Decoding Light, Investigating the correlation between melanopic response and emotions using EEG analysis: Investigating the correlation between melanopic response and emotions using EEG analysis
Authors
Zocchi, Gabriele ; Kitsantas, Petros
Term
4. Term
Education
Publication year
2023
Submitted on
2023-05-23
Pages
64
Abstract
Light influences both our body clock and how we feel. This study examines how different lighting conditions affect the circadian rhythm and emotions (arousal: how energized we feel; valence: how pleasant or unpleasant something feels) in both real and virtual office environments. We used electroencephalography (EEG), a cap that records electrical activity in the brain, to track changes in brain waves linked to emotional states. Fifteen participants completed practical tasks in an office while experiencing daylight and electric lighting. Brain activity was recorded continuously with an EEG helmet. At the same time, we measured melanopic equivalent daylight illuminance (EDI) at eye level—an indicator of the portion of light that affects non-visual pathways involved in circadian regulation. In the physical office EDI was measured with a spectrometer; in virtual reality it was calculated with ALFA software. Participants also completed the Self-Assessment Manikin (SAM), a simple pictorial questionnaire, to report their valence and arousal. These self-reports were used to cross-check the EEG-based indicators. The study seeks correlations between melanopic EDI and increases or decreases in alpha, beta, and gamma brain waves, which are associated with arousal and valence, and compares these patterns across real and virtual environments. Understanding these relationships could help designers create lighting that supports circadian health and emotional well-being, and assess whether VR can predict emotional responses to lighting before a space is built.
Lys påvirker både vores døgnrytme og vores følelser. Dette studie undersøger, hvordan forskellige lysforhold påvirker døgnrytmen og følelser (arousal: hvor aktiverede vi er; valens: hvor behageligt eller ubehageligt noget føles) i både fysiske og virtuelle kontormiljøer. Vi brugte elektroencefalografi (EEG) – en hætte, der registrerer hjernens elektriske aktivitet – til at følge ændringer i hjernebølger, der knyttes til følelsesmæssige tilstande. Femten deltagere udførte praktiske opgaver på et kontor under både dagslys og elektrisk belysning. Hjerneaktivitet blev målt kontinuerligt med en EEG-hjelm. Samtidig målte vi melanopisk ækvivalent dagslysbelysningsstyrke (EDI) ved øjenhøjde – et mål for den del af lyset, der påvirker de ikke-visuelle systemer, som regulerer døgnrytmen. I det fysiske rum blev EDI målt med et spektrometer; i virtual reality blev den beregnet med ALFA-software. Deltagerne udfyldte også Self-Assessment Manikin (SAM), et enkelt billedbaseret spørgeskema, for at angive deres valens og arousal. Disse selvrapporter blev brugt til at krydstjekke de EEG-baserede indikatorer. Studiet søger sammenhænge mellem melanopisk EDI og stigninger/fald i alfa-, beta- og gamma-bølger, som sættes i forbindelse med arousal og valens, og sammenligner mønstrene mellem virkelige og virtuelle miljøer. Indsigterne kan hjælpe med at designe belysning, der understøtter sund døgnrytme og følelsesmæssigt velbefindende, og vurdere om VR kan forudsige følelsesmæssige reaktioner på lys, før et rum bygges.
[This apstract has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]
Keywords