前额叶皮层损伤影响情绪理解:EEG和行为学证据

最近,来自加州大学伯克利分校和挪威奥斯陆大学的Anat Perry 、Jamie Lubell 等学者在Brain杂志上发表了一项研究,表明即使是单侧损伤前额叶皮层,无论是否涉及到镜像神经元的关键区域额下回(IFG),都会导致情绪识别能力的降低,而对动作识别能力的影响只体现在反应时延长,并且情绪识别能力与β节律抑制成显著负相关。

实验分别选用了17位单侧脑损伤被试和18位年龄匹配的健康对照组被试。为了进一步验证镜像神经元核心区域IFG的在动作和情绪识别中的作用,将这17位脑损伤被试分为IFG损伤的被试(n=8)和非IFG损伤被试(n=9),如图1。

行为学实验范式选用了四种,分别是1.生物运动:动作范式;2.手势识别;3.生物运动:情绪范式;4.眼神判断情绪测试。其中范式一二都是针对动作识别的测试,范式三四都是针对情绪识别的测试。

EEG记录则是在运动观察和模仿执行范式中同时进行的。如图2。

图1:两组病人损伤部位重构图。A图 每一个IFG损伤病人的损伤部位(1-8)和组叠加效果图(最后一行);B图 每一位非IFG损伤病人的损伤部位(1-9)和组叠加效果图(最后一行)。

图2:EEG任务的实验设计。被试坐在离电脑屏幕约70cm处,在被试旁边的托盘里放置三个物品。每一个实验试次,被试听到一个听觉信号(200ms),随后看到一个1200ms长的背景图片(作为EEG的基线),紧跟一个2000ms的小视频播放手抓握其中一个物品,其后是2400ms的等待间隙,再紧跟一个200ms的听觉信号暗示被试可以模仿视频里的动作,尽可能准确地选择相同的物品。

行为学结果显示,在测试动作识别能力的实验范式一二中,组间对比:准确率并没有差异,而反应时有显著性差异,两组脑损伤被试相较与正常对照组,均出现反应时显著延长。而在情绪识别的生物运动:情绪范式中,无论是IFG组还是非IFG组,相较与健康对照组,均出现准确率显著降低,而只有IFG组出现反应时的显著延长;在眼神判断情绪的实验中,只有IFG组出现显著的准确率降低。行为学结果说明前额叶皮层的损伤严重影响情绪识别的能力(包括准确率和反应时),而对动作识别只影响其反应时。如图3。

图3: 三组被试在四种行为学测试中的准确率(%)和反应时(ms)。

之前的研究表明,在动作观察和模仿执行时均可发现mu节律的抑制现象,mu节律分为较低频率的mu节律(α:7~14 Hz)和较高频率的mu节律(β:15~25 Hz)。在观察和模仿实验中,研究人员同时记录下脑电信号,分析mu节律的抑制情况,考察脑损伤患者伴随着行为学表现的下降是否会出现mu节律抑制的减弱。

脑电结果显示,三组被试确实存在β节律抑制的显著性差异,但是在α节律未观察到这样的区别。脑电和行为学的相关性分析显示:损伤半球的β节律抑制指数与两种情绪识别范式中的准确率均成显著负相关。即正常被试在情绪识别中出现β节律抑制现象,而脑损伤患者情绪识别能力越低,β节律抑制越弱。如图4。

图4 EEG结果。A图显示每一组被试的β节律(15~25 Hz)抑制在动作执行期间的平均地形图;B图显示β节律抑制呈现显著的组间差异,并且组间和组内半球之间存在交互作用。C图生物运动:情绪任务的准确率和β节律抑制指数之间成显著的负相关;D图 眼神判断情绪范式中准确率和β节律抑制指数之间成显著的负相关。

最后研究人员计算脑损伤部位的大小,发现IFG组和非IFG组被试损伤大小差异接近显著性,为了考量是否是损伤大小决定了两组被试在行为学表现和mu节律抑制中的差异,将脑损伤大小与行为学表现和β节律抑制指数进行相关性分析,结果显示均不存在相关性,说明在我们的实验中影响两组病人被试的是损伤部位IFG。

上述的实验表明:人类的镜像神经元系统在情绪识别中起到重要作用,对于该双侧系统,即使是单侧的损伤都能显著影响被试的情绪识别能力。而对于动作识别能力该系统可能并不是必须的。

参考文献:Perry A, Saunders S N, Stiso J, et al.Effects of prefrontal cortex damage on emotion understanding: EEG andbehavioural evidence[J]. Brain, 2017, 140(4): 1086-1099.

原文发布于微信公众号 - 思影科技(siyingkeji)

原文发表时间:2017-08-24

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏AI科技评论

独家 | ACL 2018 现场:设立亚太地区分会 AACL,最热研究当属 Learning

AI 科技评论按:墨尔本时间 7 月 16 日早上九点,ACL 2018 正式开幕。在开幕仪式上,大会多位组委会代表上台发表致辞,ACL 现任主席、UC Ber...

1394
来自专栏机器之心

专栏 | 上海纽约大学张峥教授:2017年影响力论文推荐

这篇文章特意选择在 NIPS2017 会议期间发表,但与会者并没有特别大的反应。相反,在研讨会上这篇文章引起了关于通用智能的一场针锋相对的讨论。

1252
来自专栏新智元

【揭秘】美国天网文档泄露,机器学习算法或错误杀害数千人

从2004年至今,美军无人机的轰炸已经在巴基斯坦的某个地区杀死了2500~4000人,其中绝大多数死者都被美国政府归类为“极端分子”。轰炸对象的选择背后,...

2956
来自专栏机器学习人工学weekly

机器学习人工学weekly-2018/1/28

注意下面很多链接需要科学上网,无奈国情如此 1. Google Brain年终总结part 2,总结2017年在医疗,机器人,文艺创作等等方面的成果,我个人对r...

38310
来自专栏量子位

这梦一般的街景,全是AI伪造的 | 把GAN秒成渣渣的paper+code

李杉 李林 编译整理 量子位 报道 | 公众号 QbitAI ? △ 『凡所有相,皆是虚妄』 上面这张德国街道图片,乍一看像是行车记录仪拍的,又好像谷歌街景照片...

4516
来自专栏机器之心

深度 | 如何保证算法公正性?ICML 2018两篇获奖论文解读

第一篇缩略版本:公正反而会伤害弱势群体么?有一定情况下是的:对弱势群体降低门槛会致使他们无法完成期预期目标,使他们信用度降低,造成更长久的伤害。我们不仅要考虑算...

1422
来自专栏专知

谷歌2018博士生奖研金出炉:39人上榜,8位华人学生入选

【导读】Google 博士生奖研金项目(Google Ph.D Fellowship Program)创立于2009年,以奖励表彰在计算机学科及其相关学科或者其...

3706
来自专栏量子位

马上开始的机器学习顶会ICML该关注什么?论文集、精彩Workshop都在这里

1323
来自专栏算法channel

Facebook开源 时间序列预测框架 Prophet

时间序列(Time Series Analysis),应用非常广泛,从业务预测到全球变暖;从商品价格到股票、基金走势。

1111
来自专栏PPV课数据科学社区

我用一只母鸡,就能把股市给你讲明白了

从前,在一片广阔的大草原上,有很多只母鸡,他们,吃着火锅唱着歌,吃着青草下着蛋。但是,母鸡们又不愿意像这样日复一日的吃草,下蛋。于是,一场革命性的变革即将到来…...

2888

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券