heart rate

Stress arising from academic, professional and financial demands is common among students and young professionals, and the coping methods within easiest reach, such as listening to music, do not always suffice. This paper presents a survey-driven design for a virtual reality (VR) gadget that combines selectable immersive natural environments, environment-matched sound therapy and heart-rate biofeedback for short relaxation sessions. An online questionnaire completed by 24 respondents, mostly college students, supplies the user requirements. Among those who answer the relevant items, 65.2% report daily stress, 73.9% name academic or job pressure as the main cause, and 47.8% state that a busy schedule prevents regular yoga or meditation. Music is the most common coping method (63.6%). Asked about a 10–15 minute VR relaxation session described as free of side effects, 83.3% answer “yes, definitely” and 8.3% answer “maybe” if the price is under Rs. 5000. The findings yield design requirements, a system architecture, a session workflow and a protocol for comparing the gadget with guided breathing, meditation and relaxing music. That comparison is planned, not yet carried out: the prototype has not been tested with users, and the paper makes no claim of clinical effectiveness.

Background: Patients recovering from craniotomy in the Intensive Care Unit (ICU) are at risk of hemodynamic changes related to stress responses, neurological impairment, pain, and environmental stimuli. A combination of music therapy and hand massage may help maintain hemodynamic stability in these patients. Objective: To describe the application of combined music therapy and hand massage to support hemodynamic stability in post-craniotomy patients in the ICU. Methods: This evidence-based nursing intervention was implemented with three post-craniotomy patients admitted to the ICU of Abdul Wahab Sjahranie Regional General Hospital, Samarinda. The intervention consisted of 15 minutes of instrumental or classical music followed by 15 minutes of effleurage hand massage. Systolic and diastolic blood pressure, mean arterial pressure (MAP), heart rate (HR), respiratory rate (RR), and oxygen saturation (SpO₂) were measured before and after each intervention. The intervention was conducted over three days, with each patient’s clinical changes monitored. Results: The case study findings indicated greater stability in blood pressure, MAP, HR, RR, and SpO₂ following the intervention. Conclusion: Combined music therapy and hand massage may be a safe, non-pharmacological intervention to support nursing care and maintain hemodynamic stability in post-craniotomy patients. Further research is needed to assess its effects on other outcomes, including biochemical changes.

Introduction Information and communication technologies, including wearable sensors, offer accessible and ecological ways to support psychological processes underpinning technical practice in sport, such as the regulation of attention, arousal and mental load. The aim of this exploratory study is to examine whether heart rate (HR) and physical activity (PA), recorded with a chest-worn wearable, can serve as a potential, indirect correlate of the mental load experienced during golf putting training. Two research questions were of interest: (i) Do pre-shot HR and PA differ between made and missed putts? (ii) Do pre-shot HR and PA differ following a made compared with a missed putt? Methods Seven youth golfing athletes (13–16 years old; handicap (hcp) index < 12) performed a putting training exercise in which the goal was to score five consecutive putts from 3-metre distance to the hole. HR and PA were recorded continuously and matched with putting performance using video footage. Pre-shot HR and PA were taken as the mean over the 5 s before ball contact. Because the putts are nested within sessions and athletes, the analyses combine within-athlete non-parametric tests, corrected for multiple comparisons and reported with effect sizes, with linear mixed-effects models treating athlete and session as random effects. Results Pre-shot HR and PA do not differ significantly between made and missed putts (mixed-model estimate for HR: +0.09 bpm, 95% CI [−0.46, 0.64]; p = 0.76). However, pre-shot HR is higher following a made putt and lower following a missed one (+5.08 bpm, 95% CI [4.54, 5.62]; p < 0.001), an association that persists after adjusting for the pre-shot HR of the preceding putt. PA shows the opposite trend. Discussion Because no subjective ratings of mental load, arousal or affect were collected, mental load remains one plausible interpretation of this pattern rather than an established one. Pending validation against such measures, the approach could offer coaches and athletes an exploratory starting point for conversations about how training situations are experienced, and illustrates how continuous monitoring of HR may provide a potential indirect correlate of mental load in youth golfers.

Purpose We compared objective measures of cardiometabolic health (CMH) between women who identify as lesbian/gay or bisexual (LGB) and women who identify as heterosexual. In addition, we aimed to test whether group differences in stress reactivity partially explained disparities in CMH health. Methods Participants from a longitudinal study were identified for enrollment in 2017. The LGB group self-identified as LGB in 2017 (n = 239), and the heterosexual group identified as straight or heterosexual in each year that sexual identity was asked (study years 2010–2017) (n = 160). CMH was assessed via measurements and biomarkers, and stress reactivity via heart rate variability and cortisol levels during a social stress test. Participants also provided self-reports of stress and health. We tested group differences using sexual identity at Study Year 17, at the time of the visit, and as a proportion of years identifying as LGB. Results Group differences were tested using t-tests for continuous measures, logistic regression for dichotomous measures, and repeated-measures ANOVA for change over time. There were no significant differences in measures of CMH or stress reactivity by sexual identity group. LGB participants had worse self-reported health and higher levels of stress compared to heterosexual participants. Conclusion We discuss several frameworks for interpreting the present results of no differences in objective markers of health in the context of the existing literature, including developmental, socio-political, and methodological frameworks, and suggest directions for research to link the previous research with the results of the current study.

هدف: ما شاخص‌های عینی سلامت قلبی‌متابولیک (CMH) را میان زنانی که خود را به عنوان لGB (همجنس‌گرا/دوجنس‌گرا) و زنانی که خود را به عنوان دگرجنس‌گرا معرفی می‌کنند، مقایسه کردیم. علاوه بر این، هدف ما آزمون این بود که آیا تفاوت‌های گروهی در واکنش‌پذیری به استرس تا حدی می‌تواند نابرابری‌های سلامت CMH را توضیح دهد یا خیر. روش‌ها: شرکت‌کنندگان از یک مطالعه طولی برای ثبت‌نام در سال ۲۰۱۷ شناسایی شدند. گروه LGB در سال ۲۰۱۷ خود را به عنوان LGB معرفی کردند (n = 239) و گروه دگرجنس‌گرا در هر سالی که هویت جنسی پرسیده شد (سال‌های مطالعه ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۷) خود را به عنوان دگرجنس‌گرا معرفی کردند (n = 160). سلامت CMH از طریق اندازه‌گیری‌ها و نشانگرهای زیستی ارزیابی شد و واکنش‌پذیری به استرس از طریق تغییرپذیری ضربان قلب و سطوح کورتیزول در طول آزمون استرس اجتماعی سنجیده شد. شرکت‌کنندگان همچنین گزارش‌های خوداظهاری از استرس و سلامت ارائه دادند. تفاوت‌های گروهی با استفاده از هویت جنسی در سال هفدهم مطالعه، در زمان مراجعه و به عنوان نسبت سال‌هایی که به عنوان LGB معرفی شده‌اند، آزمون شد. نتایج: تفاوت‌های گروهی با استفاده از آزمون t برای شاخص‌های پیوسته، رگرسیون لجستیک برای شاخص‌های دووجهی و ANOVA با اندازه‌گیری‌های مکرر برای تغییرات در طول زمان آزمون شد. تفاوت معناداری در شاخص‌های سلامت CMH یا واکنش‌پذیری به استرس بر اساس گروه هویت جنسی مشاهده نشد. شرکت‌کنندگان LGB سلامت خوداظهاری ضعیف‌تر و سطوح استرس بالاتری نسبت به شرکت‌کنندگان دگرجنس‌گرا داشتند. نتیجه‌گیری: ما چندین چارچوب برای تفسیر نتایج حاضر مبنی بر عدم تفاوت در شاخص‌های عینی سلامت در زمینه ادبیات موجود، از جمله چارچوب‌های رشدی، اجتماعی-سیاسی و روش‌شناختی را مورد بحث قرار می‌دهیم و جهت‌گیری‌هایی برای پژوهش به منظور پیوند پژوهش‌های پیشین با نتایج مطالعه حاضر پیشنهاد می‌کنیم.

Previous research has suggested that culturally mismatched interventions may cause resistance and reduce the effectiveness of music-based interventions. This pilot randomized exploratory study examined the implementation and preliminary outcomes of a music-based intervention incorporating large language model (LLM)-generated, culturally adapted verbal suggestions among Chinese undergraduate students. A total of 113 participants were randomly assigned to three multicomponent conditions: (1) Chinese film music accompanied by LLM-generated verbal suggestions involving Eastern imagery, (2) a standardized music therapy recording with conventional verbal guidance, or (3) piano music without verbal guidance. Following a 40-minute cognitively demanding task, participants completed pre- and post-intervention measures of state anxiety, positive and negative affect, and heart rate. Baseline-adjusted ANCOVAs showed no group differences in positive affect, F (2, 109) = 1.03, p = .360, η p 2 = .019, or state anxiety, F (2, 109) = 0.68, p = .511, η p 2 = .012. A significant group effect was found for negative affect, F (2, 109) = 4.60, p = .012, η p 2 = .078; the Eastern imagery group had lower adjusted post-intervention scores than both comparison groups (Holm-adjusted ps = .026). Heart rate also differed across groups, F (2, 109) = 10.56, p < .001, η p 2 = .162, with lower adjusted values in the standardized therapy group than in the other two groups. The findings identify potentially meaningful response patterns but do not establish efficacy or the independent effect of culturally adapted verbal suggestions because the conditions differed in musical material and duration. Larger, controlled trials are required. (ClinicalTrials.gov, NCT07359950).

پژوهش‌های پیشین نشان داده‌اند که مداخلات ناسازگار با فرهنگ ممکن است موجب مقاومت و کاهش اثربخشی مداخلات مبتنی بر موسیقی شوند. این مطالعه آزمایشی تصادفی اکتشافی به بررسی اجرای یک مداخله مبتنی بر موسیقی که شامل پیشنهادهای کلامی سازگارشده فرهنگی تولیدشده توسط مدل‌های زبانی بزرگ (LLM) بود، در میان دانشجویان کارشناسی چینی پرداخت. در مجموع ۱۱۳ شرکت‌کننده به طور تصادفی به سه وضعیت چندجزئی تقسیم شدند: (۱) موسیقی فیلم چینی همراه با پیشنهادهای کلامی تولیدشده توسط LLM با بهره‌گیری از تصاویر شرقی، (۲) یک ضبط استاندارد موسیقی‌درمانی با راهنمایی کلامی متعارف، یا (۳) موسیقی پیانو بدون راهنمایی کلامی. پس از انجام یک تکلیف ۴۰ دقیقه‌ای با بار شناختی بالا، شرکت‌کنندگان پیش و پس از مداخله، مقیاس‌های اضطراب حالتی، عاطفه مثبت و منفی و ضربان قلب را تکمیل کردند. تحلیل کوواریانس (ANCOVA) با تعدیل بر اساس خط پایه نشان داد که بین گروه‌ها در عاطفه مثبت (F (2, 109) = 1.03, p = .360, η p 2 = .019) یا اضطراب حالتی (F (2, 109) = 0.68, p = .511, η p 2 = .012) تفاوتی وجود ندارد. یک اثر معنادار گروهی برای عاطفه منفی مشاهده شد (F (2, 109) = 4.60, p = .012, η p 2 = .078)؛ گروه تصاویر شرقی نمرات تعدیل‌شده پایین‌تری پس از مداخله نسبت به هر دو گروه مقایسه داشت (ps تعدیل‌شده به روش Holm = .026). ضربان قلب نیز بین گروه‌ها متفاوت بود (F (2, 109) = 10.56, p < .001, η p 2 = .162)، به طوری که مقادیر تعدیل‌شده در گروه درمان استاندارد پایین‌تر از دو گروه دیگر بود. یافته‌ها الگوهای پاسخ بالقوه معناداری را شناسایی می‌کنند اما اثربخشی یا اثر مستقل پیشنهادهای کلامی سازگارشده فرهنگی را اثبات نمی‌کنند، زیرا شرایط از نظر محتوای موسیقی و مدت زمان متفاوت بودند. مطالعات بزرگ‌تر و کنترل‌شده مورد نیاز است. (ClinicalTrials.gov, NCT07359950).

Anxiety disorders are associated with psychological dysregulation and autonomic imbalance. Although mindfulness-based interventions and breathing training have shown potential benefits for anxiety management, evidence regarding their integrated psychological and physiological outcomes remains limited. To examine psychological and physiological changes following a four-week mindfulness-based intervention integrating structured breathing training and HRV biofeedback in adults with anxiety disorders. A quasi-experimental one-group pretest–posttest design was employed. Thirty adults with anxiety disorders completed a four-week intervention. Anxiety was assessed using the State–Trait Anxiety Inventory (STAI), and heart rate variability (HRV; RMSSD and SDNN) was assessed immediately before and after each weekly session. Paired-samples t tests examined aggregated pre–post changes, and linear mixed-effects models were used to analyze repeated HRV measurements across the four intervention sessions. State anxiety decreased from 43.83 to 35.87 (− 18.2%), and trait anxiety decreased from 51.27 to 45.37 (− 11.5%), with significant pre–post reductions in both measures ( p ≤ .001). Aggregated mean post-session RMSSD and SDNN values were significantly higher than the corresponding mean pre-session values (both p < .001). However, linear mixed-effects models showed no significant main effect of time or Week × Time interaction for either RMSSD or SDNN (all p > .05). The intervention was associated with significant pre–post reductions in state and trait anxiety. Although aggregated HRV measures showed significant pre–post differences, repeated-measures analyses did not demonstrate consistent changes in HRV across the four sessions. These preliminary findings warrant confirmation in adequately powered randomized controlled trials.

اختلالات اضطرابی با نابهنجاری‌های روان‌شناختی و عدم تعادل خودکار همراه هستند. اگرچه مداخلات مبتنی بر ذهن‌آگاهی و آموزش تنفس مزایای بالقوه‌ای برای مدیریت اضطراب نشان داده‌اند، اما شواهد مربوط به پیامدهای تلفیقی روان‌شناختی و فیزیولوژیکی آن‌ها همچنان محدود است. هدف این پژوهش بررسی تغییرات روان‌شناختی و فیزیولوژیکی پس از یک مداخله چهار هفته‌ای مبتنی بر ذهن‌آگاهی تلفیق‌شده با آموزش ساختاریافته تنفس و بازخورد زیستی تغییرپذیری ضربان قلب (HRV) در بزرگسالان مبتلا به اختلالات اضطرابی بود. این مطالعه با طرح شبه‌آزمایشی یک‌گروهی پیش‌آزمون–پس‌آزمون انجام شد. سی بزرگسال مبتلا به اختلالات اضطرابی یک مداخله چهار هفته‌ای را تکمیل کردند. اضطراب با استفاده از پرسشنامه اضطراب حالتی–صفتی (STAI) و تغییرپذیری ضربان قلب (HRV؛ RMSSD و SDNN) بلافاصله پیش و پس از هر جلسه هفتگی ارزیابی شد. آزمون t زوجی برای بررسی تغییرات تجمیعی پیش–پس و مدل‌های خطی اثرات مختلط برای تحلیل اندازه‌گیری‌های مکرر HRV در طول چهار جلسه مداخله به کار رفت. اضطراب حالتی از 43.83 به 35.87 (کاهش 18.2٪) و اضطراب صفتی از 51.27 به 45.37 (کاهش 11.5٪) کاهش یافت و کاهش معناداری در هر دو شاخص مشاهده شد (p ≤ 0.001). میانگین تجمیعی RMSSD و SDNN پس از جلسه به طور معناداری بالاتر از میانگین مقادیر پیش از جلسه بود (هر دو p < 0.001). با این حال، مدل‌های خطی اثرات مختلط هیچ اثر اصلی معنادار زمان یا تعامل هفته × زمان را برای RMSSD یا SDNN نشان ندادند (همه p > 0.05). این مداخله با کاهش معنادار پیش–پس در اضطراب حالتی و صفتی همراه بود. اگرچه شاخص‌های تجمیعی HRV تفاوت معنادار پیش–پس را نشان دادند، اما تحلیل‌های اندازه‌گیری مکرر تغییرات پایدار HRV را در طول چهار جلسه نشان نداد. این یافته‌های مقدماتی نیازمند تأیید در کارآزمایی‌های تصادفی کنترل‌شده با توان آماری کافی هستند.

Background Mental health challenges among university students have intensified globally, with rising anxiety and social isolation reported across diverse educational contexts. These trends demand innovative, accessible, and non-stigmatizing approaches that complement traditional clinical services. This study examined whether participation in Rock “n” Roll Dancesport (Jive and Cha-Cha) was prospectively associated with improvements in self-efficacy, anxiety symptoms, and heart rate variability (HRV) among Chinese university students over 6 months. Methods A three-wave longitudinal mixed-methods design was employed. Quantitative assessments were conducted at baseline (T1, n = 152), 3 months (T2, n = 136), and 6 months (T3, n = 131). Measures included the General Self-Efficacy Scale (GSES), Social Self-Efficacy Scale (SSES), GAD-7 for anxiety symptoms, and resting HRV. Linear mixed-effects models examined the effects of time, baseline dance frequency group (high: ≥3 sessions/week vs. low: 1–2 sessions/week), and their interaction on each outcome, controlling for age, gender, and academic year. Semi-structured interviews ( n = 32) and 50 + hours of observation explored participants’ lived experiences. Results Mixed-effects models revealed significant main effects of frequency group across all outcomes: high-frequency participants showed higher GSES ( β = 3.60, p < 0.001), higher SSES ( β = 8.62, p < 0.001), lower GAD-7 ( β = −2.80, p < 0.001), and higher HRV ( β = 7.64 ms, p < 0.001). Significant Time × Frequency Group interactions indicated that high-frequency participants showed greater improvements over 6 months in SSES (T2: β = 2.40, p = 0.001; T3: β = 2.37, p = 0.001), GSES (T3: β = 0.99, p = 0.007), and HRV (T3: β = 3.10, p = 0.004). Qualitative analysis identified four interconnected experiential themes: rhythmic entrainment as affective catalyst, embodied mastery as a source of self-efficacy, synchronized partnership as a context for trust, and meaning-making as narrative integration. Conclusion More frequent Rock “n” Roll Dancesport participation was prospectively associated with improvements in self-efficacy, anxiety symptoms, and HRV over 6 months. The convergence of quantitative trajectories and qualitative narratives supports a directional interpretation consistent with participation temporally preceding psychological gains, while acknowledging that self-selection and reciprocal effects remain plausible. These findings suggest that structured, arts-based physical activities may serve as promising, non-stigmatizing contexts for resource-building among university students.

زمینه: چالش‌های سلامت روان در میان دانشجویان دانشگاه‌ها در سراسر جهان شدت یافته است و افزایش اضطراب و انزوای اجتماعی در بسترهای آموزشی متنوع گزارش شده است. این روندها نیازمند رویکردهای نوآورانه، در دسترس و غیرانگ‌زننده‌ای است که خدمات بالینی سنتی را تکمیل کنند. این مطالعه بررسی کرد که آیا مشارکت در Rock “n” Roll Dancesport (Jive و Cha-Cha) به طور پیش‌بینانه با بهبود خودکارآمدی، علائم اضطراب و تغییرپذیری ضربان قلب (HRV) در دانشجویان دانشگاه‌های چین طی ۶ ماه ارتباط دارد یا خیر. روش‌ها: یک طرح طولی سه‌موجی با روش‌های ترکیبی به کار گرفته شد. ارزیابی‌های کمی در آغاز مطالعه (T1، n = 152)، سه ماه (T2، n = 136) و شش ماه (T3، n = 131) انجام شد. ابزارها شامل مقیاس خودکارآمدی عمومی (GSES)، مقیاس خودکارآمدی اجتماعی (SSES)، GAD-7 برای علائم اضطراب و HRV در حالت استراحت بود. مدل‌های خطی اثرات ترکیبی، اثرات زمان، گروه فراوانی رقص در آغاز مطالعه (زیاد: ≥۳ جلسه/هفته در مقابل کم: ۱–۲ جلسه/هفته) و تعامل آن‌ها را بر هر پیامد، با کنترل سن، جنسیت و سال تحصیلی بررسی کردند. مصاحبه‌های نیمه‌ساختاریافته (n = 32) و بیش از ۵۰ ساعت مشاهده، تجارب زیسته شرکت‌کنندگان را کاوش کرد. نتایج: مدل‌های اثرات ترکیبی، اثرات اصلی معناداری از گروه فراوانی در همه پیامدها نشان دادند: شرکت‌کنندگان با فراوانی بالا، GSES بالاتر (β = 3.60, p < 0.001)، SSES بالاتر (β = 8.62, p < 0.001)، GAD-7 پایین‌تر (β = −2.80, p < 0.001) و HRV بالاتر (β = 7.64 ms, p < 0.001) داشتند. تعاملات معنادار زمان × گروه فراوانی نشان داد که شرکت‌کنندگان با فراوانی بالا، بهبودهای بیشتری طی ۶ ماه در SSES (T2: β = 2.40, p = 0.001؛ T3: β = 2.37, p = 0.001)، GSES (T3: β = 0.99, p = 0.007) و HRV (T3: β = 3.10, p = 0.004) داشتند. تحلیل کیفی چهار مضمون تجربی به‌هم‌پیوسته را شناسایی کرد: هم‌زمانی ریتمیک به عنوان کاتالیزور عاطفی، تسلط تجسم‌یافته به عنوان منبع خودکارآمدی، مشارکت همزمان به عنوان زمینه‌ای برای اعتماد و معناپردازی به عنوان یکپارچه‌سازی روایتی. نتیجه‌گیری: مشارکت بیشتر در Rock “n” Roll Dancesport به طور پیش‌بینانه با بهبود خودکارآمدی، علائم اضطراب و HRV طی ۶ ماه ارتباط داشت. همگرایی مسیرهای کمی و روایت‌های کیفی از تفسیر جهت‌دار مطابق با تقدم زمانی مشارکت نسبت به دستاوردهای روان‌شناختی حمایت می‌کند، در حالی که امکان انتخاب خودخواسته و اثرات متقابل نیز محتمل باقی می‌ماند. این یافته‌ها نشان می‌دهد که فعالیت‌های بدنی ساختاریافته مبتنی بر هنر می‌تواند زمینه‌ای امیدبخش و غیرانگ‌زننده برای تقویت منابع در میان دانشجویان دانشگاه باشد.

Introduction Parent-child physiological synchrony may reflect coordinated regulatory processes, but its meaning appears to vary across developmental and interactional contexts. Greater synchrony has been associated with more and less adaptive functioning, suggesting that synchrony should not be interpreted as inherently beneficial. The current study examined whether mother-youth trend-level physiological synchrony during a dyadic stressor was associated with multiple indicators of wellbeing in preadolescence. Method One hundred seventy-three mother-child dyads (Mothers: M age = 41.60 years; Youth: M age = 9.54 years, range = 8–12; 53% female) completed the Performance Challenge Task, during which youth attempted unsolvable puzzles while mothers observed. Respiration rate, root mean square of successive differences (RMSSD), and respiratory sinus arrhythmia (RSA) were assessed simultaneously in mothers and youth. Youth reported positive and negative affect, depressive symptoms, anxiety, and aggression; mothers reported youth internalizing and externalizing symptoms. Growth models estimated each participant's physiological trajectory across the task, and mother and youth trajectories were covaried to estimate trend-level synchrony. Results Greater RSA synchrony was associated with higher post-stressor positive affect after accounting for pre-stressor positive affect, higher mother-reported internalizing symptoms, and lower mother-reported externalizing symptoms. RMSSD synchrony showed a nonsignificant trend toward higher youth-reported anxiety ( p = 0.08), and respiration-rate synchrony showed a nonsignificant trend toward lower mother-reported externalizing symptoms ( p = 0.06). Most other associations were nonsignificant. Discussion Findings did not support a uniformly adaptive interpretation of physiological synchrony. Instead, associations varied across outcomes and physiological indices, underscoring the importance of considering what form of synchrony is measured and the context in which it occurs.

مقدمه: همزمانی فیزیولوژیک والد-فرزند ممکن است بازتاب فرآیندهای تنظیمی هماهنگ باشد، اما معنای آن بسته به زمینه‌های رشدی و تعاملی متفاوت به نظر می‌رسد. همزمانی بیشتر با عملکردهای سازگارانه‌تر و کمتر نیز مرتبط بوده است که نشان می‌دهد همزمانی نباید ذاتاً سودمند تفسیر شود. مطالعه حاضر بررسی کرد که آیا همزمانی فیزیولوژیک در سطح روند بین مادر و نوجوان در طول یک موقعیت استرس‌زای دوتایی با چندین شاخص بهزیستی در پیش‌نوجوانی مرتبط است یا خیر. روش: صد و هفتاد و سه زوج مادر-فرزند (مادران: میانگین سن = 41.60 سال؛ نوجوانان: میانگین سن = 9.54 سال، دامنه = 8 تا 12؛ 53٪ دختر) تکلیف چالش عملکرد را انجام دادند که طی آن نوجوانان پازل‌های غیرقابل حل را تلاش کردند در حالی که مادران مشاهده می‌کردند. نرخ تنفس، ریشه میانگین مربعات تفاوت‌های متوالی (RMSSD) و آریتمی سینوسی تنفسی (RSA) به طور همزمان در مادران و نوجوانان ارزیابی شد. نوجوانان عاطفه مثبت و منفی، نشانه‌های افسردگی، اضطراب و پرخاشگری را گزارش کردند؛ مادران نشانه‌های درونی‌سازی و برونی‌سازی نوجوانان را گزارش کردند. مدل‌های رشد، مسیر فیزیولوژیک هر شرکت‌کننده را در طول تکلیف برآورد کردند و مسیرهای مادر و نوجوان برای برآورد همزمانی در سطح روند همپوشانی داده شدند. نتایج: همزمانی بیشتر RSA با عاطفه مثبت بالاتر پس از استرسور (پس از کنترل عاطفه مثبت پیش از استرسور)، نشانه‌های درونی‌سازی بیشتر گزارش‌شده توسط مادر و نشانه‌های برونی‌سازی کمتر گزارش‌شده توسط مادر مرتبط بود. همزمانی RMSSD روند غیرمعناداری به سوی اضطراب بیشتر گزارش‌شده توسط نوجوانان نشان داد (p = 0.08) و همزمانی نرخ تنفس روند غیرمعناداری به سوی نشانه‌های برونی‌سازی کمتر گزارش‌شده توسط مادر داشت (p = 0.06). بیشتر سایر ارتباطات معنادار نبودند. بحث: یافته‌ها از تفسیر یکنواخت و سازگارانه همزمانی فیزیولوژیک حمایت نکردند. در عوض، ارتباطات بسته به پیامدها و شاخص‌های فیزیولوژیک متفاوت بود و اهمیت توجه به نوع همزمانی اندازه‌گیری‌شده و زمینه وقوع آن را برجسته می‌کند.

In recent years, psychological strain among young people has increased worldwide due to numerous social crises. School and classroom performance requirements are primary sources of stress for students. Classroom stress emerges when the demands of a teaching situation surpass personal resources, such as self-efficacy beliefs (SEB). Scientific inquiry-based activities, including experiments or modeling, pose a significant challenge in science lessons because students have limited resources in this area, even by the end of lower secondary school. Consequently, an elevated stress level is anticipated in such situations. This exploratory study examined secondary school students’ heart rate variability (n = 86 valid data sets), an indicator of physiological stress, during inquiry-based and non-inquiry-based (communication) situations in science lessons. Moreover, a hierarchical cluster analysis was conducted to investigate whether stress levels differed as a function of individual dispositions that encompassed both stress levels and scientific SEBs. Overall, no significantly elevated stress level was observed during inquiry-based situations. Nevertheless, three types of students with different physiological stress responses were identified, suggesting that individual dispositions are pivotal in guiding personalized stress prevention in science lessons.

در سال‌های اخیر، فشار روانی در میان جوانان در سراسر جهان به دلیل بحران‌های اجتماعی متعدد افزایش یافته است. الزامات عملکردی مدرسه و کلاس درس از منابع اصلی استرس برای دانش‌آموزان به‌شمار می‌روند. استرس کلاسی زمانی بروز می‌کند که الزامات یک موقعیت آموزشی از منابع فردی، مانند باورهای خودکارآمدی (SEB)، فراتر رود. فعالیت‌های علمی مبتنی بر پژوهش، از جمله آزمایش یا مدل‌سازی، در درس علوم چالشی قابل توجه محسوب می‌شوند، زیرا دانش‌آموزان حتی تا پایان دوره متوسطه اول نیز منابع محدودی در این زمینه دارند. بنابراین، انتظار می‌رود که در چنین موقعیت‌هایی سطح استرس افزایش یابد. این مطالعه اکتشافی، تغییرپذیری ضربان قلب دانش‌آموزان دوره متوسطه (n = 86 مجموعه داده معتبر) را به عنوان شاخصی از استرس فیزیولوژیک، در موقعیت‌های مبتنی بر پژوهش و غیرمبتنی بر پژوهش (ارتباطی) در کلاس‌های علوم مورد بررسی قرار داد. علاوه بر این، یک تحلیل خوشه‌ای سلسله‌مراتبی به منظور بررسی تفاوت سطوح استرس بر اساس ویژگی‌های فردی که هم سطوح استرس و هم SEB علمی را در بر می‌گرفت، انجام شد. به طور کلی، در موقعیت‌های مبتنی بر پژوهش، افزایش معناداری در سطح استرس مشاهده نشد. با این حال، سه نوع دانش‌آموز با پاسخ‌های متفاوت استرس فیزیولوژیک شناسایی شدند که نشان می‌دهد ویژگی‌های فردی در هدایت پیشگیری شخصی‌سازی‌شده از استرس در کلاس‌های علوم نقش محوری دارند.

Stress is a highly individualized and dynamic psychophysiological response, making reliable continuous monitoring challenging.Existing artificial intelligence approaches to stress detection have demonstrated the usefulness of physiological and neural signals, including electrodermal activity (EDA), heart rate variability (HRV), and electroencephalography (EEG).However, many existing approaches rely on population-level models or limited personalization, while longitudinal validation and adaptive modeling remain comparatively underexplored.This research proposes an adaptive, personalized AI framework for longitudinal stress monitoring by integrating complementary neural and physiological signals from EEG, HRV, and EDA.The proposed framework will initially establish an individual's baseline characteristics and subsequently identify deviations from their personal baseline rather than relying solely on generalized stress patterns across individuals.Machine learning techniques will be investigated for multimodal feature fusion and adaptive model updating as additional individual data becomes available.The study will compare the performance of conventional population-level models with personalized and progressively adaptive models using appropriate evaluation metrics.The research aims to determine whether incorporating individual baseline characteristics and continuous adaptation can improve the reliability and generalizability of stress monitoring.The proposed framework is intended as a foundation for future noninvasive, personalized, and wearable AI-based stressmonitoring systems, while addressing current challenges associated with inter-individual variability, multimodal integration, and longitudinal assessment.

استرس یک پاسخ روان‌فیزیولوژیک بسیار فردی و پویا است که پایش پیوسته و پایا را دشوار می‌سازد. رویکردهای هوش مصنوعی موجود در شناسایی استرس، سودمندی سیگنال‌های فیزیولوژیک و عصبی از جمله فعالیت الکترودرمال (EDA)، تغییرپذیری ضربان قلب (HRV) و الکتروانسفالوگرافی (EEG) را نشان داده‌اند. با این حال، بسیاری از رویکردهای موجود بر مدل‌های مبتنی بر جمعیت یا شخصی‌سازی محدود تکیه دارند، در حالی که اعتبارسنجی طولی و مدل‌سازی تطبیقی نسبتاً کمتر مورد بررسی قرار گرفته‌اند. این پژوهش یک چارچوب هوش مصنوعی تطبیقی و شخصی‌ساز برای پایش طولی استرس با ادغام سیگنال‌های عصبی و فیزیولوژیک مکمل از EEG، HRV و EDA پیشنهاد می‌کند. چارچوب پیشنهادی در ابتدا ویژگی‌های پایه هر فرد را تعیین کرده و سپس انحرافات از خط پایه شخصی را شناسایی می‌کند، به جای آنکه صرفاً بر الگوهای استرس تعمیم‌یافته میان افراد تکیه کند. تکنیک‌های یادگیری ماشین برای همجوشی ویژگی‌های چندوجهی و به‌روزرسانی تطبیقی مدل با در دسترس قرار گرفتن داده‌های فردی بیشتر مورد بررسی قرار خواهند گرفت. این مطالعه عملکرد مدل‌های متداول مبتنی بر جمعیت را با مدل‌های شخصی‌ساز و تدریجاً تطبیقی با استفاده از معیارهای ارزیابی مناسب مقایسه خواهد کرد. هدف پژوهش تعیین این است که آیا گنجاندن ویژگی‌های خط پایه فردی و تطبیق پیوسته می‌تواند پایایی و تعمیم‌پذیری پایش استرس را بهبود بخشد یا خیر. چارچوب پیشنهادی به عنوان بنیانی برای سامانه‌های آینده پایش استرس مبتنی بر هوش مصنوعی، غیرتهاجمی، شخصی‌ساز و پوشیدنی در نظر گرفته شده است، در حالی که به چالش‌های فعلی مرتبط با تفاوت‌های بین‌فردی، ادغام چندوجهی و ارزیابی طولی می‌پردازد.

Driving can be enhanced if the vehicle quickly responds to the driver’s emotions. Accurate recognition of the driver’s emotional state is essential for advanced driver assistance systems (ADAS). The existing models restrict to single-modal data and fail to acquire hidden emotions which affects the prediction accuracy. Also, they lack real time data integration with self driving vehicles. Thus, a more robust multimodal model is needed to combine driver’s vital metrics and emotional behaviors for enhanced safety and dynamic vehicle-human interactivity. The proposed model ‘Emo-Aware’ blends real-time data from multiple sensors, including face emotion detection cameras, speech emotion detection microphones, heart rate sensors, and blood pressure sensors. The captured data are preprocessed to remove noise, retrieve relevant features and amplify to the desired state. Further, it processes this integrated data using a CNN model with hard voting method to precisely assess driver’s sentiments. The proposed framework is validated in a simulator using benchmark multimodal datasets, demonstrating its effectiveness for driver emotion assessment and laying groundwork for future real-world ADAS deployment. The robustness of model lies in its capability to adjust driving constraints on basis of the emotion quotient of driver thereby providing a personalized driving environment. Upon model’s implementation, there is a notable rise in accuracy and fall in the loss function. The diagonal values in the confusion matrix represent class-wise emotion detection accuracies of 0.92, 0.93, 0.91, 0.95, 0.92, and 0.86, corresponding to the emotions of disgust, fear, happiness, neutrality, sadness, and surprise, respectively. The results for discrete functional modules are also gauged. The speech-sentiment module recorded the optimal values, 0.94, 0.93, 0.91, and 0.92, respectively, for accuracy, precision, recall, and f-score. The blood pressure module reported the MSE, RMSE, MAE, and R-squared values as 6 mmHg² and 2.6 mmHg, 2.2 mmHg, and 0.96, respectively. Furthermore, the Face module also recorded the optimum values of 0.95, 0.94, 0.93, and 0.93 for accuracy, precision, recall, and f-score, respectively. Therefore, the model can be beneficial for advanced driver emotion detection that not only emphasizes safety but also examines the relationship between drivers and their vehicles through personalized emotionally aware interactions.

رانندگی می‌تواند در صورتی بهبود یابد که وسیله نقلیه به سرعت به هیجانات راننده واکنش نشان دهد. شناسایی دقیق وضعیت هیجانی راننده برای سامانه‌های پیشرفته کمک‌راننده (ADAS) ضروری است. مدل‌های موجود به داده‌های تک‌وجهی محدود می‌شوند و قادر به شناسایی هیجانات پنهان نیستند که این امر بر دقت پیش‌بینی تأثیر می‌گذارد. همچنین، این مدل‌ها فاقد یکپارچه‌سازی داده‌های بلادرنگ با خودروهای خودران هستند. بنابراین، نیاز به یک مدل چندوجهی مقاوم‌تر وجود دارد تا شاخص‌های حیاتی و رفتارهای هیجانی راننده را برای افزایش ایمنی و تعامل پویای انسان و خودرو ترکیب کند. مدل پیشنهادی «Emo-Aware» داده‌های بلادرنگ را از حسگرهای متعدد، از جمله دوربین‌های شناسایی هیجان چهره، میکروفون‌های شناسایی هیجان گفتار، حسگرهای ضربان قلب و حسگرهای فشار خون ترکیب می‌کند. داده‌های جمع‌آوری‌شده پیش‌پردازش می‌شوند تا نویز حذف، ویژگی‌های مرتبط استخراج و به وضعیت مطلوب تقویت شوند. سپس این داده‌های یکپارچه با استفاده از مدل CNN و روش hard voting برای ارزیابی دقیق احساسات راننده پردازش می‌شوند. چارچوب پیشنهادی در شبیه‌ساز با استفاده از داده‌مجموعه‌های چندوجهی مرجع اعتبارسنجی شده و اثربخشی آن برای ارزیابی هیجان راننده و فراهم‌سازی زمینه برای استقرار آتی در ADAS واقعی را نشان می‌دهد. پایداری مدل در توانایی آن برای تنظیم محدودیت‌های رانندگی بر اساس ضریب هیجانی راننده نهفته است و بدین ترتیب محیط رانندگی شخصی‌سازی‌شده‌ای فراهم می‌شود. با پیاده‌سازی مدل، افزایش قابل توجهی در دقت و کاهش تابع خطا مشاهده می‌شود. مقادیر قطری ماتریس سردرگمی دقت شناسایی هیجان به تفکیک کلاس را به ترتیب 0.92، 0.93، 0.91، 0.95، 0.92 و 0.86 برای هیجانات انزجار، ترس، شادی، خنثی، غم و شگفتی نشان می‌دهد. نتایج ماژول‌های عملکردی مجزا نیز ارزیابی شده‌اند. ماژول احساس-گفتار مقادیر بهینه 0.94، 0.93، 0.91 و 0.92 را به ترتیب برای دقت، دقت مثبت، یادآوری و f-score ثبت کرده است. ماژول فشار خون مقادیر MSE، RMSE، MAE و R-squared را به ترتیب 6 mmHg² و 2.6 mmHg، 2.2 mmHg و 0.96 گزارش کرده است. همچنین، ماژول چهره نیز مقادیر بهینه 0.95، 0.94، 0.93 و 0.93 را به ترتیب برای دقت، دقت مثبت، یادآوری و f-score ثبت کرده است. بنابراین، این مدل می‌تواند برای شناسایی پیشرفته هیجان راننده مفید باشد که نه تنها بر ایمنی تأکید دارد بلکه رابطه بین رانندگان و خودروهایشان را از طریق تعاملات شخصی‌سازی‌شده و آگاه از هیجان بررسی می‌کند.