ייצוגים מודעים ללא מודע פנים רגשית תסמונת אספרגר
Summary
פרוטוקול ניסוי EEG נועד להבהיר את יחסי הגומלין בין המודע ייצוגים הלא המודעים של פרצופים רגשיים בחולים עם תסמונת אספרגר. הטכניקה עולה כי בחולים עם תסמונת אספרגר יש גירעונות בייצוג הלא מודע של פרצופים רגשיים, אבל יש ביצועים דומים בייצוג מודע לנבדקי ביקורת בריאים.
Abstract
מספר מחקרים הדמייה הציעו כי תוכן תדירות מרחבית הנמוך של פנים לא רגשיים בעיקר מפעיל את האמיגדלה, pulvinar, ו colliculus המעולה במיוחד עם פרצופים מפוחדים 1-3. אזורים אלה מהווים את המבנה הלימבית בתפיסה הלא מודעת של הרגשות ולווסת פעילות קליפת המוח באופן ישיר או עקיף 2. לעומת זאת, הייצוג המודע רגשות בולט יותר החגורה הקדמית, קליפת מוח קדם חזיתית, ואת הקליפה חושית עבור הפניית תשומת לב מרצון הפרטים בפנים 3,4. תסמונת אספרגר (AS) 5,6 מייצג הפרעה נפשית טיפוסית המשפיעה יכולות חושיות, רגשיות ותקשורתיות, מבלי להפריע כישורים לשוניים רגילים ויכולת אינטלקטואלית. מספר מחקרים מצאו כי גירעונות פונקציונליים המעגלים העצביים חשובים זיהוי רגשות פנים יכולים להסביר חלקית כשל בתקשורת חברתיבחולים עם AS 7-9. על מנת להבהיר את יחסי הגומלין בין ייצוגים מודעים והלא-מודעים של פרצופים רגשיים AS, פרוטוקול ניסוי EEG נועד עם שתי משימות נדרשות הערכת רגשנות או של תצלום או פרצופי ציור אונליין. מחקר פיילוט הוא הציג לבחירת גירויים פן כי למזער את ההבדלים זמנים תגובה ועשרות שהוקצו רגשות פנים בין החולים שנבדקו מראש ואושרו עם AS ו- IQ / ביקורת בריאה בהתאמה מגדרית. מידע מהחולים שנבדקו מראש ואושר שמש לפיתוח שיטת הניקוד המשמשת להערכת הרגשנות. מחקר לתוך רגשות פן גירויים חזותיים עם תוכן תדירות מרחבית שונה הגיע ממצאים סותרים תלוי המאפיינים הדמוגרפיים של משתתפי משימה דורשת 2. פרוטוקול הניסוי נועד להבהיר גירעונות בחולים עם AS בעיבוד פרצופים רגשיים בהשוואה לנבדקי ביקורת בריאה על ידי שליטה על גורםזה קשור הכרת רגשות פנים, כגון קושי מטלה, IQ ומין.
Introduction
זיהוי רגשות פנים הוא אחד התהליכים במוח החשובים ביותר בתחום התקשורת החברתית. מגוון של הפרעות נפשיות קשורים לבעיות עם זיהוי מפורש של רגשות פנים 4-6. תצלום של הפנים מכיל קשת רחבה של מידע מרחבי כי ניתן לסנן לאף תדירות מרחבית גבוהה (HSF) או תדירות מרחבית נמוכה (LSF) תוכן. HSF קשורה חלקים מפורטים ביותר של תמונה, כגון הקצוות של פנים, תוך LSF קשורה גס או פחות חלקים מוגדרים היטב כמו פרצוף הוליסטי עם תוכן LSF 7. כל משימה זיהוי פנים בעת ובעונה אחת גורמת תהליכי מודעות, הלא מודע 8-12, ואת ההשתתפות של תהליך בלתי מודע מתרחשת מרווח 150-250 אלפיות השניה שלאחר התפרצות או אפילו 13 קודם לכן. שהאחוז בקרב קבוצת הביקורת, התהליך הלא מודע הוא בדרך כלל מהירה יותר 14,15 תהליך מודע. מחקרים הדמייה כמה הציעו כיLSF ב גירוי פנים (או גירוי משמעותי במוטי ב ציה) בעיקר מפעיל את האמיגדלה, pulvinar, ו colliculus מעולה במיוחד עם פרצופים מפוחדים 3,16. אזורים אלה מהווים את המבנה הלימבית בתפיסה הלא מודע של הרגשות ולווסת פעילות קליפת המוח במישרין או בעקיפין 1. לעומת זאת, ייצוג מודע רגשות בולט יותר החגורה הקדמית, קליפת מוח קדם חזיתית, ואת הקליפה חושית עבור הפניית תשומת לב מרצון הפרטים בפנים 9,17,18.
תסמונת אספרגר (AS) 19,20 מייצג הפרעה נפשית טיפוסית המשפיעה יכולות חושיות, רגשיות ותקשורתיות, מבלי להפריע כישורים לשוניים רגילים ויכולת אינטלקטואלית. מספר מחקרים מצאו כי גירעונות פונקציונליים המעגלים העצביים חשובים זיהוי רגשות פנים יכולים להסביר חלקית את כישלון התקשורת החברתי AS 21-25.הפרעות התנהגות שנצפו אצל ילדים הלוקים בתסמונת ניתן לאבחן בשלוש השנים הראשונות של חיים 26, תקופה בה מהרצון שלהם (או בהכרה) שליטה על התנהגויות אינה מפותחת 27. אצל מבוגרים הלוקים בתסמונת, הפרעות התנהגותיות ניתן לפצות באמצעות רגולציה לב 28. קושי עיבוד בתוך טווח תדרי מרחביים מסוים עשוי להצביע על הפרעה בשלבי עיבוד מידע שונים. עד כה, אף מחקר לא התייחס פוטנציאלים עוררים ישירות ופעילות תנודתית בחולים עם AS במהלך זיהוי רגשות פנים המעורבים גירויי פנים בטווחי תדרי מרחביים ספציפיים. חשוב לבחון את המסלול התפקודי בחולים עם AS בהשוואה לנבדקי ביקורת בריא במהלך עיבוד גירויי פנים עם תוכן תדירות מרחבית שונה על ידי שליטה על דרישות משימה ואפקטים דמוגרפיים כגון מגדר IQ.
על מנת להבהיר את השארלשחק בין ייצוגים מודעים והלא-מודעים של פרצופים רגשיים, פרוטוקול ניסוי EEG מיועד השוואת מוח פוטנציאלים ופעילות תנודתית בין חולים עם AS ובקרות IQ / בריאות בהתאמה מגדרית. קבוצה של משתתפי פרויקט גויסה לפני ניסוי EEG לסיוע עם מבחר של גירויים הניסיוניים ופיתוח של מערכת ניקוד על מנת לאפשר הערכה של ביצועים בחולים עם AS. הפרוטוקול מורכב משתי משימות נדרשות הערכת רגשנות של תצלום או או פרצופי ציור אונליין. ההבדלים בין שתי הקבוצות ניתן להעריך על ידי חישוב ERPs ו הפרעות ספקטרלי הקשור לאירוע (ERSPs). בפרק הבא, את הפרטים של פרוטוקול הניסוי הם ומפרטים, כוללים מחקר הפיילוט ושיטות עיבוד נתוני EEG / ניתוח, ואחריו את תוצאות הניתוח העיקריות. לבסוף, את השלבים הקריטיים בפרוטוקול ומשמעותה ביחס קייםשיטות נדונות. המגבלה ואת הרחבה אפשרית של הפרוטוקול להשתמש בחולים עם הפרעות רגשיות אחרות גם ציינו.
Protocol
Representative Results
Discussion
הספרות כוללת מחקרים על הכרת רגשות פנים בחולים עם אוטיזם על ידי ניתוח של תגובות EEG 44, ועל הכרת תוכן בתדירות גבוהה ונמוך מרחבית באמצעות גירויים חזותיים 43. למיטב ידיעתנו, עם זאת, קיים מחסור של מחקרים הקיימים כיום לגבי פעילות תנודתית המוח המשלב זיהוי רגשות עם ת…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This research was supported by grants MOST102-2410-H-001-044 and MOST103-2410-H-001-058-MY2 to M. Liou, and RSF-14-15-00202 to A.N. Savostyanov. The support of Russian Science Foundation (RSF) was used for elaboration of experimental paradigm of face recognition.
Materials
| Synamps 2/RT 128-channel EEG/EP/ERP | Neuroscan | ||
| Quik-CapEEG 128 electrodes | Neuroscan | ||
| Gel | Quik-Gel | ||
| FASTRAK 3D digitizer | Polhemus |
References
- Tamietto, M., De Gelder, B. Neural bases of the non-conscious perception of emotional signals. Nat Rev Neurosci. 11, 697-709 (2010).
- Harms, M. B., Martin, A., Wallace, G. L. Facial Emotion Recognition in Autism Spectrum Disorders: A Review of Behavioral and Neuroimaging Studies. Neuropsychol Rev. 20, 290-322 (2010).
- Vuilleumier, P., Armony, J. L., Driver, J., Dolan, R. J. Distinct spatial frequency sensitivities for processing faces and emotional expressions. Nat Neurosci. 6, 624-631 (2003).
- Phan, K. L., Wager, T., Taylor, S. F., Liberzon, I. Functional neuroanatomy of emotion: A meta-analysis of emotion activation studies in PET and fMRI. Neuroimage. 16, 331-348 (2002).
- Kano, M., et al. Specific brain processing of facial expressions in people with alexithymia: an (H2O)-O-15-PET study. Brain. 126, 1474-1484 (2003).
- Williams, L. M., et al. Fronto-limbic and autonomic disjunctions to negative emotion distinguish schizophrenia subtypes. Psychiat Res-Neuroim. 155, 29-44 (2007).
- Goffaux, V., et al. From coarse to fine? Spatial and temporal dynamics of cortical face processing. Cereb Cortex. , (2010).
- Balconi, M., Lucchiari, C. EEG correlates (event-related desynchronization) of emotional face elaboration: A temporal analysis. Neurosci Lett. 392, 118-123 (2006).
- Balconi, M., Lucchiari, C. Consciousness and emotional facial expression recognition – Subliminal/Supraliminal stimulation effect on n200 and p300 ERPs. J Psychophysiol. 21, 100-108 (2007).
- Balconi, M., Pozzoli, U. Face-selective processing and the effect of pleasant and unpleasant emotional expressions on ERP correlates. Int J Psychophysiol. 49, 67-74 (2003).
- Balconi, M., Pozzoli, U. Event-related oscillations (EROs) and event-related potentials (ERPs) comparison in facial expression recognition. J Neuropsychol. 1, 283-294 (2007).
- Balconi, M., Pozzoli, U. Arousal effect on emotional face comprehension Frequency band changes in different time intervals. Physiol Behav. 97, 455-462 (2009).
- Tseng, Y. L., Yang, H. H., Savostyanov, A. N., Chien, V. S., Liou, M. Voluntary attention in Asperger’s syndrome: Brain electrical oscillation and phase-synchronization during facial emotion recognition. Res Autism Spectr Disord. 13, 32-51 (2015).
- Goffaux, V., Rossion, B. Faces are" spatial"–holistic face perception is supported by low spatial frequencies. J Exp Psychol Hum Percept Perform. 32, 1023 (2006).
- Knyazev, G. G., Bocharov, A. V., Levin, E. A., Savostyanov, A. N., Slobodskoj-Plusnin, J. Y. Anxiety and oscillatory responses to emotional facial expressions. Brain Res. 1227, 174-188 (2008).
- Adolphs, R. Recognizing emotion from facial expressions: psychological and neurological mechanisms. Behav Cogn Neurosci Rev. 1, 21-62 (2002).
- Acar, Z. A., Makeig, S. Neuroelectromagnetic Forward Head Modeling Toolbox. J Neurosci Methods. 190, 258-270 (2010).
- Balconi, M. Neuropsychology of facial expressions. The role of consciousness in processing emotional faces. Neuropsychol Trends. 11, 19-40 (2012).
- Gross, T. F. The perception of four basic emotions in human and nonhuman faces by children with autism and other developmental disabilities. J Abnorm Child Psychol. 32, 469-480 (2004).
- Behrmann, M., Thomas, C., Humphreys, K. Seeing it differently: visual processing in autism. Trends in cognitive sciences. 10, 258-264 (2006).
- Holroyd, S., Baron-Cohen, S. Brief report: How far can people with autism go in developing a theory of mind?. J Autism Dev Disord. 23, 379-385 (1993).
- Duverger, H., Da Fonseca, D., Bailly, D., Deruelle, C. Theory of mind in Asperger syndrome. Encephale. 33, 592-597 (2007).
- Wallace, S., Sebastian, C., Pellicano, E., Parr, J., Bailey, A. Face processing abilities in relatives of individuals with ASD. Autism Res. 3, 345-349 (2010).
- Weigelt, S., Koldewyn, K., Kanwisher, N. Face identity recognition in autism spectrum disorders: a review of behavioral studies. Neurosci Biobehav Rev. 36, 1060-1084 (2012).
- Wilson, C., Brock, J., Palermo, R. Attention to social stimuli and facial identity recognition skills in autism spectrum disorder. J Intellect Disabil Res. 54, 1104-1115 (2010).
- American_Psychiatric_Association. . The Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders: DSM 5. , (2013).
- Dahlgee, S., Gilberg, C. Symptoms in the First two years of Life. A Priliminary. Population Study of Infantile Autism European archives of Psychiatry and Neurology. Sciences. , (1989).
- Basar-Eroglu, C., Kolev, V., Ritter, B., Aksu, F., Basar, E. EEG, auditory evoked potentials and evoked rhythmicities in three-year-old children. Int J Neurosci. 75, 239-255 (1994).
- Ekman, P., Friesen, W. V. . Pictures of Facial Affect. , (1976).
- Gillberg, C. . Autism and Asperger’s Syndrome. , 122-146 (1991).
- Chiang, S. K., Tam, W. C., Pan, N. C., Chang, C. C., Chen, Y. C., Pyng, L. Y., Lin, C. Y. The appropriateness of Blyler’s and four subtests of the short form of the Wechsler Adult Intelligence Scale-III for chronic schizophrenia. Taiwanese J Psychiatr. 21, 26-36 (2007).
- Delorme, A., Makeig, S. EEGLAB: an open source toolbox for analysis of single-trial EEG dynamics including independent component analysis. J Neurosci Methods. 134, 9-21 (2004).
- Makeig, S., Bell, A. J., Jung, T. P., Sejnowski, T. J. Independent component analysis of electroencephalographic data. Adv Neural Inf Process Syst. 8, 145-151 (1996).
- Başar, E. . Brain Function and Oscillations: Volume I: Brain Oscillations. Principles and Approaches. , (2012).
- Tsai, A. C., et al. Recognizing syntactic errors in Chinese and English sentences: Brain electrical activity in Asperger’s syndrome. Res Autism Spectr Disord. 7, 889-905 (2013).
- Savostyanov, A. N., et al. EEG-correlates of trait anxiety in the stop-signal paradigm. Neurosci Lett. 449, 112-116 (2009).
- Ashwin, C., Baron-Cohen, S., Wheelwright, S., O’Riordan, M., Bullmore, E. T. Differential activation of the amygdala and the ‘social brain’ during fearful face-processing in Asperger Syndrome. Neuropsychologia. 45, 2-14 (2007).
- Kevin, K. Y., Cheung, C., Chua, S. E., McAlonan, G. M. Can Asperger syndrome be distinguished from autism? An anatomic likelihood meta-analysis of MRI studies. J Psychiatry Neurosci. 36, 412 (2011).
- Piggot, J., et al. Emotional attribution in high-functioning individuals with autistic spectrum disorder: A functional imaging study. J Am Acad Child Adolesc Psychiatry. 43, 473-480 (2004).
- Ilyutchenok, R. Y. Emotions and conditioning mechanisms. Integr Physiol Behav Sci. 16, 194-203 (1981).
- Kleinhans, N. M., et al. fMRI evidence of neural abnormalities in the subcortical face processing system in ASD. Neuroimage. 54, 697-704 (2011).
- Toivonen, M., Rama, P. N400 during recognition of voice identity and vocal affect. Neuroreport. 20, 1245-1249 (2009).
- Deruelle, C., Rondan, C., Gepner, B., Tardif, C. Spatial frequency and face processing in children with autism and Asperger syndrome. J Autism Dev Disord. 34, 199-210 (2004).
- Bentin, S., Deouell, L. Y. Structural encoding and identification in face processing: ERP evidence for separate mechanisms. Cogn Neuropsychol. 17, 35-55 (2000).
- Vuilleumier, P., Pourtois, G. Distributed and interactive brain mechanisms during emotion face perception: evidence from functional neuroimaging. Neuropsychologia. 45, 174-194 (2007).
- Basar, E., Guntekin, B., Oniz, A. Principles of oscillatory brain dynamics and a treatise of recognition of faces and facial expressions. Prog Brain Res. 159, 43-62 (2006).
- Basar, E., Schmiedt-Fehr, C., Oniz, A., Basar-Eroglu, C. Brain oscillations evoked by the face of a loved person. Brain Res. 1214, 105-115 (2008).
- Başar, E. . Brain Function and Oscillations: Volume II: Integrative Brain Function. Neurophysiology and Cognitive Processes. , (2012).
- Anokhin, A., Vogel, F. EEG alpha rhythm frequency and intelligence in normal adults. Intelligence. 23, 1-14 (1996).
- Klimesch, W. EEG alpha and theta oscillations reflect cognitive and memory performance: a review and analysis. Brain Res Rev. 29, 169-195 (1999).
- Knyazev, G. G., Slobodskoj-Plusnin, J. Y., Bocharov, A. V. Event-Related Delta and Theta Synchronization during Explicit and Implicit Emotion Processing. 神经科学. 164, 1588-1600 (2009).
- Klimesch, W., Sauseng, P., Hanslmayr, S. EEG alpha oscillations: The inhibition-timing hypothesis. Brain Res Rev. 53, 63-88 (2007).
- Knyazev, G. G., Slobodskoj-Plusnin, J. Y. Behavioural approach system as a moderator of emotional arousal elicited by reward and punishment cues. Pers Individ Dif. 42, 49-59 (2007).
- Balconi, M., Brambilla, E., Falbo, L. Appetitive vs. defensive responses to emotional cues. Autonomic measures and brain oscillation modulation. Brain Res. 1296, 72-74 (2009).
- Dakin, S., Frith, U. Vagaries of visual perception in autism. Neuron. 48, 497-507 (2005).
- Curby, K. M., Schyns, P. G., Gosselin, F., Gauthier, I. Face-selective fusiform activation in Asperger’s Syndrome: A matter of tuning to the right (spatial) frequency. , (2003).
- American_Psychiatric_Association. . Diagnostic and statistical manual of mental disorders. , (1994).
- Dougherty, D. M., Bjork, J. M., Moeller, F. G., Swann, A. C. The influence of menstrual-cycle phase on the relationship between testosterone and aggression. Physiol Behav. 62, 431-435 (1997).
- Van Goozen, S. H., Wiegant, V. M., Endert, E., Helmond, F. A., Van de Poll, N. E. Psychoendocrinological assessment of the menstrual cycle: the relationship between hormones, sexuality, and mood. Arch Sex Behav. 26, 359-382 (1997).
- Winward, J. L., Bekman, N. M., Hanson, K. L., Lejuez, C. W., Brown, S. A. Changes in emotional reactivity and distress tolerance among heavy drinking adolescents during sustained abstinence. Alcohol Clin Exp Res. 38, 1761-1769 (2014).
