确定情感智能空间的影响 (EIS)

具体目标

生活在西部山区 (MW) 农村地区的幼儿比例高于全国平均水平，这使他们面临健康和教育成果较差的更大风险。 拟议的项目旨在提高这些幼儿的自我调节能力——这是一种支撑未来心理健康和学业成绩的关键认知技能。 自我调节已被研究作为治疗各种精神障碍（例如抑郁症和焦虑症）的有前途的方法。 一项纵向研究表明，二十年后幼儿园儿童的自我调节技能与他们的抑制控制之间存在密切关联（抑制控制表现为药物滥用、犯罪和精神障碍）。 缺乏抑制控制是 MW 地区成年人中的一个突出问题，正如一项全国纵向研究表明的那样，几个 MW 州的平均分数在美国排名垫底 7（例如，爱达荷州#37，怀俄明州# 46，内华达州#50）。 研究还将早期的自我调节技能与长期的学业成就联系起来，如几项早期识字和数学干预研究所示，进一步强调在发育敏感的年龄段（3-6 岁）迫切需要针对自我调节的干预措施. 为缩小农村儿童的健康和教育差距，我们建议测试创新干预机制情绪智能空间 (EIS) 对儿童自我调节、生理和认知结果的有效性。

EIS 由两个 3 x 5 平方米的空间组成。 英尺。 木质墙板搭配LED灯，打造90度半私密空间。 自适应彩色照明由机器学习算法控制，该算法是根据合作研究者发表的先前研究 11 开发的。 EIS 利用人工智能的力量，从数字腕带实时收集的生理数据中检测儿童的情绪，并将这些数据转化为环境变化（即自适应彩色照明），以充分响应儿童的情绪 12、13。 EIS 上的彩色照明是一种适合幼儿（3-6 岁）发展的干预机制，因为他们的设计是非侵入性的、自适应的、反应灵敏的和低成本的。

本提案的目的是使用准实验设计确定 EIS 对儿童行为、生理和认知结果的影响。 莫斯科附近农村地区的 40 名儿童，ID 将通过现有的合作关系招募，例如 U of I 研究扩展计划和农村社会学和经济学计划。 EIS 可能会缓解有幼儿的农村家庭面临的许多挑战（例如，获得负担得起的优质医疗和教育资源的机会有限）。 在下面列出的具体目标中，儿童的年龄、性别和社会经济地位 (SES) 将作为协变量包括在内。

具体目标 1：确定 EIS 是否影响儿童的自我调节。 我们假设儿童在 EIS 条件下比在基线条件下表现出更好的自我调节能力。

具体目标 2：确定 EIS 是否影响儿童的生理反应。 我们假设，与基线分数相比，EIS 条件下的儿童​​将表现出减少的压力反应（例如，改善的皮肤电反应、体温和血容量脉搏）。

具体目标 3：确定 EIS 是否影响儿童的认知表现。 我们假设接受 EIS 颜色治疗的儿童的认知表现得分高于基线条件下的得分。

研究策略

接近参与者。 基于先验功效分析（在后面的部分中描述），我们将从爱达荷州莫斯科附近农村地区的当地早期儿童计划中招募 40 名正常发育的儿童（3-6 岁），其中爱达荷大学（U of I）位于。 初步测试将在 PI 家庭部门附属的儿童发展实验室中对儿童进行。 所有参与者都将接受色觉缺陷评估（即石原色觉测试）以确定他们的资格。

环境。 该研究将在伊利诺伊大学主校区尼科尔斯大楼的拉姆齐研究室进行。 EIS 将牢固地安装在研究实验室的一个角落，该角落宽 20 英尺 6 英寸，长 45 英尺，天花板高度为 9 英尺 9 英寸。 房间东侧开三扇窗，百叶窗常闭，以保持最佳温度。 实验室的表演区有四张圆桌和四把椅子。 实验室有白色的墙壁、乙烯基地板和昏暗的荧光灯。

我们的干预机制 EIS 由两块双层木板组成。 每个面板宽 3 英尺，高 5 英尺，由双层木头制成，可让彩色 LED 灯均匀地散布在面板中。 EIS将放置在参与者的左侧和前方，创造一个90度的半私人空间。

研究方法。 将使用逆转组内设计（即 ABAB）方法。 在第一阶段 A 中，将为因变量建立基线和控制 - 引入干预之前自然光照下的儿童行为水平。 如果因变量（即自我调节、生理反应和认知表现）随着干预的引入而改变，然后随着干预的移除而恢复到基线分数，我们可以得出结论，有强有力的证据表明治疗影响。 ABAB设计大大增加了这个项目的内部有效性。

程序。 参与的家长将联系研究团队安排初次会议（第 1 天），他们将在会上完成五项任务：1) 研究人员将解释研究程序。 2) 参与儿童的父母将签署知情同意书并完成人口统计调查。 3) 每个孩子都将接受色觉缺陷测试，以确定他们是否有资格参加研究。 符合条件的参与者通常是没有颜色缺陷的发育中的儿童。 4) 符合条件的参与者将从随机排列的六张彩色卡片（红色5R 7/8，黄色5Y 9/8，绿色5G 7/8，蓝色5B 6）中选择代表三种基本情绪（悲伤，快乐，愤怒/恐惧）的颜色/8、紫色 5P 7/8 和白色 N 9.5）代表 Munsell 颜色系统中的主要颜色系列，该颜色系统用于合作研究者之前的研究 36。 每个孩子的首选颜色将用于他们的治疗条件。 5) 家长将安排另一次实验预约。

在实验日（第 2 天），训练有素的研究助理将首先获得参与儿童的口头同意。 研究助理随后将带领孩子到研究实验室，描述协议，并要求孩子佩戴数字腕带并在佩戴腕带时练习任务。 在每个实验条件开始时，孩子将被要求使用 Q 排序（一张代表不同情绪的面孔的图表）来描述他们当前的情绪状态，以对 EIS 情绪解释数据进行三角测量。 为了建立基线，孩子们需要完成任务（头-脚-膝-肩 [HTKS] 表格 A 和 Woodcock-Johnson-4 [WJ-4] 认知评估表格 A），这将需要 5-7 分钟。 HTKS 任务将被录像并用于自我调节编码。 然后孩子会去另一个房间休息 5 分钟，同时研究助理会分阶段处理治疗条件（即，在计算机中对孩子喜欢的颜色进行编程）。 对于下一个治疗条件，儿童将在短暂休息后返回实验室，并完成在基线条件下完成的两项任务的平行版本（即 HTKS 和 WJ-4 表格 B；以减轻对内部有效性的威胁） EIS 的存在。 每个孩子将在另一组基线和干预条件下重复相同的程序。 整个数据收集过程将持续 30 到 40 分钟。 在休息期间，现场将为孩子们提供小吃。 参与者将收到一张价值 40 美元的礼品卡和书籍/玩具作为奖励。

措施。 将使用多种措施评估 EIS 对儿童自我调节和认知表现的影响。 这项研究的三个结果包括儿童的自我调节、生理反应和认知表现。 每个结果都将在基线和治疗条件下进行测量。 这些测量在每个特定目标下讨论如下。

目标 1。 确定 EIS 是否影响儿童的自我调节，控制性别、年龄和社会经济地位 (SES)。 目标 1（自我调节）的结果将通过 HTKS 任务来衡量，该任务评估儿童的自我调节能力。 此任务需要认知技能，例如抑制控制、注意力和工作记忆。 孩子们将被要求玩一个游戏，他们必须做与实验者说的相反的事情。 这是一种经过充分验证且可靠的自我调节措施。

目标 2. 确定 EIS 是否影响儿童的生理反应，控制年龄、性别和 SES。 目标 2（生理反应）的结果将由 E4 腕带测量。 使用医疗级可穿戴设备（即 E4 腕带）实时收集生理数据（即皮肤电反应、体温、血容量脉搏）。

目标 3. 确定 EIS 是否影响儿童的认知表现，控制年龄、性别和 SES。 目标 3（认知表现）的结果将通过 WJ-4 - Number Reversed 子集来衡量。 WJ-4 是一种简短、适合年龄且经过充分验证的认知能力评估，可评估幼儿检索和保留持续认知过程所需信息的能力。

协变量（即儿童的年龄、性别和 SES）将通过人口统计问卷进行测量。 SES 将根据家庭年收入和父母的最高教育水平计算。 综合 SES 分数将计算为 z 分数的未加权总和，范围从 -3.02 到 18。

统计分析。 我们将使用重复测量 ANCOVA 比较基线和干预条件下的生理、自我调节和认知平均分数。 我们将检验零假设，即在控制协变量（即儿童的性别、年龄）后，时间点 1-2 (A-B)、2-3 (B-A) 和 3-4 (A-B) 之间的因变量没有差异, 和 SES)。