[論文レビュー] Somatosensory and motor contributions to emotion representation

Marianne C. Reddan, Luke J. Chang+2 more|arXiv (Cornell University)|Nov 13, 2024

Action Observation and SynchronizationPsychology被引用数 3

ひとこと要約

このfMRI研究は、感情体験が体性感覚および運動表現に根ざしているかどうかを検証するために、21名の被験者に情動を喚起する画像を提示し、神経活動と身体感覚マップを測定した。代表的類似性分析（RSA）を用いて、一次体性感覚野および運動野、島口皮質、前楔前野、内側前頭前野を含む広範な脳ネットワークが、身体感覚の空間的・情動的構造を符号化していることが特定された。これは、純粋に認知的または視覚的説明よりも、身体に根ざした感情理論を支持するものである。

ABSTRACT

Emotion is often described as something people 'feel' in their bodies. Embodied emotion theorists propose that this connection is not purely linguistic; perceiving an emotion may require somatosensory and motor re-experiencing. However, it remains unclear whether self-reports of emotion-related bodily sensations (i.e., 'lump in my throat') are related to neural simulations of bodily action and sensation or whether they can be explained by cognitive appraisals or the visual features of socioemotional signals. To investigate this, participants (N = 21) were shown arousing emotional images that varied in valence, complexity, and content while undergoing fMRI scans. Participants then rated the images on a set of emotion appraisal scales and indicated where, on a body map, they experienced sensation in response to the image. To derive normative models of responses on these scales, a separate larger online sample online (N = 56 - 128) also rated these images. Representational similarity analysis (RSA) was used to compare the emotional content in the body maps with appraisals and visual features. A pairwise distance matrix between the body maps generated for each stimulus was then used in a whole brain voxel-wise searchlight analysis to identify brain regions which reflect the representational geometry of embodied emotion. This analysis revealed a network including bilateral primary somatosensory and motor cortices, precuneus, insula, and medial prefrontal cortex. The results of this study suggest that the relationship between emotion and the body is not purely conceptual: It is supported by sensorimotor cortical activations.

研究の動機と目的

• 情動中に自覚された身体感覚が、認知的評価や視覚的特徴ではなく、感覚運動プロセスの神経的シミュレーションに関連しているかどうかを検証すること。
• 情動刺激に対する身体感覚の空間的分布が、脳内に神経的表現として反映されているかどうかを特定すること。
• 高次認知的または知覚的要因とは独立して、感覚運動皮質の活動が感情表現に果たす寄与を分離すること。
• 大規模なオンラインサンプル（N = 56–128）を用いて、感情評価および身体感覚の標準的モデルを構築し、fMRI解析に活用すること。
• 感情関連の身体感覚マップの構造と一致する代表的幾何構造を示す脳領域を同定すること。

提案手法

• 被験者に、評価の正負、複雑さ、内容が異なる情動を喚起する画像を提示しながらfMRIを実施した。
• 被験者は各画像について、感情評価尺度を評価し、感覚を体感した部位を示す身体マップを記入した。
• 別個のオンラインサンプル（N = 56–128）が、評価尺度および身体マップの標準的レーティングを提供し、反応の標準化を図った。
• 代表的類似性分析（RSA）を用いて、身体マップの類似性構造と視覚的特徴および評価の類似性構造を比較した。
• 全脳ボクセル単位のサーチライト解析により、身体マップの代表的幾何構造を反映する活動パターンを示す脳領域を同定した。
• 身体マップのペアワイズ距離行列を、RSAにおける神経的代表的モデルとして用い、fMRI活動パターンとの一致を検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 情動中に自覚された身体感覚は、感覚運動皮質における神経的表現に対応しているか？
• RQ2 情動中の身体感覚の空間的パターンは、視覚的または認知的評価とは独立して、脳内に独自に表現されているか？
• RQ3 どの脳領域が感情関連の身体マップの構造と一致する代表的幾何構造を示しているか？
• RQ4 感情関連の身体感覚は、刺激の視覚的特徴や認知的評価によってどの程度説明可能か？
• RQ5 情動における身体感覚の空間的・情動的構造を符号化する分散型神経ネットワークが存在するか？

主な発見

• 左右対称の一次体性感覚野および運動野、島口皮質、前楔前野、内側前頭前野を含む広範な脳ネットワークが、感情関連の身体感覚マップの構造と一致する代表的幾何構造を示した。
• 情動中の身体感覚の神経的表現は、画像の視覚的特徴や認知的評価尺度によって説明されなかった。
• サーチライト解析により、身体マップパターンとfMRI活動との間に顕著な代表的類似性が確認された。
• 本研究のオンラインサンプル（N = 56–128）から得られた標準的モデルが、感情評価および身体感覚レーティングの信頼性の高いベンチマークを提供した。
• 感覚運動皮質領域が身体状態を通じて感情を表すことに関与していることから、身体に根ざした感情理論が支持された。
• 研究結果は、感情が単なる概念的認識ではなく、身体感覚および行動の神経的シミュレーションに根ざしていることを示している。