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Representações conscientes e não-conscientes de Faces emocionais na síndrome de Asperger

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

Um protocolo experimental EEG é projetado para esclarecer a interação entre representações conscientes e não-conscientes das caras emocionais em pacientes com síndrome de Asperger. A técnica sugere que os pacientes com síndrome de Asperger têm déficits em representação não-consciente de faces emocionais, mas tem desempenho comparável em representação consciente com controles saudáveis.

Abstract

Vários estudos de neuroimagem sugerem que as frequências espaciais baixas em um cara emocional ativa principalmente a amígdala, pulvinar e colículo superior especialmente com rostos temerosos 1-3. Estas regiões constituem a estrutura límbico na percepção não-consciente de emoções e modular a atividade cortical direta ou indiretamente 2. Em contraste, a representação consciente das emoções é mais pronunciada no cingulado anterior, córtex pré-frontal e do córtex somatossensorial para dirigir a atenção voluntária aos detalhes nos rostos 3,4. A síndrome de Asperger (AS) 5,6 representa um distúrbio mental atípica que afeta habilidades sensoriais, afetivas e comunicativas, sem interferir com as competências linguísticas normais e capacidade intelectual. Vários estudos descobriram que os déficits funcionais no circuito neural importantes para o reconhecimento de emoções faciais pode explicar em parte a falha de comunicação socialpacientes com AS 7-9. A fim de esclarecer a interação entre representações conscientes e não-conscientes das caras emocionais na AS, um protocolo experimental EEG é projetado com duas tarefas que envolvem a avaliação emocionalidade de qualquer fotografia ou rostos de desenho de linha. Um estudo piloto é introduzido para a seleção de estímulos cara que minimizem as diferenças de tempos de reação e notas atribuídas às emoções faciais entre os pacientes pré-testados com AS e QI / controles saudáveis ​​pareados por sexo. As informações dos pacientes pré-testados foi utilizada para desenvolver o sistema de pontuação utilizado para a avaliação emocionalidade. A investigação sobre as emoções faciais e estímulos visuais contendo frequências diferentes espacial chegou a conclusões discrepantes, dependendo das características demográficas dos participantes e tarefa exige 2. O protocolo experimental visa clarificar déficits em pacientes com EA em processar rostos emocionais quando comparados com controles saudáveis, controlando para o fatoré relacionada com o reconhecimento de emoções faciais, tais como dificuldade da tarefa, IQ e sexo.

Introduction

Facial reconhecimento de emoções é um dos processos mais importantes do cérebro envolvidas na comunicação social. Uma variedade de distúrbios mentais estão relacionados com problemas com a detecção de emoções explícita faciais 4-6. Uma fotografia de um rosto contém um espectro de informações espaciais que podem ser filtrados nem para a alta frequência espacial (HSF) ou baixo teor de frequência espacial (LSF). HSF é relativa a elementos extremamente detalhadas de uma imagem, tal como as arestas de uma face, enquanto que LSF é relativa a mais grosseira ou menos partes bem definidas, tais como uma face integral com conteúdos LSF 7. Qualquer tarefa de reconhecimento de face induz simultaneamente processos conscientes e não-conscientes 8-12, ea participação do processo não-consciente ocorre no 150-250 ms pós intervalo de início ou mesmo antes 13. Em controlos saudáveis, o processo não-consciente é geralmente mais rápido do que o 14,15 processo consciente. Vários estudos de neuroimagem sugerem queo LSF em um estímulo facial (ou estímulo motivationally significativa) ativa principalmente a amígdala, pulvinar e colículo superior especialmente com rostos temerosos 3,16. Estas regiões constituem a estrutura límbico na percepção não-consciente de emoções e modular a atividade cortical direta ou indiretamente 1. Em contraste, a representação consciente das emoções é mais pronunciada no cingulado anterior, córtex pré-frontal e do córtex somatossensorial para dirigir a atenção voluntária aos detalhes na cara 9,17,18.

A síndrome de Asperger (AS) 19,20 representa um distúrbio mental atípica que afeta habilidades sensoriais, afetivas e comunicativas, sem interferir com as competências linguísticas normais e capacidade intelectual. Vários estudos descobriram que os déficits funcionais no circuito neural importantes para o reconhecimento de emoções faciais pode explicar em parte a falha de comunicação social na AS 21-25.Distúrbios comportamentais observadas em crianças com AS podem ser diagnosticados nos primeiros três anos de vida de 26 anos, período durante o qual o seu controle voluntário (ou consciente) sobre comportamentos não está totalmente desenvolvido 27. Em adultos com AS, os distúrbios comportamentais podem ser compensadas através da regulação de atenção 28. Dificuldade em detalhes de processamento dentro de uma determinada faixa de frequência espacial pode indicar uma interrupção em diferentes estágios de processamento de informações. Até agora, nenhum estudo abordou directamente potenciais evocados e atividade oscilatório em pacientes com EA durante o reconhecimento emoção facial envolvendo estímulos de face em intervalos específicos de frequências espaciais. É importante analisar a trajetória funcional em pacientes com AS, quando comparados com controles saudáveis ​​durante o processamento de estímulos faciais com diferentes teores de frequência espacial por meio do controle de demandas da tarefa e os efeitos demográficos como sexo e QI.

De modo a clarificar as interjogar entre as representações conscientes e não-conscientes das caras emocionais, um protocolo experimental EEG é projetado para comparar cerebral potenciais evocados e atividade oscilatório entre pacientes com EA e QI / controles saudáveis ​​pareados por sexo. Um grupo de participantes do piloto foi recrutado antes do experimento EEG para assistência com a seleção dos estímulos experimentais e desenvolvimento de um sistema de pontuação, a fim de facilitar a avaliação do desempenho em pacientes com EA. O protocolo consiste em duas tarefas que envolvem a avaliação emocionalidade de qualquer fotografia ou rostos de desenho de linha. As diferenças entre os dois grupos pode ser avaliada por computação ERPs e perturbações do espectro relacionados a eventos (ERSPs). Na secção seguinte, os detalhes do protocolo experimental são elaboradas, incluindo o estudo piloto e os métodos de processamento / análise de dados de EEG, seguidas pelas principais resultados da análise. Finalmente, os passos críticos no Protocolo e seu significado em relação ao existentemétodos são discutidos. A limitação ea possível extensão do protocolo a ser usado em pacientes com outros distúrbios emocionais também são apontados.

Protocol

Declaração de Ética: Procedimentos envolvendo participantes humanos foram aprovados pelo Comitê de Ética participante humanos comitê / Institutional Review Board na Academia Sinica, Taiwan. 1. Estímulos e Programa Experimental Preparação Preparar um conjunto de mais de 60 fotografias de rosto emocionais 29 categorizados em três expressões faciais (irritados, felizes e neutro). Use software de gráficos para mascarar cabelo e da orelha partes nas fotografias com fundo preto como m…

Representative Results

As pontuações médias verbal e desempenho de QI estão listadas na Tabela 1 para o controle e como grupos, juntamente com os tempos médios de reação e pontuações médias atribuídas a emocionalidade dos rostos dos dois grupos. Na tabela, nenhuma das diferenças entre os grupos alcança significância estatística excepto para as faces neutras na tarefa de desenho de linha, em que o grupo como tem um valor médio próximo de zero (P <0,001) 13.</su…

Discussion

A literatura apresenta estudos sobre o reconhecimento das emoções faciais em pacientes com autismo por meio de análise de reações EEG 44, e no reconhecimento de conteúdos de alta e baixa frequência espaciais utilizando estímulos visuais 43. Para o melhor de nosso conhecimento, no entanto, há uma falta de trabalho existente sobre a atividade oscilatório cérebro que combina reconhecimento de emoções com o conteúdo de frequências espaciais distintas. Nosso protocolo é um primeiro passo…

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 
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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).
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