Emotion-Matched Music Increases Cardiovascular Engagement Without Elevating Perceived Exertion During Self-Paced Cycling

技術要約：感情一致型音楽は、自己ペースのサイクリングにおいて、知覚される運動強度を高めることなく心血管系のエンゲージメントを向上させる

問題提起
運動の継続（アドヒアランス）は、依然として重大な公衆衛生上の課題であり、開始から6か月以内に50%に達することもあるドロップアウト率が問題となっている。継続における主要な障壁は、主観的な努力感や疲労感であり、これらは個人がより高い強度の運動を行う生理学的能力を備えている場合でも、パフォーマンスやモチベーションを制限することが多い。音楽を聴くことは、運動体験を調整するための認知された介入策であるが、既存の研究は主に、自己選択されたもの、あるいは好みの音楽に焦点を当ててきた。このような自己選択への依存は、感情的な一致と、親しみやすさや明示的な嗜好との効果を混同させてしまう。さらに、現在の感情認識型音楽推奨システムは、主に予測精度やユーザー満足度に基づいて評価されており、感情が一致した音楽が、現実世界の身体活動中に生理学的なエンゲージメントや知覚される運動強度を意味のある形で変化させるかどうかを評価した研究はほとんどない。本研究は、個人の習慣的な運動時のリスニング習慣から導き出された（ただし直接的には自己選択されていない）感情プロファイルに一致する音楽が、生理学的負荷と知覚される努力感を切り離すことができるかという理解の空白に対処するものである。

方法論
本研究では、149名の成人（18〜45歳）を対象とした被験者間対照設計を用い、30分間の自己ペースのサイクリングセッションを実施した。参加者は以下の2つの条件のいずれかに割り当てられた：

1. コントロール群 ($n=76$): 一般的なワークアウト用音楽（非パーソナライズされたポップ/ダンスのラジオストリーム）を聴取。
2. 感情一致群 ($n=73$): Phiona®システムに基づいた音楽を聴取。参加者は、自身が運動の成功に通常使用している音楽のサンプルプレイリストを提供した。システムはこれらの楽曲の感情的特性を分析し、参加者がこれらの特定の楽曲を明示的に選択することなく、導き出された感情プロファイルに一致する新しい楽曲による30分間のプレイリストを生成した。

データ収集および指標：

• 生理学的指標: 心拍数（HR）および心拍変動（HRV、心拍の標準偏差として操作化）を、手首装着型のEmotiBitフォトプレチスモグラフィセンサーを用いて連続的に記録した。
• パフォーマンス指標: 距離、平均速度、抵抗、ケイデンス、および活動エネルギー消費量を含む客観的指標を、Peloton固定式バイクに統合されたApple Watchを通じて取得した。
• 主観的指標: 知覚される運動強度（RPE）をBorg 6–20スケールを用いて運動前後に評価した。感情的反応は、Brunel Mood Scaleの選択項目（例：眠気、活気、エネルギッシュさ）を用いて測定した。

主な結果

• 生理学的エンゲージメント: 感情一致群の参加者は、コントロール群（$M=98.60$ bpm）と比較して、有意に高い平均心拍数（$M=106.00$ bpm）を示し（$t(116.30)=2.37, p=.020$）、より持続的な心血管系のエンゲージメントが示された。HRVも感情一致群で高かったが、この効果は分析仕様に敏感であった。最大心拍数には両群間で差は見られなかった。
• 知覚される運動強度 (RPE): ベースラインを制御した後、運動後のRPEにおいて条件間の有意な差は認められなかった。しかし、調整分析により、条件と平均HRの間に有意な相互作用が明らかになった。コントロール群では、高い平均HRがより高いRPEを予測した。一方、感情一致群では、平均HRはRPEを予測しなかった。これは、典型的な「生理学的負荷と知覚される努力感の間の正の結合」が、感情一致条件において減衰したことを示している。
• パフォーマンス出力: 距離、速度、ケイデンス、または活動エネルギー消費量の間で、統計的に有意な差は見られなかった。抵抗値は感情一致群で方向性としては高かったが、外れ値処理を行ってもロバストな効果は見られなかった。複合的な総仕事量スコアにも有意な差はなかった。
• 感情的反応: 感情一致群は、ベースラインレベルを制御した場合、コントロール群と比較して、運動後の眠気が有意に低く、活気およびエネルギッシュな感情が高いことを報告した。

主要な貢献

1. 負荷と努力のデカップリング（切り離し）: 本研究は、感情一致型音楽が、知覚される運動強度を増大させることなく、客観的な生理学的エンゲージメント（平均HR）を高められることを示している。これは、内受容感覚信号と努力の評価との間の部分的な解離を示唆している。
2. 自己選択を超えて: 直接的な自己選択ではなく、システムによって導き出された感情プロファイルを使用することで、本研究は、親しみやすさや明示的な嗜好から感情的な一致の効果を分離し、感情的な共鳴だけで運動調節に影響を与え得ることを示した。
3. 感情システムの検証: 本研究は、感情認識型音楽システムを、予測精度や主観的な満足度といった標準的な評価指標を超えて、客観的な生理学的および行動的アウトカムに結びつける経験的な証拠を提供するものである。
4. 作用機序: これらの知見は、感情的な一致が、機械的な出力を増大させるのではなく、疲労に関連するキューの顕著性を減少させるか、あるいは感情的・知覚的評価をシフトさせることによって、生理学的需要と主観的な努力との関係を変化させる可能性があるという仮説を支持している。

意義および主張
本論文は、感情一致型音楽が、感情的・動機付け的な介入として機能し、主観的な努力のコストを高めることなく、より高い生理学的エンゲージメントを維持することを可能にすると主張している。著者らは、このパターンは、主観的な努力の天井（セリング）の周囲で行動が制御されるという、運動に関する心理生物学的モデルと一致していると考えている。努力を直接的に高めるのではなく、努力がどのように経験されるかを修正することによって、このようなシステムは、運動の体験的な質を向上させ、持続的な関与をサポートできる可能性がある。著者らは、機械的な出力にロバストな変化が見られなかったことは、生産性の向上ではなく、内的に要求される作業に対する耐性のシフトであることを指摘し、本研究の範囲を限定的に述べている。結論として、これらの知見は、生態学的に妥当な文脈において、行動的および生理学的アウトカムを用いて感情ベースの音楽選択を評価する方法を示しており、将来の感情認識型システムは、現実世界の環境における行動調節および生理学的反応に影響を与える能力に基づいて評価されるべきであることを示唆している。