Συναισθηματική Υπολογιστική «Εβδομάδα 2-Μη επεµβατικές µετρήσεις κεντρικού νευρικού συστήµατος και ευρήματα στη συναισθηματική νευροεπιστήμη»

 μη επεμβατικές ηλεκτροφυσιολογικές και νευροαπεικονιστικές μετρήσεις  καθιερωμένες ηλεκτροφυσιολογικές και νευροαπεικονιστικές μέθοδοι  στηρίζονται σε καλώς εννοούμενους φυσικούς νόμους  επιτρέπουν τη μη επεμβατική μελέτη μεγάλου μέρους του ανθρώπινου εγκεφάλου  σε χωρικές κλίμακες από ένα κλάσμα του χιλιοστού σε πολλά εκατοστά  σε χρονικές κλίμακες από ένα κλάσμα ενός χιλιοστού του δευτερολέπτου σε πολλές ώρες Μη επεμβατικές μετρήσεις κεντρικού νευρικού συστήματος

 Ηλεκτροεγκεφαλογραφία (EEG), ένα σύνολο ηλεκτροδίων και μετράει το ηλεκτρικό δυναμικό  Μαγνητοεγκεφαλογραφία (MEG), ένα σύνολο πηνίων μετρά το μαγνητικό πεδίο που παράγεται από τα ρεύματα στο εσωτερικό της κεφαλής  Χωρικές κλίμακες από ένα κλάσμα του χιλιοστού σε πολλά εκατοστά  Χρονικές κλίμακες από ένα κλάσμα ενός χιλιοστού του δευτερολέπτου σε πολλές ώρες Ηλεκτροεγκεφαλογραφία (EEG) Μαγνητοεγκεφαλογραφία (MEG)

 EEG και MEG σήματα χωρίζονται σε πέντε ζώνες συχνοτήτων.  Δέλτα (0.5-4 Hz)  Θήτα (4-8 Hz)  Άλφα (8-12 Hz)  Βήτα (12-30 Hz)  Γάμμα ( Hz) ρυθμός Εγκεφαλικοί ρυθμοί (1)

 Θήτα ρυθμός  εμφανίζεται σε συνδυασμό με το Βήτα ρυθμό σε φάσεις αυξημένης προσοχής  κατά την υποκειμενική βαθμολόγηση των διαφόρων συναισθηματικών εμπειριών  κατά τη διάρκεια πνευματικών ασκήσεων και της ανησυχίας  Άλφα ρυθμός  αντίληψη και μνήμη  επεξεργασία συναισθημάτων.  ασυμμετρία του Άλφα ρυθμού στο εμπρόσθιο μέρος του εγκεφάλου  αντιστρόφως ανάλογος με την εγκεφαλική λειτουργία  πτώση του Άλφα ρυθμού στο αριστερό ημισφαίριο για τα θετικά συναισθήματα  πτώση του Άλφα ρυθμού στο δεξί ημισφαίριο για τα αρνητικά συναισθήματα  Βήτα ρυθμός  σε κατάσταση πλήρους εγρήγορσης, μεγάλης συγκέντρωσης και έντονης σκέψης  επικρατής ρυθμός σε άτομα που είναι σε εγρήγορση ή αγχωμένα ή έχουν ανοιχτά τα μάτια τους  Γάμμα ρυθμός  ανώτερη πνευματική δραστηριότητα  επίλυση προβλημάτων  φόβος  αντίληψη θεμάτων  Συνείδηση  ιδιαίτερης σημασίας για την γνωστική λειτουργία και το συναίσθημα  αποδεδειγμένη σχέση με τις BOLD αποκρίσεις του fMRI Εγκεφαλικοί ρυθμοί (2)

 προβολή με ακρίβεια των πηγών ενεργοποίησης στις εμπλεκόμενες υποκείμενες εγκεφαλικές δομές  τεχνική LORETA (Low Resolution Tomography) για το EEG  τεχνική SAM (Synthetic Aperture Magnetometry) για το MEG  πρόσβαση στην ανατομική πληροφορία μέσω της μαγνητικής τομογραφίας εγκεφάλου (MRI) Χωρική ανάλυση μεθόδων EEG και MEG Μοντελοποίηση της διάδοση του ρεύματος

 Αμυγδαλή  ταχεία και αυτόματη ανίχνευση των απειλητικών ερεθισμάτων  επεξεργασία των δυσάρεστων ερεθισμάτων  ανταποκρίνεται εξίσου στα δυσάρεστα και ευχάριστα ερεθίσματα  αξιολόγηση περίοπτων ερεθισμάτων, ανεξάρτητα από το σθένος  ανιχνευτής που δίνει προτεραιότητα στις κατάλληλες συμπεριφορές.  σύνθετη δομή, διαιρείται ανατομικά στη laterobasal (LB) (μπλέ), τη centromedial (CM) (κόκκινο) και την superficial (SF) (πράσινο) αμυγδαλή. Ευρήματα νευροαπεικόνισης στη συναισθηματική νευροεπιστήμη (1)

 Πρόσθιος φλοιός προσαγωγίου (ACC)  ρύθμιση της γνωστικής και συναισθηματικής επεξεργασίας  έχει συνδέσεις με την αμυγδαλή  dorsal τμήμα (dACC)  γνωστικά καθήκοντα  ventral τμήμα (vACC)  συναισθηματικές λειτουργίες  βλάβες οδηγούν σε απάθεια και συναισθηματική αστάθεια  ACC-32  επεξεργασία της συναισθηματικής διέγερσης  ACC-24  συναισθηματική ευαισθητοποίηση Ευρήματα νευροαπεικόνισης στη συναισθηματική νευροεπιστήμη (2)

 Ο προμετωπιαίος φλοιός (PFC)  γενικό ρόλο στη συναισθηματική επεξεργασία  γνωστικές πτυχές  προσοχή στο συναίσθημα  αξιολόγηση/αναγνώριση του συναισθήματος  υπηρετεί ως ρυθμιστής της δραστηριότητας της αμυγδαλής.  αλληλεπίδραση συναισθηματικής και γνωστικής επεξεργασίας  μεταβολισμός της γλυκόζης στο MPFC είναι αντιστρόφως ανάλογος με της αμυγδαλής.  αλλοιώσεις οδηγούν σε  κοινωνικά ακατάλληλες συναισθηματικές εκφράσεις  βλάβες στην ερμηνεία προσωπικά-συμφέρουσων ερεθισμάτων  υποδηλώνουν έλλειψη γνωστικής επεξεργασίας σε συναισθηματικά φορτισμένες καταστάσεις. Ευρήματα νευροαπεικόνισης στη συναισθηματική νευροεπιστήμη (3)

 διαφορές δυναμικού που προκαλούνται ως προετοιμασία ή ως απόκριση σε συγκεκριμένο νευρωνικό γεγονός.  προκλητά δυναμικά (EP) αντικατοπτρίζουν εγκεφαλική δραστηριότητα σχετιζόμενη με ένα εξωτερικό ερέθισμα.  τα EP διακρίνονται ανάλογα με το χρόνο εμφάνισής τους μετά από την εμφάνιση του εξωτερικού ερεθίσματος σε:  πρώιμα (early, fast) όταν εμφανίζονται σε χρονικό διάστημα από 2 ως 100 ms από την εμφάνιση του εξωτερικού ερεθίσματος  μέσα (middle) όταν εμφανίζονται σε χρονικό διάστημα από 100 ως 200 ms από την εμφάνιση του εξωτερικού ερεθίσματος  αργά (late) όταν εμφανίζονται σε χρονικό διάστημα από 200 ως 1000ms από την εμφάνιση του εξωτερικού ερεθίσματος. Βιωματικά Δυναμικά του Εγκεφάλου-Event Related Potentials (ERP)

 P50: θετική κορύφωση του μετρούμενου δυναμικού από 20 ως 80 ms μετά το ερέθισμα  δείκτης πρώιμων πτυχών προσοχής  N100: αρνητική κορύφωση από 90 ως 150 ms  υποδηλώνει φαινόμενα κινητοποίησης, προσοχής  λανθάνων χρόνος αντικατοπτρίζει τη ταχύτητα κινητοποίησης, της προσοχής  το μέγιστο πλάτος αντικατοπτρίζει την ικανότητα ή χωρητικότητα της προσοχής  P200: θετική κορύφωση από 140 ως 250 ms  μέτρο για την επικέντρωση της προσοχής του ατόμου.  Ν200 : αρνητική κορύφωση από 180 ως 300 ms  αντικατοπτρίζει τις επιδόσεις των νευρωνικών κυκλωμάτων που υπόκεινται στο φαινόμενο της αντίδρασης του προσανατολισμού σε επίπεδο ΚΝΣ Ευρήματα βιωματικών δυναμικών στη συναισθηματική νευροεπιστήμη (1)

 P300: θετική κορύφωση από 220 ως 500 ms  επιμερισμός προσοχής για την κινητοποίηση των προγραμμάτων δράσης  λανθάνων χρόνος αντανακλά το απαραίτητο χρονικό διάστημα για να πάρει το υποκείμενο μια απόφαση για το ερέθισμα  Ν400: αρνητική κορύφωση από 280 ως 500 ms μετά το ερέθισμα  αντικατοπτρίζει τη λειτουργία των νευρωνικών κυκλωμάτων που υπηρετούν και εκφράζουν την ‘συντακτική’ διάσταση της εκάστοτε απάντησης του ΚΝΣ Ευρήματα βιωματικών δυναμικών στη συναισθηματική νευροεπιστήμη (2)

 Τα συναισθηματικά ερεθίσματα που προκαλούν διέγερση, διαφοροποιούν το πλάτος των πρώιμων δυναμικών, γύρω στα 100 ms μετά το ερέθισμα, καθώς και των μεταγενέστερων γύρω στα 300 ms μετά το ερέθισμα  Το πλάτος των ενδιάμεσων δυναμικών, φαίνεται να επηρεάζεται από το βαθμό ευχαρίστησης των ερεθισμάτων, αλλά και από τη διέγερση που μπορεί να προκαλούν  Τα ενδιάμεσα δυναμικά διαφοροποιούνται χρονικά με βάση τα χαρακτηριστικά των ερεθισμάτων: εμφανίζονται πιο γρήγορα μετά ένα δυσάρεστο ερέθισμα συγκριτικά με ένα ευχάριστο ή μετά ένα ερέθισμα υψηλής διέγερσης συγκριτικά με ένα χαμηλής Ευρήματα βιωματικών δυναμικών στη συναισθηματική νευροεπιστήμη (3)

 Τα συναισθηματικά ερεθίσματα που προκαλούν διέγερση, διαφοροποιούν το πλάτος των πρώιμων δυναμικών, γύρω στα 100 ms μετά το ερέθισμα, καθώς και των μεταγενέστερων γύρω στα 300 ms μετά το ερέθισμα  Το πλάτος των ενδιάμεσων δυναμικών, φαίνεται να επηρεάζεται από το βαθμό ευχαρίστησης των ερεθισμάτων, αλλά και από τη διέγερση που μπορεί να προκαλούν  Τα ενδιάμεσα δυναμικά διαφοροποιούνται χρονικά με βάση τα χαρακτηριστικά των ερεθισμάτων: εμφανίζονται πιο γρήγορα μετά ένα δυσάρεστο ερέθισμα συγκριτικά με ένα ευχάριστο ή μετά ένα ερέθισμα υψηλής διέγερσης συγκριτικά με ένα χαμηλής Ευρήματα ΑΠΘ στη συναισθηματική νευροεπιστήμη (1)

Ευρήματα ΑΠΘ στη συναισθηματική νευροεπιστήμη  Συμμετέχοντες: 10 υγιείς νέοι (5 γυναίκες; ετών; 28.5±5.94)  Ερεθίσματα: 160 εικόνες από International Affective Picture System (IAPS).  4 συναισθηματικές κατηγορίες ως προς το σθένος και τη διέγερση του συναισθήματος: (i) ευχάριστη με υψηλή διέγερση, (ii) ευχάριστη με χαμηλή διέγερση, (iii) δυσάρεστη με υψηλή διέγερση, και (iv) δυσάρεστη με χαμηλή διέγερση. Ισορροπημένες ως προς φυλετικές διαφορές και χαρακτηριστικά αντίληψης  Νευροαπεικονιστικά MEG ευρήματα: Ογκομετρικές εικόνες νευρωνικής δραστηριότητας με Synthetic Aperture Magnetometry στο γάμμα ρυθμό ( Hz). Μετρήσεις Μαγνητοεγκεφαλογραφίας

Παρεγκεφαλίδα και Συναίσθημα Πειραματικό πρωτόκολλο  Προβολή ερεθίσματος και σταυρού προσήλωσης στο κέντρο της οθόνης για 1000 ms και 1500±200 ms

Παρεγκεφαλίδα και Συναίσθημα Αποτελέσματα ( p<0.001 uncor.) Υψηλή διέγερση Ευχάριστο σθένος και υψηλή διέγερση

Παρεγκεφαλίδα και Συναίσθημα Αποτελέσματα Υψηλή διέγερσηΔυσάρεστο σθένος Ευχάριστο σθένος και υψηλή διέγερση

Παρεγκεφαλίδα και Συναίσθημα (i)Η διέγερση, το σθένος και η αλληλεπίδραση αυτών ενεργοποιούν διακριτoύς λοβούς της παρεγκεφαλίδας (ii)Η επεξεργασία της διέγερσης, του σθένους και της αλληλεπίδρασης αυτών εκτελείται σε συγκεκριμένες χρονικές περιόδους και αποτελούν παράλληλες εγκεφαλικές διεργασίες στη παρεγκεφαλίδα (iii)Οι αποκρίσεις της παρεγκεφαλίδας έχουν ιεραρχική οργάνωση: προηγείται η εκτέλεση τη υψηλής διέγερσης, ακολουθεί το δυσάρεστο σθένος και το ευχάριστο σθένος με υψηλή διέγερση Συμπεράσματα

Χρονική πορεία του συναισθήματος Σύνοψη

Χρονική πορεία του συναισθήματος Σύνοψη

Χρονική πορεία του συναισθήματος (i)Η διέγερση, το σθένος και η αλληλεπίδραση αυτών ενεργοποιούν φλοιϊκές και υποφλοιϊκές περιοχές και αποτελούν παράλληλες εγκεφαλικές διεργασίες (ii)Η επεξεργασία του σθένους έχει προτεραιότητα (εμφάνιση στα 40 ms) (iii)Οι ινιακές, κροταφικές, βρεγματικές και μετωπιαίες πηγές που συμμετέχουν στην συναισθηματική επεξεργασία αποτελούν ένδειξη για συναισθηματικές διακυμάνσεις στην dorsal και ventral οδό κατά την οπτική επεξεργασία Συμπεράσματα