Исследование с помощью вызванных потенциалов функциональной эквивалентности механизмов восприятия и генерации эмоций

Dar'ya. S. Alekseeva, Pavel N. Ermakov, Vitalii V. Babenko, Denis V. Yavna


Аннотация


Введение. Отмечается, что гипотеза функциональной эквивалентности находит подтверждение во многих функциональных системах мозга. Однако этот вопрос остается открытым в отношении механизмов, участвующих в восприятии и воспроизведении эмоций. Ставится цель определить и сопоставить динамику активности мозговых структур при восприятии и генерации эмоций. Новизна исследования определяется тем, что впервые сравнивается динамика вызванной активности при восприятии и генерации эмоций у одних и тех же испытуемых в условиях одного эксперимента.

Методы. Испытуемым предъявлялись фотографии лиц с разным эмоциональным выражением и объекты, вызывающие разные эмоциональные реакции. Испытуемые должны были сообщить, какую эмоцию выражает предъявляемое лицо и какую эмоцию вызывает у них показываемый объект. Ответы служили основой для дальнейшего группирования и усреднения фрагментов электроэнцефалограммы с целью выделения вызванных потенциалов (на нейтральные, позитивные и негативные лица и объекты). Электроэнцефалограмма регистрировалась в 128 отведениях, что позволило определить траектории фокусов максимальной активности с помощью sLORETA. Сравнивались реакции на лица и объекты одинаковой эмоциональной валентности.

Результаты. Впервые в рамках одного эксперимента регистрировались и сравнивались реакции на зрительные стимулы, отображающие и вызывающие эмоции. Различия между вызванными потенциалами на лица с разной эмоциональной экспрессией и объекты с разной эмоциональной валентностью обнаружены на волне N170. Анализ траекторий фокусов максимальной активности при развитии реакций на лица и объекты не выявил их пересечения.

Обсуждение результатов. Указывается, что экспериментальные задачи были организованы таким образом, чтобы максимально развести динамику сравниваемых реакций. В этих условиях совпадение процессов возможно только на определенном этапе в случае существования механизма «отзеркаливания». Анализ полученных результатов показал отсутствие пересечения сравниваемых процессов.

Заключение. Полученные результаты не выявили признаков функциональной эквивалентности механизмов, распознающих и генерирующих эмоции.


Ключевые слова


лица; восприятие эмоций; отзеркаливание; объекты; эмоциональная реакция; генерация эмоций; эмоциональная экспрессия; эмоциональная валентность; вызванные потенциалы; фокусы максимальной активности

Полный текст:

PDF>PDF

Литература


Shepard R. N., Metzler J. Mental rotation of three-dimensional objects. Science, 1971, V. 171, no. 3972, pp. 701–703.

Kosslyn S. M., Ball T. M., Reiser B. J. Visual images preserve metric spatial information: evidence from studies of image scanning. Journal of experimental psychology: Human perception and performance, 1978, V. 4, no. 1, pp. 47–60.

Holmes P. S., Cumming J., Edwards M. G. Motor imagery in learning processes: Motor imagery and observation in skill learning. In: Guillot A., Collet C. (eds.) The neurophysiological foundations of mental and motor imagery. Oxford, UK, Oxford University Press, 2010, pp. 253–269.

Moran A., Guillot A., Macintyre T., Collet C. Re-imagining motor imagery: Building bridges between cognitive neuroscience and sport psychology. British Journal of Psychology, 2012, V. 103, no. 2, pp. 224–247. DOI: 10.1111/j.2044-8295.2011.02068.x

Bastiaansen J. A. C. J., Thioux M., Keysers C. Evidence for mirror systems in emotions. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B: Biological Sciences, 2009, V. 364, no. 1528, pp. 2391–2404. DOI: 10.1098/rstb.2009.0058

Lamm C., Bukowski H., Silani G. From shared to distinct self-other representations in empathy: evidence from neurotypical function and socio-cognitive disorders. Philosophical Transactions of the Royal Society B, 2016, V. 371, Issue 1686, 20150083. DOI: 10.1098/rstb.2015.0083

Decety J., Grèzes J. The power of simulation: imagining one's own and other's behavior. Brain Research, 2006, V. 1079, no. 1, pp. 4–14. DOI: 10.1016/j.brainres.2005.12.115

Leslie K. R., Johnson-Frey S. H., Grafton S. T. Functional imaging of face and hand imitation: towards a motor theory of empathy. Neuroimage, 2004, V. 21, no. 2, pp. 601–607. DOI: 10.1016/j.neuroimage.2003.09.038

Singer T., Lamm C. The social neuroscience of empathy. Annals of the New York Academy of Sciences, 2009, V. 1156, no. 1, pp. 81–96. DOI: 10.1111/j.1749-6632.2009.04418.x

Decety J. To what extent is the experience of empathy mediated by shared neural circuits? Emotion Review, 2010, V. 2, no. 3, pp. 204–207. DOI: 10.1177/1754073910361981

Rütgen M., Seidel E.-M., Silani G., Riecansky I., Hummer A., Windischberger C., Petrovic P., Lamm C. Placebo analgesia and its opioidergic regulation suggest that empathy for pain is grounded in self pain. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2015, V. 112, no. 41, pp. E5638–E5646. DOI: 10.1073/pnas.1511269112

Han X., He K., Wu B., Shi Z., Liu Y., Luo S., Wei K., Wu X., Han S. Empathy for pain motivates actions without altruistic effects: evidence of motor dynamics and brain activity. Social Cognitive and Affective Neuroscience, 2017, V. 12, no. 6, pp. 893–901. DOI: 10.1093/scan/nsx016

Carr L., Iacoboni M., Dubeau M.-C., Mazziotta J. C., Lenzi G. L. Neural mechanisms of empathy in humans: a relay from neural systems for imitation to limbic areas. Proceedings of the national Academy of Sciences, 2003, V. 100, no. 9, pp. 5497–5502. DOI: 10.1073/pnas.0935845100

Wicker B., Keyser C., Plailly J., Royet J. P., Gallese V., Rizzolatti G. Both of us disgusted in my insula: the common neural basis of seeing and feeling disgust. Neuron, 2003, V. 40, no. 3, pp. 655–664. DOI: 10.1016/S0896-6273(03)00679-2

Heller A. S., Lapate R. C., Mayer K. E., Davidson R. J. The face of negative affect: trial-by-trial corrugator responses to negative pictures are positively associated with amygdala and negatively associated with ventromedial prefrontal cortex activity. Journal of Cognitive Neuroscience, 2014, V. 26, no. 9, pp. 2102–2110. DOI: 10.1162/jocn_a_00622

Lamm C., Majdandžić J. The role of shared neural activations, mirror neurons, and morality in empathy – A critical comment. Neuroscience Research, 2015, V. 90, pp. 15–24. DOI: 10.1016/j.neures.2014.10.008

Britton J. C., Britton C., Taylor S. F., Sudheimer K. D., Liberzon I. Facial expressions and complex IAPS pictures: common and differential networks. Neuroimage, 2006, V. 31, no. 2, pp. 906–919. DOI: 10.1016/j.neuroimage.2005.12.050

Olszanowski M., Pochwatko G., Kuklinski K., Scibor-Rylski M., Lewinski P., Ohme R. K. Warsaw set of emotional facial expression pictures: a validation study of facial display photographs. Frontiers in psychology. 2014, V. 5, 1516. DOI: 10.3389/fpsyg.2014.01516

Pantic M., Valstar M., Rademaker R., Maat L. Web-based database for facial expression analysis. IEEE International Conference on Multimedia and Expo (ICME, 2005). DOI: 10.1109/ICME.2005.1521424

Lundqvist D., Flykt A., Öhman A. The Karolinska directed emotional faces (KDEF). Stockholm, Sweden, Karolinska Institute, Department of Clinical Neuroscience, Psychology Section, 1998.

Delorme A., Makeig S. EEGLAB: an open source toolbox for analysis of single-trial EEG dynamics. Journal of Neuroscience Methods, 2004, V. 134, no. 1, pp. 9–21. DOI: 10.1016/j.jneumeth.2003.10.009

Pascual-Marqui R. D. Standardized low-resolution brain electromagnetic tomography (sLORETA): Technical details. Methods and Findings in Experimental and Clinical Pharmacology, 2002, V. 24, pp. 5–12.

Maratos F. A., Garner M., Karl A., Hogan A. M. When is a face a face? Schematic faces, emotion, attention and the N170. AIMS Neuroscience, 2015, V. 2, no. 3, pp. 172–182. DOI: 10.3934/Neuroscience.2015.3.172

Almeida P. R., Ferreira-Santos F., Chaves P. L., Paiva T. O., Barbosa F., Marques-Teixeira J. Perceived arousal of facial expressions of emotion modulates the N170, regardless of emotional category: Time domain and time–frequency dynamics. International Journal of Psychophysiology, 2016, V. 99, pp. 48–56. DOI: 10.1016/j.ijpsycho.2015.11.017

Almeida P. R., Ferreira-Santos F., Vieira J. B., Moreira P. S., Barbosa F., Marques-Teixeira J. Dissociable effects of psychopathic traits on cortical and subcortical visual pathways during facial emotion processing: an ERP study on the N170. Psychophysiology, 2014, V. 51, no. 7, pp. 645–657. DOI: 10.1111/psyp.12209

Lin H., Schulz C., Straube T. Contextual effects of surprised expressions on the encoding and recognition of emotional target faces: An event-related potential (ERP) study. Biological Psychology, 2017, V. 129, pp. 273–281. DOI: 10.1016/j.biopsycho.2017.09.011

Cacioppo J. T., Tassinary L. G., Berntson G. Handbook of psychophysiology. 3rd Edition. Cambridge, Cambridge University Press, 2007. 908 p.

Rice G. E., Watson D. M., Hartley T., Andrews T. J. Low-level image properties of visual objects predict patterns of neural response across category-selective regions of the ventral visual pathway. Journal of Neuroscience, 2014, V. 34, no. 26, pp. 8837–8844. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.5265-13.2014

Zhen Z., Yang Z., Huang L., Kong X.-Z., Wang X., Dang X., Huang Y., Song Y., Liu J. Quantifying interindividual variability and asymmetry of face-selective regions: A probabilistic functional atlas. NeuroImage, 2015, V. 113, pp. 13–25. DOI: 10.1016/j.neuroimage.2015.03.010

Goffaux V., Peters J., Haubrechts J., Schiltz C., Jansma B., Goebel R. From coarse to fine? Spatial and temporal dynamics of cortical face processing. Cerebral Cortex, 2010, V. 21, no. 2, pp. 467–476. DOI: 10.1093/cercor/bhq112

Grill-Spector K., Weiner K. S. The functional architecture of the ventral temporal cortex and its role in categorization. Nature Reviews Neuroscience, 2014, V. 15, no. 8, pp. 536–548. DOI: 10.1038/nrn3747

Hietanen J. K., Astikainen P. N170 response to facial expressions is modulated by the affective congruency between the emotional expression and preceding affective picture. Biological Psychology, 2013, V. 92, no. 2, pp. 114–124. DOI: 10.1016/j.biopsycho.2012.10.005

Hinojosa J. A., Mercado F., Carretié L. N170 sensitivity to facial expression: a meta-analysis. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 2015, V. 55, pp. 498–509. DOI: 10.1016/j.neubiorev.2015.06.002

Wang X., Jin J., Liu Z., Yin T. Study on differences of early-mid ERPs induced by emotional face and scene images. International Symposium on Neural Networks. Springer, Cham, 2017, pp. 550–558. DOI: 10.1007/978-3-319-59081-3

Eimer M., Holmes A. Event-related brain potential correlates of emotional face processing. Neuropsychologia, 2007, V. 45, no. 1, pp. 15–31. DOI: 10.1016/j.neuropsychologia.2006.04.022




DOI: http://dx.doi.org/10.21702/rpj.2017.4.5

Метрики статей

Загрузка метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.