aineistonkeruun ja -hallinnan kannalta on erittäin hienoa saada pilvipalvelu käyttöön. Palvelu mahdollistaa myös seurannan tutkimuksen aikana, sen avulla voi esimerkiksi seurata toimiiko mittaus hyvin kaikilla osallistujilla.

Jatkossa pilvipalvelu mahdollistaa isojenkin aineistojen keruun ja hallinnan, jopa niin että tutkittava ryhmä on toisella puolella maapalloa.

7. Millaisiin tutkimuskohteisiin tai minkä tyyppisiin hankkeisiin voisit suositella Moodmetric-mittausta?

Mihin vain missä halutaan tietää, miten henkilöt ovat virittyneet tietyissä tilanteissa. Mittaus voi tuoda lisäarvoa monenlaisiin tilanteisiin ja sovelluskohteita on varmasti rajattomasti.

8. Mitä jatkosuunnitelmia teillä on?

Aineistonkeruu jatkuu, aloitamme parhaillaan uutta mittausjaksoa. Analyysivaiheeseen pääsemme myöhemmin tänä vuonna.

Opetusmenetelmäpuolen näkökulmasta suunnitelmissa on jatkossa myös interventioasetelma.

Kiitos haastattelusta!

Lisätietoa LEAD-tutkimusryhmästä

Susanna Hartikainen
[email protected]
Puhelin: +358 50 447 8526

Haastattelijana Niina Venho / Moodmetric

Lue lisää Moodmetric-mittauksesta tutkimuskäytössä