Laurea Magistrale in Psicologia dei Processi Cognitivi CORSO DI NEUROLOGIA DELLE EMOZIONI IL RUOLO DEI PROCESSI SIMULATIVI NEL RICONOSCIMENTO DELLE ESPRESSIONI EMOTIVE a.a. 2009/10 Dott.ssa Marta Ponari

Introduzione La capacità di interpretare le emozioni delle persone che ci circondano è alla base di un processo di comunicazione efficace. Teoria periferica di James-Lange (1884) - sentire (to feel) i mutamenti neurovegetativi che si verificano a livello viscerale a seguito dello stimolo elicitante. Izard (1979) – applicazione della teoria di James alle espressioni facciali.

Attribuzione di stati mentali (mindreading) Theory-Theory (TT) l’attribuzione di uno stato mentale avviene attraverso un processo inferenziale che pone in relazione contesti, comportamenti ed espressioni; Simulation-Theory (ST) l’attribuzione di uno stato mentale avviene attraverso la simulazione o riproduzione da parte dell’osservatore dello stato mentale altrui.

Theory-Theory (TT) (I) L’attribuzione di uno stato mentale avviene attraverso un processo inferenziale. Information-based approach Non vi sono in letteratura applicazioni delle teorie TT al riconoscimento di espressioni facciali questo approccio presupporrebbe che il riconoscimento avvenga facendo corrispondere l’espressione osservata ad una configurazione rappresentata in memoria, associata ad una specifica emozione.

Theory-Theory (TT) (II) Per il riconoscimento delle espressioni facciali occorrono tre step: 1. Rappresentazione visiva della configurazione del volto del soggetto osservato 2. Conoscenza semantica relativa a tale configurazione (associazione della configurazione X all’emozione Y) 3. Conoscenza generale relativa all’emozione, in particolare rispetto alle condizioni elicitanti e agli effetti comportamentali

Simulation-Theory (ST) L’attribuzione di uno stato mentale avviene attraverso la simulazione o riproduzione da parte dell’osservatore dello stato mentale altrui. Stretta corrispondenza tra produzione (esperienza di un’emozione in prima persona) e riconoscimento. Goldman e Sripada 2005

Teorie dell’embodied cognition… I processi cognitivi utilizzano parziali riattivazioni dei sistemi sensoriali, motori e affettivi. Il cervello codifica stati modalità-specifici durante la percezione, l’azione e l’enterocezione, e poi riproduce parte dei medesimi stati per rappresentare le conoscenze apprese.

… applicate al riconoscimento emotivo (Embodied emotion) Provare un’emozione, percepire uno stimolo emotigeno, o rievocare un ricordo emotivo coinvolgono processi mentali altamente sovrapponibili.

Embodied emotion La simulazione potrebbe essere supportata da neuroni specchio che codificano la corrispondenza tra l’azione (emozione) osservata e quella eseguita. Rizzolatti et al. 2009

“Il riconoscimento delle emozioni altrui poggia su un insieme di circuiti neurali che, per quanto differenti, condividono quella proprietà specchio già riscontrata nel caso della comprensione delle azioni” Rizzolatti & Sinigaglia, 2006

Embodied emotion - evidenze Osservare negli altri una manifestazione di dolore, paura o disgusto attiva lo stesso substrato neurale sotteso alla percezione in prima persona dello stesso tipo di emozione.

Embodied emotion - DISGUSTO Numerosi studi sperimentali hanno evidenziato il ruolo dell’insula nelle reazioni di disgusto in risposta a stimoli olfattivi e gustativi. L’insula si attiva anche alla vista di espressioni di disgusto su volti altrui. Royet et al. 2003; Schienle et al., 2002 Danni all’insula anteriore sinistra riducono le sensazioni di disgusto e compromettono la capacità di cogliere il disgusto altrui. Calder et al., 2000

Embodied emotion - DISGUSTO Provare disgusto e riconoscere il disgusto negli altri condividono un substrato neurale comune → la comprensione del disgusto altrui non si basa solo su processi cognitivi inferenziali. Aree di sovrapposizione: - Insula anteriore sinistra - Corteccia cingolata destra Wicker et al., 2003

Embodied emotion - PAURA Danni bilaterali all’amigdala compromettono la capacità di provare paura e di riconoscerla nei comportamenti e nelle espressioni facciali altrui. Adolphs et al., 1994; 1995 In ambito psichiatrico è stato rilevato che soggetti con difficoltà ad esperire e riconoscere emozioni di paura mostrano dimensioni ridotte dell’amigdala nonché una minore attivazione. Blair et al., 2004

Embodied emotion - DOLORE Evidenze sperimentali suggeriscono che: Neuroni della corteccia cingolata aumentano la loro attività sia quando il soggetto prova dolore che quando osserva un altro provare dolore. Hutchinson et al., 1999 Percepire uno stimolo doloroso ed osservare un altro a cui viene inflitto lo stesso stimolo attiva le stesse aree cerebrali: Insula anteriore bilaterale; Corteccia cingolata anteriore; Tronco encefalico; Cervelletto. Singer et al., 2004

Riconoscimento delle espressioni facciali – il ruolo della mimica (facial feedback). Le teorie embodied prevedono che per comprendere e riconoscere un’emozione gli esseri umani mimano e simulano internamente le espressioni facciali che osservano, traendo dalla propria simulazione le informazioni necessarie al riconoscimento di quella data emozione.

Riconoscimento delle espressioni facciali – il ruolo della mimica (facial feedback). Caratteristiche peculiari delle espressioni facciali: Le riconosciamo negli altri e le generiamo noi stessi; La loro rappresentazione mentale non è solo visuopercettiva, ma è integrata con il progamma motorio adeguato a produra Calder et al., 2000 “Le espressioni facciali forniscono informazioni propriocettive, motorie e cutanee o vascolari che influenzano il processo emotivo.” Ekman, 1983 I muscoli utilizzati per produrre una determinata espressione facciale si attivano (EMG) anche semplicemente osservandola. Lundqvist e Dimberg, 1995

Riconoscimento delle espressioni facciali – il ruolo della mimica (facial feedback). Niedenthal 2007

Action Units

Action Unit 12 (Zygomatic major) 1. Pulls the corners of the lips back and upward (obliquely) creating a shape to the mouth. 2. Deepens the nasolabial furrow, pulling it laterally and up. The skin adjacent to the nasolabial furrow is raised up and laterally. 3. In a weak to moderate 12, there is some raising of the infraorbital triangle and there may be some deepening of the infraorbital furrow. 4. In a strong action, one or more of the following: a. The infraorbital triangle push upwards is more evident. b. The infraorbital furrow deepening is more evident. c. Bags the skin below the lower eyelid. d. Narrows the eye aperture by pushing up the cheek and skin below the lower lid. e. Produces crow's feet at eye corners. f. May raise and widen the nostrils. g. May flatten and stretch the skin on the chin boss.

Action unit 12

Riconoscimento delle espressioni facciali – il ruolo della mimica (facial feedback). L'osservazione passiva di espressioni facciali genera nell'osservatore un'attività mimica rapida e inconsapevole. Zigomatico maggiore Corrugatore delle sopracciglia Dimberg et al. 2000

Riconoscimento delle espressioni facciali – il ruolo della mimica (facial feedback). Niedenthal 2007

Le teorie dell’embodiment prevedono che l’impossibilità di effettuare delle azioni o dei gesti abbia un effetto anche sulle capacità di riconoscere tali azioni effettuate da un altro. Paired-deficit tra produzione e riconoscimento

Riconoscimento delle espressioni facciali paired-deficits PREVISIONI: 1. Se un paziente non è in grado di provare un’emozione, allora non sarà in grado di riconoscere quella stessa emozione. 2. Un deficit di produzione delle espressioni facciali dovrebbe essere associato ad una incapacità di riconoscere le espressioni altrui; 2a. L’interferenza con l’attivazione della muscolatura facciale dovrebbe compromettere le capacità di riconoscimento

Previsione 1 - paired-deficits [pazienti] PAURA DISGUSTO RABBIA Lesioni bilaterali dell’amigdala compromettono la capacità di provare paura e di riconoscere espressioni facciali di paura. Adolphs, 1993/1994 Lesioni dell’insula e dei gangli della base compromettono la capacità di provare disgusto e di riconoscere le espressioni facciali di disgusto. Calder et al. , 2000 La somministrazione di antagonisti della dopamina compromette la capacità di produrre reazioni di rabbia e di riconoscere le espressioni facciali di rabbia. Lawrence et al., 2002

Previsione 2 – paralisi della mimica [pazienti] Evidenze a favore Evidenze contro Calder et al. 2000 (sindrome di Möbius) + (NC) + (BC, LP) Keillor et al. 2002 (paralisi facciale bilaterale) +

Previsione 3 – interferenza con la mimica facciale (soggetti normali) Esperimento 1 Registrazione EMG da zigomatico maggiore, buccinatore, orbicularis oris, levatore A. Attività interferente (bite, gum, lip, rest) B. Produzione volontaria (imitazione o esecuzione su comando) di espressioni facciali (happy, disgust, fear, sad) Oberman et al. 2007

Previsione 3 – interferenza con la mimica facciale (soggetti normali) Esperimento 2 Riconoscimento di espressioni facciali durante interferenza La condizione bite interferisce specificamente con il riconoscimento della felicità e, parzialmente, del disgusto. Oberman et al. 2007

Generate and test simulation: proposta di un modello ibrido teorico/simulativo Fase inferenziale Fase simulativa Produzione di un’espressione facciale attraverso l’attivazione volontaria della mimica Rappresentazione cognitiva ed episodica dell’emozione percepita Generazione di una possibile emozione Confronto con il target Attivazione del circuito condiviso, coinvolto nella elaborazione emotiva (amigdala/insula)

Interazione tra processi simulativi ed interpretativi (I) “If a salesman of second hand cars smiled broadly while bragging about the quality of a rusty old car, our simulation circuitry could make us share his enthusiasm, but semantic knowledge about second-hand car salesmen could lead to a different conclusion…” (Bastiaansen et al. 2009).

Interazione tra processi simulativi ed interpretativi (II) Compito: immaginare se stessi, il proprio amato o un estraneo in situazioni “dolorose” dal punto di vista fisico (ed es., chiudersi un dito un una porta, avere le dita dei piedi schiacciate da un oggetto pesante, essere punti da un ago) Cheng et al. 2010

Interazione tra processi simulativi ed interpretativi (III) Cheng et al. 2007