JoVE Journal > Behavior
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Resultados
Discussion
Divulgaciones
Acknowledgements
Materials
Referencias
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Comportamiento

Сознательные и бессознательные представления Эмоциональные лица в синдром Аспергера

Published: July 31, 2016
doi:
10.3791/53962
, , , , ,
1Institute of Statistical Science,Academia Sinica, 2Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences, 3Department of Psychology,Fo Guang University, 4Department of Electrical Engineering,Fu Jen Catholic University, 5State Research Institute of Physiology and Basic Medicine, 6Novosibirsk State University, 7Imaging Research Center,Taipei Medical University

Summary

Экспериментальный протокол ЭЭГ предназначен для выяснения взаимосвязи между сознательными и не осознанных представлений эмоциональных граней у больных с синдромом Аспергера. Методика предполагает, что пациенты с синдромом Аспергера испытывают дефицит в подсознательной представлении эмоциональных граней, но имеют сравнимую производительность в сознательном представлении со здоровыми.

Abstract

Несколько исследований нейровизуализации предположили , что низкое содержание пространственных частот в эмоциональном лице , главным образом активирует миндалины, pulvinar и двухолмия особенно с испуганными лицами 1-3. Эти регионы являются лимбической структуры в не осознанного восприятия эмоций и модулировать активность коры головного мозга прямо или косвенно 2. В противоположность этому , сознательное представление эмоций более выражена в передней части поясной извилины, префронтальной коры и соматосенсорной коры для направления произвольного внимания к деталям в лицах 3,4. Синдром Аспергера (AS) 5,6 представляет собой нетипичное психическое расстройство , которое затрагивает сенсорные, эмоциональные и коммуникативные способности, не мешая нормальной языковых навыков и интеллектуальных способностей. Некоторые исследования показали, что функциональные дефициты в нейронной схемы, важные для распознавания эмоций лица может частично объяснить провал социальной коммуникации впациентов с AS 7-9. Для того, чтобы прояснить взаимосвязь между сознательным и не осознанных представлений эмоциональных граней, как, экспериментальный протокол ЭЭГ разработан с двумя задач, включающих оценку эмоциональность либо фотографии или рисования линий лица. Пилотное исследование вводится для выбора лица стимулы, которые сводят к минимуму различия в продолжительности реакции и оценки, присвоенных лицевых эмоций между апробировать пациентов с АС и IQ / пола соответствием здоровых. Информация от апробировать пациентов была использована для разработки системы подсчета очков, используемого для оценки эмоциональности. Исследования в области лица эмоций и зрительных стимулов с различным содержанием пространственная частота достигла расхождениями результатов в зависимости от демографических характеристик участников и задачи требует 2. Экспериментальный протокол предназначен для уточнения дефицита у пациентов с АС при обработке эмоциональные лица по сравнению со здоровыми, управляя для фактораS не связаны с признанием лицевых эмоций, таких как задачи трудности, IQ и пола.

Introduction

Признание лица эмоция является одним из наиболее важных процессов головного мозга, участвующих в социальных коммуникаций. Различные психические расстройства связаны с проблемами с явным обнаружением лица эмоций 4-6. Фотоснимок лица содержит спектр пространственной информации, которая может быть отфильтрован либо для высокой пространственной частоты (HSF) или низкой пространственной частоты (LSF) содержания. HSF связано с высокой степенью детализации частей изображения, такие , как края лица, в то время как LSF связано с более грубым или менее четко определенных частей , таких как целостного лица с содержанием LSF 7. Любая задача распознавания лиц одновременно вызывает сознательные и бессознательные процессы , 8-12, а также участие в подсознательной процесс происходит в 150-250 мс пост началом интервала или даже раньше 13. В здоровых, не-сознательный процесс , как правило , быстрее , чем сознательный процесс 14,15. Несколько исследований нейровизуализации предположили, чтоФИ в стимул для лица (или мотивационно значимого стимула) главным образом активирует миндалины, pulvinar и двухолмия особенно с испуганными лицами 3,16. Эти регионы являются лимбической структуры в не осознанного восприятия эмоций и модулировать активность коры головного мозга прямо или косвенно 1. В противоположность этому , сознательное представление эмоций более выражена в передней части поясной извилины, префронтальной коры и соматосенсорной коры для направления произвольного внимания к деталям в лице 9,17,18.

Синдром Аспергера (AS) 19,20 представляет собой нетипичное психическое расстройство , которое затрагивает сенсорные, эмоциональные и коммуникативные способности, не мешая нормальной языковых навыков и интеллектуальных способностей. Некоторые исследования показали , что функциональные дефициты в нейронной схемы , важные для распознавания эмоций лица может частично объяснить провал социальной коммуникации в AS 21-25.Поведенческие расстройства , наблюдаемые у детей с АС может быть диагностирован в течение первых трех лет жизни 26, период , в течение которого их добровольного (или сознательного) контроль за поведением не полностью развита 27. У взрослых с АС, поведенческие расстройства могут быть компенсированы за счет регулирования внимания 28. Сложность в обработке деталей в пределах определенной пространственной диапазоне частот может указывать на нарушения в различных этапах обработки информации. До сих пор ни одно исследование не непосредственно на имя вызванных потенциалов и колебательный активности у пациентов с АС во время лицевого распознавания эмоций с участием лица стимулов в определенных пространственных частотных диапазонах. Важно изучить функциональную траекторию у пациентов с АС по сравнению со здоровыми во время обработки лицевых стимулов с различным содержанием пространственной частоты путем управления для требований задач и демографических последствий, таких, как пол и IQ.

Для того, чтобы прояснить Межамери-играть между сознательными и не осознанных представлений эмоциональных граней, экспериментальный протокол ЭЭГ предназначен для сравнения мозга вызванных потенциалов и колебательный активность между пациентами с АС и IQ / гендерной здоровой контрольной группой. Когорта участников пилотных был принят на работу до эксперимента ЭЭГ для помощи при выборе экспериментальных стимулов и развитие скоринговой системы, с тем чтобы облегчить оценку производительности у пациентов с AS. Протокол состоит из двух задач, включающих оценку эмоциональность либо фотографии или рисования линий лица. Различия между этими двумя группами может быть оценена путем вычисления ERPs и связанных с событиями спектральных возмущений (ERSPs). В следующем разделе, детали протокола эксперимента разработаны на, в том числе экспериментального исследования и методов обработки / анализа данных ЭЭГ, за которым следуют основные результаты анализа. Наконец, важные шаги в протоколе и его значение по отношению к существующимОбсуждаются методы. Ограничение и возможное расширение протокола для использования у пациентов с другими эмоциональными расстройствами также указывал.

Protocol

Этика Заявление: Процедуры с участием человека были одобрены человека участником исследований Комитет по этике / этическими комитетами в Академии Синика, Тайвань. 1. Стимулы и экспериментальной программы подготовки Подготовьте пул более чем 60 эмоциональных фотографий лица <…

Representative Results

Средние баллы вербальное и производительность IQ приведены в таблице 1 для контроля и AS групп вместе со средним временем реакции и средних баллов , присвоенных эмоциональность граней двух групп. В таблице, ни одна из групп различий не достигает статистической …

Discussion

В литературе особенности исследования о признании лица эмоций у пациентов с аутизмом путем анализа ЭЭГ реакций 44, а также о признании содержания высокого и низкого пространственного частоты с помощью визуальных стимулов 43. Насколько нам известно, однако, существует недост…

Divulgaciones

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 
DOWNLOAD MATERIALS LIST

Referencias

  1. Tamietto, M., De Gelder, B. Neural bases of the non-conscious perception of emotional signals. Nat Rev Neurosci. 11, 697-709 (2010).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. Williams, L. M., et al. Fronto-limbic and autonomic disjunctions to negative emotion distinguish schizophrenia subtypes. Psychiat Res-Neuroim. 155, 29-44 (2007).
  7. Goffaux, V., et al. From coarse to fine? Spatial and temporal dynamics of cortical face processing. Cereb Cortex. , (2010).
  8. Balconi, M., Lucchiari, C. EEG correlates (event-related desynchronization) of emotional face elaboration: A temporal analysis. Neurosci Lett. 392, 118-123 (2006).
  9. 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).
  10. 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).
  11. Balconi, M., Pozzoli, U. Event-related oscillations (EROs) and event-related potentials (ERPs) comparison in facial expression recognition. J Neuropsychol. 1, 283-294 (2007).
  12. Balconi, M., Pozzoli, U. Arousal effect on emotional face comprehension Frequency band changes in different time intervals. Physiol Behav. 97, 455-462 (2009).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. Adolphs, R. Recognizing emotion from facial expressions: psychological and neurological mechanisms. Behav Cogn Neurosci Rev. 1, 21-62 (2002).
  17. Acar, Z. A., Makeig, S. Neuroelectromagnetic Forward Head Modeling Toolbox. J Neurosci Methods. 190, 258-270 (2010).
  18. Balconi, M. Neuropsychology of facial expressions. The role of consciousness in processing emotional faces. Neuropsychol Trends. 11, 19-40 (2012).
  19. 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).
  20. Behrmann, M., Thomas, C., Humphreys, K. Seeing it differently: visual processing in autism. Trends in cognitive sciences. 10, 258-264 (2006).
  21. 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).
  22. Duverger, H., Da Fonseca, D., Bailly, D., Deruelle, C. Theory of mind in Asperger syndrome. Encephale. 33, 592-597 (2007).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. American_Psychiatric_Association. . The Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders: DSM 5. , (2013).
  27. 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).
  28. 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).
  29. Ekman, P., Friesen, W. V. . Pictures of Facial Affect. , (1976).
  30. Gillberg, C. . Autism and Asperger’s Syndrome. , 122-146 (1991).
  31. 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).
  32. 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).
  33. 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).
  34. Başar, E. . Brain Function and Oscillations: Volume I: Brain Oscillations. Principles and Approaches. , (2012).
  35. 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).
  36. Savostyanov, A. N., et al. EEG-correlates of trait anxiety in the stop-signal paradigm. Neurosci Lett. 449, 112-116 (2009).
  37. 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).
  38. 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).
  39. 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).
  40. Ilyutchenok, R. Y. Emotions and conditioning mechanisms. Integr Physiol Behav Sci. 16, 194-203 (1981).
  41. Kleinhans, N. M., et al. fMRI evidence of neural abnormalities in the subcortical face processing system in ASD. Neuroimage. 54, 697-704 (2011).
  42. Toivonen, M., Rama, P. N400 during recognition of voice identity and vocal affect. Neuroreport. 20, 1245-1249 (2009).
  43. 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).
  44. Bentin, S., Deouell, L. Y. Structural encoding and identification in face processing: ERP evidence for separate mechanisms. Cogn Neuropsychol. 17, 35-55 (2000).
  45. Vuilleumier, P., Pourtois, G. Distributed and interactive brain mechanisms during emotion face perception: evidence from functional neuroimaging. Neuropsychologia. 45, 174-194 (2007).
  46. 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).
  47. 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).
  48. Başar, E. . Brain Function and Oscillations: Volume II: Integrative Brain Function. Neurophysiology and Cognitive Processes. , (2012).
  49. Anokhin, A., Vogel, F. EEG alpha rhythm frequency and intelligence in normal adults. Intelligence. 23, 1-14 (1996).
  50. Klimesch, W. EEG alpha and theta oscillations reflect cognitive and memory performance: a review and analysis. Brain Res Rev. 29, 169-195 (1999).
  51. Knyazev, G. G., Slobodskoj-Plusnin, J. Y., Bocharov, A. V. Event-Related Delta and Theta Synchronization during Explicit and Implicit Emotion Processing. Neurociencias. 164, 1588-1600 (2009).
  52. Klimesch, W., Sauseng, P., Hanslmayr, S. EEG alpha oscillations: The inhibition-timing hypothesis. Brain Res Rev. 53, 63-88 (2007).
  53. 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).
  54. 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).
  55. Dakin, S., Frith, U. Vagaries of visual perception in autism. Neuron. 48, 497-507 (2005).
  56. 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).
  57. American_Psychiatric_Association. . Diagnostic and statistical manual of mental disorders. , (1994).
  58. 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).
  59. 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).
  60. 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).

Tags

Asperger’s SyndromeEmotional Face ProcessingEEG ExperimentConscious And Non-conscious RepresentationsSocial Communication DeficitsFace StimuliEmotion EvaluationLine DrawingsEdge DetectionImage Processing

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Citar este artículo
Chien, V. S. C., Tsai, A. C., Yang, H. H., Tseng, Y., Savostyanov, A. N., Liou, M. Conscious and Non-conscious Representations of Emotional Faces in Asperger’s Syndrome. J. Vis. Exp. (113), e53962, doi:10.3791/53962 (2016).
Descargar cita
Reimpresiones y permisos

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image