Frontiers in Psychology
Introduction
O termo empatia deriva da palavra grega antiga “εμπάθεια” (“εν πάθoς”, ou seja, em paixão), que foi usada para criar a palavra alemã “Einfühlung” que significa “sentir em”. A empatia foi definida como um processo multifacetado que engloba componentes emocionais e cognitivos (Christov-Moore et al., 2014). Neste estudo, nós focalizamos principalmente a empatia emocional. Em um processo interativo humano-humano, a empatia emocional leva um a discernir os sentimentos do outro e reflete a correspondência entre o “eu” e os sentimentos do “outro” (Kanske, 2018). Como tal, a empatia emocional abraça a partilha semelhante do estado emocional positivo ou negativo da outra pessoa que pode ser gerado pela comunicação interpessoal directa (Lamm et al., 2017).
Empatia emocional tem demonstrado ser uma premissa da sincronização entre as crianças e as suas mães. Quando os 2 a 3 anos de idade, as crianças parecem ser capazes de antecipar os estados emocionais dos outros (Tramacere e Ferrari, 2016). As referências de desenvolvimento sugerem que as crianças de 6 a 7 anos de idade podem reconhecer e responder com empatia às emoções positivas e negativas dos seus companheiros animados ou inanimados em situações complexas (Winnicott, 1971). medida que as crianças crescem em ambientes diferentes com convenções contrastantes, incluindo a emoção, pode fazer sentido que construam ideias diferentes sobre o significado que está associado a essas convenções. Muitas opções têm sido utilizadas para explorar a comunicação interpessoal. Enquanto os factores contextuais são considerados cruciais para desenhar uma melhor interacção interpessoal, as teorias elogiam que as crianças nascem com um sentimento e expressão integrados do seu eu emocional na sua relação com os outros (Frith e Frith, 2003). Na interação humano-humana, o ajuste emocional entre companheiros é baseado na sincronização e relacionamento (Lischke et al., 2018). Portanto, tem sido demonstrado que quando as pessoas interagem verbalmente e não verbalmente face a face, elas naturalmente sincronizam suas reações (Llobera et al., 2016; Cornejo et al., 2017).
Além dos estudos de interação interpessoal, existem algumas investigações intereducacionais sobre como as crianças interagem com robôs. Mesmo assim, estas investigações não são convincentes. Alguns estudos indicaram que quando os robôs eram usados como companheiros, vários aspectos da comunicação humano-humana eram replicados diretamente na comunicação humano-robô (Audrey, 2009). Alguns outros mostraram que a forma como os humanos se comunicam com os robôs é dependente da educação (Castellano et al., 2010; Shahid et al., 2014). Com base em observações ou em questionários de auto-relato, a maioria dos estudos acima mencionados foi realizada com mais frequência com adultos do que com crianças usando robôs antropomórficos ou zoomórficos (Mitchell e Hamm, 1997). Apenas uma atenção marginal foi dedicada à comparação entre a interação homem-humana e a interação homem-robô usando robôs de brinquedo (ou seja, robôs não-antropomórficos ou nãozoomórficos). Além disso, nos estudos intereducativos acima mencionados, a questão de um mecanismo de sincronização entre companheiros (humanos e/ou robôs) nunca foi investigada. No entanto, esta questão é fundamental quando exploramos a interação homem-robô (Giannopulu, 2016a,b, 2018).
Ao destacar a importância da sincronização, nossa visão é congruente com a posição neuro-construtivista. De acordo com esta posição, o desenvolvimento emocional, incluindo empatia emocional, surge de mudanças dinâmicas contextuais nas estruturas neurais levando a representações constritivas através de múltiplas regiões do cérebro (Marschal et al., 2010). Como tal, essas representações dependem não apenas do contexto neural, mas também do contexto físico (Cacioppo et al., 2014). A analogia entre a atividade neural durante as experiências motivou ainda mais a interpretação da empatia emocional como um processo de simulação, associado a um biomarcador robusto: o sistema neuronal espelho (Rizzolatti e Craighero, 2008). As evidências neurocientíficas indicam que existem paralelos sugestivos entre a experiência emocional do “eu” e dos “outros” (Lamm et al., 2011). Áreas em desenvolvimento como a amígdala, ínsula posterior e córtex pré-frontal ventromedial compartilham empatia emocional em crianças de 6 a 7 anos de idade, mesmo que apresentem mudanças na funcionalidade ao longo da vida (Decety e Michalska, 2010; Steinbeis et al., 2015; Tramacere e Ferrari, 2016). As áreas subcorticais (isto é, áreas do cérebro médio), desenvolvem-se em associação com estas outras áreas (Fan et al., 2011) enfatizando a possibilidade de funcionamento automático e inconsciente (Giannopulu e Watanabe, 2015, 2018; Giannopulu et al., 2016, 2018; Giannopulu, 2018). Na verdade, foi revelado que a empatia emocional está directamente associada a uma actividade autónoma mediada pelo ritmo cardíaco (Müller e Lindenberger, 2011). Assim, técnicas fisiológicas têm relatado evidências de sincronização da freqüência cardíaca entre parceiros adultos (Levenson e Gottman, 1985) e díades mãe-filho (Feldman et al., 2011). Indivíduos com alto nível de empatia emocional mostraram altas freqüências cardíacas (Stellar et al., 2015; Lischke et al., 2018) e relataram quase nenhuma dificuldade em reconhecer e expressar seus próprios sentimentos emocionais (Panayiotou e Constantinou, 2017).
No contexto de um projeto internacional e interdisciplinar sobre interação humano-humana e humano-robô usando uma comunicação verbal e não verbal entre dois atores, um orador e um ouvinte, investigamos a empatia emocional em dois grupos de crianças: francês e japonês. O orador foi sempre uma criança neurotípica, e o ouvinte era um humano ou um robô de brinquedo chamado “Pekoppa” que reagia aos sons da fala acenando com a cabeça (Watanabe, 2011; Giannopulu, 2016a,b; Giannopulu et al., 2016, 2018). Baseado em uma construção matemática, o robô brinquedo gerou automaticamente o movimento de acenar com a cabeça a partir da entrada da fala, o que promoveu a sincronização com o falante (Watanabe, 2011). Especialmente concebido para a intercomunicação homem-robô, este robô-brinquedo é um ouvinte universal. O humano no estudo foi o mesmo na França e no Japão, e realizou o mesmo procedimento em ambos os países. O leque de pesquisas discutidas até agora dá suporte implícito à inferência de que o uso de um sincronizador universal como o robô de brinquedo “Pekoppa” levaria a semelhanças nas trocas comunicativas entre crianças francesas e japonesas. Nomeadamente, em cada grupo, as crianças discerniriam todos os sinais comunicativos em termos da sua compreensão do dado estado empático por detrás do comportamento dos outros: humano ou robô. Assim sendo, colocamos a hipótese de que a empatia emocional, que é um mecanismo de sincronização, levaria a potenciais semelhanças entre companheiros (humanos-humanos e humano-robôs) tanto na França como no Japão.
Materiais e Métodos
Participantes
Dois grupos de crianças de 6 anos de idade participaram no estudo. Vinte crianças (10 meninos e 10 meninas) compuseram o “Grupo Francês”; vinte crianças (10 meninos e 10 meninas) compuseram o “Grupo Japonês”. A idade de desenvolvimento do primeiro grupo variou de 6 a 7 anos (média = 6,3 anos; s.d = 4 meses). A idade de desenvolvimento do segundo grupo variou de 6 a 7 anos (média = 6,4 anos; s.d = 2,4 meses). As crianças vieram da mesma turma, tanto em Paris como em Gifu. Como relatado por seus pais e por eles mesmos, nenhuma delas tinha experiência anterior com robôs. Todas as crianças eram saudáveis. Como relatado por seus professores, as crianças freqüentavam escolas regulares e não apresentavam distúrbios de aprendizagem, doenças neurodisciplinares ou problemas cardíacos ou psiquiátricos. As suas realizações académicas eram padrão nas suas escolas. O estudo foi aprovado pelo comitê de ética local em Paris (Comitê Científico de Proteção Individual), França e Gifu (Medical Review Board of Gifu University Graduate School of Medicine) Japão e foi de acordo com a convenção de Helsinki 2.0. O anonimato foi garantido. Nos dois países, os pais deram seu consentimento livre e esclarecido, tanto verbalmente como por escrito, para a participação de seus filhos no estudo, bem como para a análise dos dados; porém, não permitiram que os autores enviassem os dados brutos. Além disso, em Paris e Gifu, cada criança foi solicitada a dar seu consentimento verbal antes do início do estudo.
Robot
Um robô de brinquedo InterActor, chamado “Pekoppa”, foi utilizado como ouvinte (Watanabe, 2011). Pekoppa é a expressão mais simples de Sakura que é um robô humanóide que reage aos sons da fala apenas acenando com a cabeça da mesma forma que os humanos. Pekoppa tem a forma de uma planta bilobada e suas folhas e tronco fazem uma resposta de aceno baseada no input da fala e suporta o compartilhamento de encarnação mútua na comunicação (veja Figura 1). Ele usa um material chamado BioMetal feito de uma liga forma-memória que atua como sua força motriz.
FIGURA 1. InterActor toy robot (Giannopulu et al.., 2016).
Dispositivo de Frequência Cardíaca
Um monitor de frequência cardíaca de relógio Alfa a Mio foi usado para gravar a frequência cardíaca. Foi colocado sistematicamente na mão esquerda de cada participante em Paris e Gifu. O Mio Alfa mede a freqüência cardíaca on-line usando dois LEDs verdes e uma célula fotoelétrica. Os LEDs são integrados na placa traseira do relógio. Eles projetam luz sobre a pele, o que permite à célula fotoelétrica detectar o volume do fluxo sanguíneo. O sensor óptico exibe uma precisão de -01 ± 0,3 bpm. De natureza universal, o dispositivo pode ser usado durante toda a vida útil. No entanto, os limites fisiológicos da frequência cardíaca diferem de acordo com a idade dos indivíduos. Na idade de 6 a 7 anos, a freqüência cardíaca corresponde a 95 bpm (± 30).
Procedimento
Para ambos os grupos, o estudo foi realizado em uma sala com a qual as crianças estavam familiarizadas. A sala estava localizada em um contexto escolar, tanto em Paris como em Gifu. Definimos três condições: a primeira foi chamada de “condição de descanso”, a segunda foi chamada de “com humano”, ou seja, criança-adulto, e a terceira foi chamada de “com robô” (ou seja, criança-robô). A segunda e terceira condições foram contrabalançadas entre as crianças. A duração da “condição de descanso” foi de 1 minuto; a segunda e terceira condições duraram cada uma aproximadamente 7 minutos. O intervalo entre as condições foi de aproximadamente 30 s. Para cada criança, toda a sessão experimental durou 15 min (ver Figura 2).
FIGURA 2. Cenário ouvinte-falante (Giannopulu et al., 2016).
No início de cada sessão, o experimentador apresentou o robô à criança explicando que o robô acena com a cabeça sempre que a criança fala. Então, o experimentador escondeu o robô. A sessão foi realizada da seguinte forma: durante a “condição de descanso”, o ritmo cardíaco de cada criança foi medido em silêncio. No final dessa condição, também foi pedido à criança que estimasse seu próprio sentimento emocional em uma escala que variava de 1 (o nível mais baixo) a 5 (o nível mais alto) (Giannopulu e Sagot, 2010; Giannopulu, 2011, 2013; 2016a; 2016b; Giannopulu e Watanabe, 2014; Giannopulu et al., 2016, 2018). Cada nível correspondeu a um estado emocional específico representado pelo rosto de uma criança, como se segue: 1ª feira, 2ª moderadamente boa, 3ª boa, 4ª muito boa, 5ª excelente. Durante a condição “com humano”, a criança foi convidada a falar com o experimentador. Para isso, o experimentador perguntou à criança “o que você fez na escola desde esta manhã”. Como tal, o experimentador iniciou a discussão e depois ouviu apenas com a cabeça a criança. Entretanto, o ritmo cardíaco de cada criança foi medido. Durante a condição “com robô”, o robô foi colocado para acenar com a cabeça; o experimentador deu o robô para a criança e convidou a criança a usá-lo. Como anteriormente, o experimentador pediu à criança para contar ao robô “o que ele ou ela fez na escola desde esta manhã”. O robô era o ouvinte, a criança era o orador e o experimentador permaneceu em silêncio e discreto. O ritmo cardíaco foi registado ao mesmo tempo, mais uma vez. O estudo começou por volta das 14h, horário parisiense e de Gifu, para todas as crianças. Ao final da sessão, a criança foi convidada a estimar a sua própria emoção na mesma escala acima mencionada. Mais particularmente, cada criança foi convidada a relatar seu próprio sentimento emocional após o contato com o robô (Giannopulu e Watanabe, 2015; Giannopulu, 2016a,b, 2018; Giannopulu et al., 2016, 2018).
Análise
A frequência cardíaca serviu como primeira variável dependente em um modelo misto ANOVA 3 (“Descanso”, “Human InterActor” e “Robot InterActor”) × 2 (“Francês” vs. “Japonês”). O sentimento emocional relatado serviu como a segunda variável dependente usando o teste Wilcoxon de pares de pares assinados. Também realizamos uma estatística de comparações usando o teste t de aluno para examinar as diferenças no ritmo cardíaco e qui-quadrado para analisar a sensação emocional relatada. Os resultados obtidos foram muito semelhantes. Apresentamos abaixo os resultados dos testes ANOVA e Wilcoxon de pares de pares assinados. A análise dos dados foi realizada com o SPSS Statistics 24.
Resultados
P>Primeiro, apresentamos os resultados para a freqüência cardíaca de ambos os grupos em três condições: “repouso”, “com humano”, e “com robô”. We then examine the emotional feeling reported for each group.
FIGURE 3. Heart rate comparison between neurotypical Japanese and French children in ‘rest,’ ‘with human,’ and ‘with robot’ condition (∗p < 0.05; ∗∗p < 0.01).
Figure 4 shows that the initial emotional state of French and Japanese children did not differ (Mann–Whitney U = 129.5, p = 0.0623). In the same vein, the final emotional state of both groups did not differ (Mann–Whitney U = 167.5, p = 0.3843). The interaction with the InterActor robot did not have any significant effect in the initial emotional state of French and Japanese children (Wilcoxon two-tailed test p > 0.05, T = 45, n = 20 and Wilcoxon two-tailed test p > 0.05, T = 9, n = 20 respectively).
FIGURE 4. Comparação do sentimento emocional relatado ‘antes’ e ‘depois’ da interação com o robô em crianças neurotípicas japonesas e francesas.
Discussão e Conclusão
Este estudo tratou da empatia emocional como um mecanismo de sincronização, usando o mesmo paradigma falante-ouvinte e o mesmo humano (ou seja, experimentador) em dois grupos de crianças, um francês e um japonês. Revelou que apesar de uma expressão de empatia emocional não verbal mais importante nas crianças japonesas do que nas francesas na condição de repouso, um mecanismo similar de sincronização caracterizou a troca comunicativa não verbal quando ambos os grupos de crianças interagiram com um humano ou um robô de brinquedo. Quando as crianças japonesas interagiam com o robô, o seu ritmo cardíaco era mais elevado do que quando interagiam com o humano. Além disso, o estado emocional inicial relatado não foi diferente para as crianças japonesas e francesas. A interação com o robô de brinquedo não afetou o estado emocional final para nenhum dos grupos de crianças.
Nossos resultados são consistentes com achados recentes que relataram significativa interdependência entre empatia emocional e sincronização em adultos (Levenson e Gottman, 1985; Stellar et al., 2015; Lischke et al., 2018) e em díades mãe-filho (Feldman et al., 2011). Mas estes achados também concordam com a nossa hipótese de que a empatia emocional, que é um mecanismo de sincronização, leva a potenciais semelhanças entre dois grupos diferentes de crianças: franceses e japoneses. Isto parece reflectir-se no ajustamento de um determinado estado fisiológico automático: a frequência cardíaca. Fisiologicamente falando, a frequência cardíaca é automaticamente controlada tanto pelo sistema nervoso simpático (SNS) como pelo sistema nervoso parassimpático (SNP) do sistema nervoso autônomo (SNA) e fornece uma medida do funcionamento autônomo (isto é, funcionamento inconsciente) (Porges, 2007). O SNP é ativado durante o repouso para manter a homeostase; o SNS é ativado durante períodos de mudança percebida pelo aumento, a freqüência cardíaca e a mobilização do funcionamento emocional (Suurland et al., 2016). Ambos os sistemas fisiológicos actuam de forma complementar para responder e adaptar-se às mudanças internas e externas; nomeadamente, ambos os sistemas são baseados na sincronização. Note que o SNS é controlado pela medula espinhal, o SNP é controlado pela medula espinhal e pelo cérebro. Ostensivelmente, no estado de repouso, a frequência cardíaca das crianças japonesas era mais elevada do que a das crianças francesas. Esta atividade automática daria suporte ao envolvimento das crianças e indicaria um determinado estado emocional. Quando as crianças japonesas estavam em contato com o humano ou o robô brinquedo, sua freqüência cardíaca era semelhante à freqüência cardíaca das crianças francesas.
Contrário aos dados que afirmam que as funções autonômicas no sistema cardiovascular dependem em grande parte de fatores genéticos (Tanaka et al., 1994), o presente estudo indica que estas funções parecem mais propensas a depender da intercomunicação que é possível através de um humano ou de um robô brinquedo em nossa situação. Essencialmente, ambos os grupos de crianças expressaram perfis potencialmente similares de freqüência cardíaca em todas as condições, com exceção de uma freqüência cardíaca maior na interação com o robô do que na interação com o humano para as crianças japonesas. Um perfil semelhante foi observado para as crianças francesas, mesmo que os dados não sejam estatisticamente significativos. Observe que a freqüência cardíaca das crianças japonesas foi muito semelhante durante o “descanso” e as condições “humanas” em que o humano foi o principal “ator” passivo ou ativo. Note também que o humano, e o robô de brinquedo, eram os mesmos na França e no Japão. Em ambos os grupos, o ritmo cardíaco era quase idêntico quando ambos os grupos de crianças interagiam com o robô.
A partilha e a transformação dos estados emocionais das crianças emanaria da sua compreensão da experiência emocional que caracteriza o outro (Giannopulu et al., 2016, 2018; Giannopulu, 2018). Com base na sincronização interpessoal, esta é a essência da condição falante-ouvinte (Tatsukawa et al., 2016). Neste contexto, ambos os interlocutores estão realizando um cenário de comunicação tentando várias reações emocionais verbais e não-verbais. A reacção verbal requer a elaboração de frases coerentes; a reacção não verbal assume a forma de acenos de cabeça e/ou vários tipos de expressões faciais (Giannopulu, 2016a,b, 2018; Giannopulu et al., 2016, 2018; Giannopulu e Watanabe, 2018). Intimamente ligadas ao estado do orador, estas respostas significam que tudo (ou uma parte) está sendo integrado (Clark, 1996; Bavelas et al., 2002). Uma comunicação bem sucedida requer que tanto o orador como o ouvinte interpretem com precisão (através de processos emocionais verbais e não verbais) o significado da afirmação emocional um do outro. Parece que a natureza emocional expressiva não verbal de uma ação humana (ou seja, a freqüência cardíaca associada ao sistema nervoso autônomo) retrata uma indicação da afirmação emocional do outro, pelo menos. Isto pode ser considerado como um processo de ressonância emocional, ou um tipo de mecanismo de sincronização inconsciente que parece ser semelhante entre crianças japonesas e francesas. Como o estado emocional relatado é análogo em ambas as populações, parece que a expressão emocional verbal também estaria associada a este mecanismo. Este último resultado seria consistente com teorias nas quais conceitos emocionais básicos como “querer”, “sentir” ou “sentir” são comuns em todos os contextos educacionais (Wierzbicka, 1992).
Dados os achados atuais, parece que tanto nas populações francesas como japonesas a empatia emocional exigiria a implicação de uma identificação automática inconsciente sem qualquer empatia cognitiva intermediária (Gallese, 2003; Asada, 2014). Tal identificação é ativa com humanos e com robôs de brinquedo. Dados recentes estão de acordo: crianças emocionalmente empáticas exibem expressões não verbais inconscientes (Giannopulu e Watanabe, 2018; Giannopulu et al., 2018). A evidência de neuroimagem também suporta tal processo sugerindo que o sistema de neurônios espelho está envolvido não apenas na intersubjetividade das ações, mas também na empatia emocional que permite que uma pessoa se sinta relacionada a outras (isto é, sincronização intersubjetiva) (Carr et al., 2003). Tal mecanismo neural autoriza a pessoa, em essência, a compreender os sentimentos dos outros bem como a expressar os seus próprios sentimentos (Gallese, 2003). Uma representação partilhada do estado empático emocional está subjacente ao processo. Nesse sentido, a empatia emocional seria considerada uma ampla idiossincrasia inconsciente que oferece à mente uma forma específica de comunicação: uma forma de simulação automática de experiências emocionais que é análoga entre crianças francesas e japonesas. Portanto, nossas descobertas estão de acordo com a suposição de que os cérebros das crianças simulam os sentimentos dos outros a um nível inconsciente. Isto pode ser valioso para ambos os grupos de crianças neurotípicas analisadas no nosso estudo. Dado o acima exposto, a empatia emocional pode ser considerada como um mecanismo de sincronização que suporta as interações humano-humano e humano-robô e prevê futuros comportamentos emocionais.
Limitações
Uma das principais limitações do nosso estudo é a ausência de validade ecológica. Mesmo que a nossa abordagem experimental seja indispensável para estabelecer relações valiosas entre a impiedade emocional, a sincronização e a frequência cardíaca, sugerimos que futuros estudos explorem tais relações em contextos mais naturalistas. Outra limitação do estudo é a falta de atividade cortical e sua relação com a atividade periférica durante o processo de sincronização. Uma possibilidade para pesquisas futuras poderia ser investigar se a atividade central do cérebro está relacionada à atividade periférica quando a sincronização opera na interação humano-humana e na interação criança-robô. Finalmente, concordamos que no nosso estudo não incluímos uma população clínica. Estudos futuros devem examinar um grupo clínico (CIA ou lesão na cabeça) pelo menos em comparação com um típico.
Contribuições dos autores
IG desenvolveu o método, realizou o experimento, coletou os dados, analisou e preparou o manuscrito. TW é o criador do robô. IG, KT e TW discutiram o trabalho.
Funding
O estudo pertence a um projeto internacional sobre interação infantil de robôs de brinquedo patrocinado pela Fundação Franco-Japonesa de Paris (FJF16P29).
Conflict of Interest Statement
Os autores declaram que a pesquisa foi realizada na ausência de qualquer relação comercial ou financeira que pudesse ser interpretada como um potencial conflito de interesses.
O revisor EF e o Editor de Manejo declararam sua afiliação compartilhada.
Agradecimentos
Agradecemos a todos os participantes e seus pais, ao Inspetor Pedagógico, ao Assessor Educacional, ao Diretor e à equipe da escola primária principal do primeiro distrito de Paris, França e Gifu, Japão.
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