[論文レビュー] Altering sensorimotor simulation impacts early stages of facial expression processing depending on individual differences in alexithymic traits

Arianna Schiano Lomoriello, Antonio Maffei+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 14, 2019

Face Recognition and Perception被引用数 4

ひとこと要約

本研究は、特に顔の模倣を含む感覚運動シミュレーションが、顔の表情処理の初期神経的プロセスに与える影響を調査し、自己感情認識障害的特徴の個人差がこの影響を調節することを明らかにした。イベント関連電位（ERP）を用いて、低自己感情認識障害的特徴の個体では模倣干渉下でP1の振幅変調が観察された一方、高自己感情認識障害的特徴の個体ではN170の変調が観察された。これは、補償的視覚処理と、感覚運動-視覚的結合の差異を示唆している。

ABSTRACT

Simulation models of facial expressions suggest that posterior visual areas and brain areas underpinning sensorimotor simulations might interact to improve facial expression processing. According to these models, facial mimicry may contribute to the visual processing of facial expressions by influencing early stages. The aim of the present study was to assess whether/how early sensorimotor simulation influences early stages of face processing. A secondary aim was to investigate the relationship between alexithymic traits and sensorimotor simulation. We monitored P1 and N170 components of the event-related potentials (ERP) in participants performing a fine discrimination task of facial expressions while implementing an animal discrimination task as control condition. In half of the experiment, participants could freely use their facial mimicry whereas in the other half, they had their facial mimicry blocked by a gel. Our results revealed that, on average, both P1 and N170 ERP components were not sensitive to mimicry manipulation. However, when taking into account alexithymic traits, a scenario corroborating sensorimotor simulation models emerged, with two dissociable temporal windows affected by mimicry manipulation as a function of alexithymia levels. Specifically, as a function of mimicry manipulation, individuals with lower alexithymic traits showed modulations of the P1 amplitude, while individuals with higher alexithymic traits showed modulations of the later N170). Furthermore, connectivity analysis at the scalp level suggested increased connectivity between sensorimotor and extrastriate visual regions in individuals with lower alexithymic traits compared to individuals with higher alexithymic traits. Overall, we interpreted these ERPs modulations as compensative visual processing under conditions of interference on the sensorimotor processing.

研究の動機と目的

• 感覚運動シミュレーション、特に顔の模倣が、顔の表情処理の初期段階に影響を与えるかどうかを検討すること。
• 自己感情認識障害的特徴の個人差が、顔の表情認識における感覚運動処理と視覚処理の相互作用に与える影響を調査すること。
• 模倣干渉が、自己感情認識障害的レベルに依存してERP成分（P1およびN170）に影響を与えるかどうかを特定すること。
• 自己感情認識障害的特徴に応じて、感覚運動領域と視覚領域間の神経的結合パターンを探索すること。

提案手法

• 微細な顔の表情識別タスク中にイベント関連電位（ERP）が記録された。
• 参加者は、自由な顔の模倣状態と、ゲルを用いて模倣を遮断した状態の2条件でタスクを実行した。
• 初期視覚処理および構造的顔処理段階を評価するために、P1およびN170のERP成分が分析された。
• 自己感情認識障害的特徴は標準化された自己記述評価法を用いて測定され、参加者を高自己感情認識障害的特徴群と低自己感情認識障害的特徴群に分類した。
• 感覚運動領域と外側側頭視覚領域間のスカラップレベルの機能的結合が計算され、神経ネットワーク相互作用が検討された。
• 顔の表情処理に特異的な効果を隔離するために、動物識別を含むコントロール条件が用いられた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 顔の模倣の遮断による感覚運動シミュレーションの変化が、顔の表情処理中の初期ERP成分（P1およびN170）に影響を与えるか。
• RQ2 自己感情認識障害的特徴の個人差が、感覚運動シミュレーションが初期顔処理段階に与える影響をどのように調節するか。
• RQ3 顔の表情認識中に、自己感情認識障害的レベルに応じて、感覚運動領域と視覚領域間の神経的結合パターンが異なるか。
• RQ4 高自己感情認識障害的特徴の個体は、感覚運動シミュレーションが遮断された際に、視覚処理を補償的メカニズムとしてより多く用いるか。

主な発見

• 自己感情認識障害的特徴が低い参加者では、顔の模倣が遮断された際、P1振幅の顕著な変調が観察され、感覚運動干渉に対する初期視覚処理の感受性が示された。
• 自己感情認識障害的特徴が高い参加者では、模倣遮断下でN170成分の顕著な変調が観察され、後続の構造的顔処理に影響を与えることが示唆された。
• スカラップレベルの結合解析から、低自己感情認識障害的特徴の個体では感覚運動領域と外側側頭視覚領域間で、高自己感情認識障害的特徴の個体よりも強力な機能的結合が確認された。
• 全体的なERPパターンから、感覚運動シミュレーションが遮断された際、高自己感情認識障害的特徴の個体では補償的視覚処理が行われていることが示唆された。
• 群平均ERP効果の不在は、自己感情認識障害的レベルに跨ったデータを統合すると、模倣の影響が隠れてしまうことを示している。
• 模倣操作が影響を与える時間窓（P1対N170）の分離は、顔の表情処理に特徴依存の神経メカニズムが関与していることを強調している。