@misc{oai:az.repo.nii.ac.jp:00004550,
 author = {片山, 真希 and Katayama, Maki},
 month = {2018-02-23, 2017-04-07},
 note = {Introduction.
Emotional contagion, which is a primitive form of empathy, is defined that one’s emotional state transmits another’s ones. Emotional contagion is the phenomenon that occurs automatically and unconsciously, and higher-order cognition function and theory of mind is unnecessary. There are many reports that emotional contagion which is expressing their emotions may trigger another’s similar emotions appears to be widespread among various social animals. In addition, emotional contagion occurs easily between familiar ones and negative emotional states are more contagious than positive emotional states, therefore the adaptive meaning of emotional contagion is suggested that raise survival value of ones and groups by sharing information with ones that sensing danger. However, the mechanisms and the origin of evolution are mostly unknown up to today. Three possibilities are thought as the origin of emotional contagion. The first possibility is that emotional contagion occurred at early stage of the evolution, the second is that emotional contagion occurred at early stage of the evolution and came to exist in a close species with the branching of species, and third is that emotional contagion occurred independently in each social animal. To investigate those points, it is useful to research whether emotional contagion among interspecies exists or not. Dogs are reported to have high sensitivity to humans’ social and emotional signals like gestures and expressions and to bond with their owners similar to mother–infant bonding in humans by having been living with humans for over 30,000 years in previous studies from behavioral and endocrinological viewpoints. These characteristics of dogs fulfill the conditions, “perception of other’s emotional expression” and “high familiarity” that are required for emotional contagion. Furthermore, many dogs are kept as pets so it is rather easy to gather subjects for the experiment. From those points, dogs and humans (dogs’ owners) are appropriate subjects when we investigate the existence of emotional contagion between different species. Therefore in study, two experiments were performed by focusing on dogs and their owners. We investigated the influence of the emotional states on heart rate variability (HRV) in dogs in chapter 1, and investigated whether emotional state of owners elicited similar ones of dogs using physiological and behavioral analysis in chapter 2.

Subjects and methods
<Experiment 1 : the influence of emotional states on HRV in dogs.>
Healthy dogs that lived with their owner family were studied. To change the dog's emotional state, we used a positive stimulus (stroking by the owner) and a negative stimulus (separation from the owner) and we set a baseline (staying in the room with the owner but with no interaction) to compare with these emotional states. The stimulus and baseline were presented in a order of baseline-positive or negative stimulus-baseline-the opposite as the first stimulus-baseline and we recorded the changes of the electrocardiogram with a cardiography equipment and recorded the behavior with a video camera. To confirm whether the positive and negative stimuli that we exhibited elicited positive and negative emotions in dogs, the relative percentage of time that dogs spent in various behaviors (posture, standing by the door within 1m and orienting the door, attention and exploration, respiration, vocalization, tail wagging) in each situation were analyzed and compared those in positive and negative situation with those at just before baseline. After confirming dogs’ emotional state by behavioral analysis, The HRV parameters in each situation were compared with those at baseline. To exclude the influence of the change of posture on the HRV parameters, we selected 15 seconds RR intervals (RRI) period when dogs remained in the same posture at baseline and in each situation and calculated the HRV parameters; mean RRI (the average of RRI), SDNN (standard deviation of normal to normal RR intervals, that is a parameter of autonomic nerve system), and RMSSD (the root mean square of successive heartbeat interval differences, that is a parameter of parasympathetic nerve system).
<Experiment 2 : Negative emotional contagion between dogs and humans using HRV.>
Healthy dogs that lived as pets and their owners participated. The dog-owner pair participated in the two different condition, in the control condition and stress condition, with and interval of more than one week. In stress condition, the owners got social stress using modified Trier Social Stress Test (Kirschbaum et al., 1993), which applies social stress for humans in the experimental situation. In control condition, the owners did not get social stress. The order of condition was counterbalanced by pairs. To evaluate the owners’ and dogs’ anxiety levels in each condition, we measured 5 minutes HRV parameters and 10 minutes behavioral analysis. In addition, owners asked to fill out the questionnaire (State-and Trait anxiety Inventory). Furthermore, RRI of dogs and owners were sampled as 15 seconds time-bins and calculated HRV parameters, mean RRI, SDNN, and RMSSD. We performed correlation analysis for these parameters between dogs and their owners to observing HRV synchronization between dogs and their owners. We also performed correlation analysis for correlation coefficients between dogs and their owners and various factors, like dog’s age and the percentage of behavior of dogs or owners in the experiment.

Results
<Experiment 1.>
As a result of behavioral analysis, in positive situation, the time of “attention and exploration to their owner”, “sit”, and “stand” significantly increased. On the other hand, the time of “ lie down with their head on the floor”, “stand by the door within 1m with orienting the door” and “attention and exploration to the experimental room” significantly decreased (p<0.01). In negative situation, the time of “sit” (p<0.01), “attention and exploration to the door” (p<0.01) and “vocalization (whine (p<0.01) and bark (p<0.05))” significantly increased. On the other hand, the time of “lie down with their head on the floor” (p<0.01) decreased significantly. As the result of HRV parameters analysis, SDNN significantly decreased in positive situation compared with baseline (p<0.05). In negative situation, only RMSSD (p<0.05) decreased significantly. 
<Experiment 2.>
From questionnaire, state-anxiety tended to increase in stress condition compared with in control condition (p=0.061). Trait-anxiety was not different between two conditions. As the result of the behavioral analysis, only “attention to their owners” of dogs increased longer in the stress condition (p<0.05). There were no different between two conditions in 5 minutes HRV parameters analysis both owners and dogs. According to the 15 seconds time-bin HRV analysis the results of the correlation analysis of each pair was not consistent. When performing correlation analysis with the various factors, there was a significant correlation between the dog’s and the owner’s HRV’s correlation coefficients and the sex in control condition (p<0.05), and the dogs’ age, as well as the time period being together in stress condition (p<0.05). In addition, there was a tendency of a correlation between the dog’s and the owner’s HRV’s correlation coefficients and the dog’s postures, as well as the time of attention to the owners.

Discussion
<Experiment 1.>
From behavioral analysis, positive emotional state in dogs was elicited by “stroking by their owners” as positive stimulus. Negative emotional state in dogs was elicited by “separation from their owner” as negative stimulus. Each stimulus exhibited in the experiment was appropriate for eliciting each emotion in dogs. The result of HRV parameters were also different between in positive and in negative situation. SDNN decreased in positive situation. Some studies report that a decrease of SDNN is associated with stress in parallel with elevated heart rate (HR) or decreased RMSSD, on the other hand, there are a report that a decrease of SDNN in parallel with increased RMSSD in positive situation. We suggest that the decrease of SDNN not in parallel with a decreased HR or RMSSD is the indicator of low arousal positive emotional state like stroking. A decrease of RMSSD in negative situation is a same result that reported in previous studies in other animals. Therefore in dogs the decrease of RMSSD is a indicator of negative emotional state. Although the stimuli that elicited dogs’ emotion in chapter 1 were limited, it is obvious that emotional states reflects the HRV parameters in dogs and the response changed according to the emotional states.
<Experiment 2.>
The result of questionnaire shows that the owners tended to feel mild stress in stress condition. The result of behavioral analysis indicated that dogs were attracted to their owners who showed some reactions in stress condition. Frans de Waal claims that “preconcern”, one is attracted to other when one perceives other that shows its emotional states like distress, occurs prior to empathy or sympathy in primates. We considered that increasing time of attention to the owners in stress condition, which may have occurred due to preconcern. 5 minutes and 15 seconds time-bin HRV analysis showed no evidence that suggests emotional contagion between dogs and their owners. However, in stress condition, there are significant correlation between correlation coefficients of HRV and dogs’ age and rearing period. Also, correlation tendencies were found between correlation coefficients of HRV and dogs’ posture, time of attention to the owner in the experiment in stress condition. From these results, emotional contagion exists between dogs and their owners when the owners feel stress, and it was suggested a trend that there are some factors, such as the time period being together, that may be effecting the establishment of emotional contagion. 

Conclusion.
From the above mentioned results, we suggest that emotional contagion occurred at early stage of the evolution and saved. However, there is a report that dogs and humans coevolved for more than 30,000 years, therefore the results in this study may be supported by that special relations. To clarify this point, it is necessary to investigate whether emotional contagion exists in other interspecies in the future., この博士論文は内容の要約のみの公開（または一部非公開）になっています, 【背景と目的】
　共感性の基盤となる情動伝染は、他者の視点取得（相手の置かれている立場に立つこと）や心の理論（自身や他者の心的状態を推し量る能力）といった高次認知機能や心的機能を必要とせず、他者の情動表出を知覚することで自動的に自身の情動状態に変化を起こす現象である。この現象はヒトのみならず、社会性を有する動物種において広く存在することが明らかとなっている。情動伝染の特徴として、親和性の高い個体間でより成立しやすいこと、快情動よりも不快情動の方が成立しやすいことが挙げられる。これらのことから情動伝染が存在する意義は、危険を感知した個体の表出する情報を共有することで、危険そのものを察知した個体のみならず群れの他個体や群れそのものとしての生存価を上昇させるためにあることが示唆されているが、その進化的な起源やメカニズムには未解明な点が多い。情動伝染の進化的起源には3つの可能性が考えられる。1つ目は進化の早い段階で発生し、そのまま保存されてきた可能性、2つ目は進化の早い段階で発生したものの、種の分化に伴い種特異的になった可能性、そして3つ目は社会性のある種でそれぞれ独立して発生した可能性である。この点を検討するためには、異種間で情動伝染が成立するかを研究することが有用だろう。
　イヌはヒトと3～4万年に及ぶ共生を経て、ヒトの出す様々な社会的・情動的シグナルに対する高い感受性を獲得したこと、また飼い主との間にヒトの母子間に類似した生物学的絆を形成するようになったことが行動学的、内分泌学的観点から報告されている。これらのイヌの特性は、ヒトとの間で情動伝染成立に必要な「他者の情動表出の知覚」と「高い親和性」を満たす。さらにイヌはペットとして飼育されている個体数が多いため、比較的被験対象を得やすい。これらのことから、異種間での情動伝染の有無を検討する場合、ヒト（飼い主）とイヌは適切な対象であると考えられる。そこで本研究では、異種間での情動伝染成立の有無を検証することを目的として、飼い主とイヌに着目し、2つの実験を行った。第1章では、イヌの情動変化の検出方法としての心拍変動解析の有用性について、第2章では飼い主に不快情動を惹起させ、その情動がイヌに伝染するかを行動解析ならびに心拍変動解析を用いて検証した。

【方法】
＜第1章：イヌの情動変化が心拍変動に与える影響＞
　一般家庭で飼育されている健康なイヌを対象とした。イヌの情動状態を変化させる刺激として「ベースライン（イヌに対して何の注意も払わない飼い主と同じ実験室内にいる）」、「快刺激（飼い主によるストローク）」、「不快刺激（飼い主との分離）」をベースライン‐快刺激（または不快刺激）‐ベースライン‐不快刺激（または快刺激）‐ベースラインの順で呈示し、それぞれの刺激呈示時のイヌの行動および心拍変動をビデオカメラとイヌに装着した心電計を用いて記録した。呈示した快・不快刺激がそれぞれイヌの快・不快情動を惹起させたかを確認するために、快刺激、不快刺激とその直前のベースライン時のイヌの行動（姿勢の種類、ドアから1m以内での滞在、注視と探索、呼吸様式、鳴き声、尾振り）を解析し比較を行った。行動解析によるイヌの情動状態の確認後、イヌの快・不快情動が心拍変動に与える影響を観察するために、快刺激、不快刺激とその直前のベースライン時のイヌの心拍変動をそれぞれ比較した。心拍変動は姿勢の影響を除外するために各刺激呈示時に15秒同じ姿勢を維持している箇所を記録したデータの中から抜き出して解析した。解析は時間領域解析を行い、mean RRI（平均RR間隔）、SDNN（自律神経系全体の指標）およびRMSSD（副交感神経活性の指標）を比較に用いた。

＜第2章：心拍変動解析を用いたヒト‐イヌ間の不快情動伝染の検討＞
　一般家庭で飼育されている健康なイヌおよびその飼い主を対象に行った。イヌ－飼い主ペアにはそれぞれストレス下条件、コントロール条件の2回、それぞれの条件間に1週間以上の間隔を空けて参加してもらった。ストレス下条件では、実験室でヒトにストレスを負荷する方法として提唱されているTrier Social Stress Test（Kirschbaum et al., 1993）を一部改変したものを用いて飼い主に社会的ストレスを負荷した。コントロール条件では飼い主に社会的ストレスを与えなかった。ストレス下条件とコントロール条件の順番については、ペアによってカウンターバランスをとった。それぞれの条件下での飼い主およびイヌのストレスの程度を評価するために、心拍変動解析、ビデオによる行動解析を行った。飼い主に対してはそれらに加え、質問用紙による状態・特性不安検査を行いストレス負荷の程度を確認した。また心拍変動解析を用いて、微細な時系列での飼い主とイヌの同調の有無について測定するためにtime-binを15秒として飼い主とイヌのmean RRI、SDNN、RMSSDの相関分析を行った。さらにそこで得た相関係数と実験中のイヌおよび飼い主の行動や、年齢などのイヌの諸因子との間で相関分析を行った。

【結果】
＜第1章＞
　行動解析の結果、ベースライン時と比較して、快刺激呈示時には「飼い主を注視・探索する時間」、「座位」、「立位」の姿勢をとっている時間が快刺激時に有意に増加し、「頭を床につけて臥位」、「ドアから1m以内での滞在」、「実験場所内の注視・探索」する時間が有意に減少した(すべてp<0.01)。一方で不快刺激呈示時には「立位」、「ドアから1m以内での滞在」、「ドアへの注視・探索」、「鳴き声（whine、bark）」が有意に増加し「頭を床につけて臥位」の姿勢をとる時間が有意に減少した（barkのみp<0.05、それ以外はp<0.01）。
　心拍変動解析の結果、快刺激呈示時にはベースラインと比較して有意なSDNNの低下（p<0.05）が見られたが、mean RRIおよびRMSSDには変化が認められなかった。一方、不快刺激呈示時にはベースラインと比較して、mean RRIおよびSDNNに変化は見られず、RMSSDにおいて有意な低下（p<0.05）が観察された。
＜第2章＞
　質問用紙から、コントロール条件と比較してストレス下条件では状態不安スコアが増加する傾向が観察された（p=0.061）。特性不安スコアについては2条件間での差は観察されなかった。行動解析項目のうち、イヌが飼い主を注視する時間のみがストレス条件下で有意に延長した（p<0.05）。心拍変動の変化を各条件間で比較したが、飼い主、イヌ共に2条件間での有意な違いは観察されなかった。微細な時系列でのイヌと飼い主の心拍変動の相関解析結果は、正の相関を示すペアがあるものの、負の相関を示すペアも認められ、一貫した傾向は観察されなかった。飼い主‐イヌの心拍変動の相関係数とイヌおよび飼い主の実験中の行動や年齢などの諸因子との間で相関分析を行った場合、ストレス条件下においてSDNN、RMSSDとイヌの年齢や飼育期間との間に有意な正の相関が見られ（p<0.05）、コントロール条件においてオスよりもメスの方が飼い主とイヌの心拍変動（SDNN）の相関係数が高かった。またストレス条件下でSDNNと飼い主を注視する時間、1日あたりに飼い主と過ごす時間との間に正の相関傾向（それぞれp=0.12、p=0.14）、コントロール条件においてRMSSDと飼い主がイヌを注視する時間やイヌがpantingをする時間との間に負の相関傾向（それぞれp=0.06、p=0.09）、SDNNと1日あたりに飼い主と過ごす時間との間に負の相関傾向（p=0.13）が示された。また両条件とも、SDNNと座位との間に正の相関傾向が観察された（p=0.10）。

【考察】
＜第1章＞
　行動解析の結果から、快刺激、不快刺激として呈示した刺激はイヌにそれぞれ快情動、不快情動を惹起したと言えた。心拍変動解析の結果も快刺激時と不快刺激時で異なった。快刺激呈示時にはSDNNのみの低下、不快刺激呈示時にはRMSSDのみの低下が観察された。SDNNの低下は、心拍の上昇やRMSSDの低下を伴う場合にはストレスと関連して起こることが報告されている一方で、快刺激呈示時にRMSSDの上昇を伴うSDNNの低下が観察されたことを報告する先行研究も存在する。今回の結果から、RMSSDの上昇まではいかなくても、心拍数の低下やRMSSDの低下を伴わないSDNNの低下はストロークのような低覚醒度の快情動の指標になるのではないかと考えられる。不快刺激呈示時に観察されたRMSSDの低下、つまり副交感神経活性の低下は、他の動物種で報告されている先行研究と一致する結果となった。以上から、呈示した刺激は限局的ではあるものの、イヌの情動変化が心拍変動に反映されること、情動の種類によって反応が異なることが明らかとなった。

＜第2章＞
　質問用紙の結果からは、ストレス下条件下で飼い主は不安に感じる傾向にあったことが示された。行動解析の結果からは、ストレス条件時に飼い主に生じた何らかの変化はイヌをひきつけるものであったことが示された。de Waalは苦しみや動揺などの情動を表出している他個体を知覚した場合、その個体に対して強い関心を示す、「前関心」と呼ばれる状態が共感や同情に先立ち起こると主張している。ストレス条件下でのイヌの注視時間の延長はイヌでこの「前関心」によるものではないかと考察している。心拍変動解析は、条件間で比較した場合に飼い主・イヌともに違いが認められず、また微細な時系列で解析をしてもペア毎に結果が異なり、一貫した傾向は観察されなかった。しかしながら、ストレス条件下においてイヌ－飼い主の心拍変動の相関係数と年齢や飼育期間との間に有意な正の相関が見られたことから、飼い主が何らかの情動変化を示す場合には情動伝染が成立する可能性が示唆された。また、その成立のためにはイヌの年齢や飼育期間のような諸因子が影響を及ぼしていることが考えられた。今回、実験中にイヌが飼い主を注視する時間といった諸因子との間には統計的に有意な相関を見出すことはできなかったが、傾向はみられたためこれらの諸因子も情動伝染に影響を及ぼしているのかもしれない。また、イヌから飼い主に対しての情報になるであろうwhine、barkなどの鳴き声との間には相関が見られず、ほかにも呼吸様式の変化、飼い主がイヌを注視する時間との間には負の相関傾向しか見られなかった。このことから、イヌ側が情報源となって両者の心拍変動に相関がみられたというよりも、飼い主側が情報となってイヌの心拍が同調してきたと考察している。以上から飼い主の情動変化があり且つイヌが飼い主の状態に注意を払っている場合には飼い主の情動がイヌに伝染する可能性が示唆された。
　ヒトからイヌへの情動伝染の存在が示唆された理由として、情動伝染の進化的起源が「進化の早い段階で起こり、それが保存されてきた」ことに起因すると考えられるが、イヌとヒトは3～4万年に及ぶ共進化をしてきたとの報告もあり、今回の結果はヒトとイヌの共生の特殊性に支えられているのかもしれない。今後、他の動物種を用いた異種間で情動伝染が成立するかを検討することにより、上記の点が明らかになることが期待される。},
 title = {心拍変動解析を用いたイヌ : ヒト間の不快情動伝染に関する研究},
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