Neural correlates of magno- and parvocellular contributions to emotional perception and emotional learning
Final Report Abstract
Im vorliegenden Projekt wurde der Beitrag von zwei visuellen Systemen, dem magno- und dem parvozellulären System (M- & P-System), an der Verarbeitung von emotionalen Gesichtern im menschlichen Gehirn untersucht. Das M-System ist sensitiv für Helligkeitsinformation und weist eine hohe Kontrastsensitivität auf. Das P System hingegen ist sensitiv für Farbinformation (rotgrün) und weist eine niedrige Kontrastsensitivität auf. Folglich sprechen Graustufenbilder mit niedrigem Kontrast eher das M-System an, wohingegen isoluminante (Farben gleicher perzeptueller Helligkeit) rot-grün Bilder eher das P-System aktivieren. Um beide Systeme durch entsprechend spezifische und individualisierte Reize gezielt stimulieren zu können, wurde eine auf Matlab basierende Software entwickelt. Hierbei kann der angewandte experimentelle Ansatz zur Herstellung des Reizmaterials als grundsätzlich erfolgreich eingestuft werden, weshalb die Software auch in zukünftigen Projekten genutzt werden soll. Hinsichtlich der initialen, schnellen Verarbeitung emotionaler Informationen im visuellen System zeigen die Ergebnisse die erwartete und zudem sehr deutliche Präferenz für M gegenüber P Informationen. Unmittelbar nach Präsentation des Stimulus kommt es zu einer sehr frühen magno-spezifischen Aktivierung präfrontaler Areale, welche stärker für ängstliche als für neutrale Gesichter ausgeprägt ist. Im späteren Verlauf scheinen M Informationen eine geringere Rolle hinsichtlich der Differenzierung emotionaler Gesichter zu spielen, da sich entweder ein umgekehrter Effekt (separate Analyse) oder gar kein Emotionseffekt (gemeinsame Analyse) einstellt. Parvozelluläre Informationen tragen anscheinend eher zur mittel- und spätlatenten Verarbeitung emotionaler Gesichter bei. Interessanterweise scheint bereits die frühe magnospezifische Aktivierung auszureichen, um im Verhalten schnellere Reaktionen für ängstliche Gesichter auszulösen. Im Gegensatz dazu scheinen parvozelluläre Informationen wenig zur (initialen) Klassifizierung emotionaler Gesichter beizutragen. Sie erschweren nicht nur die Klassifikation, sondern erzeugen sogar einen qualitativ anderen Effekt. Zusammenfassend bestätigen also die vorliegenden Ergebnisse bestehende Hypothesen zur schnellen Reizverarbeitung von visuellen emotional bedeutsamen Stimuli. Demnach könnten magnozelluläre Informationen über subkortikale Verbindungen entlang des Pulvinar über die Amygdala schnell in den präfrontalen Kortex (OFC) gelangen, um eine dort eine grobe Evaluation der präsentierten emotionalen Reize zu ermöglichen. Anschließend könnten diese magno-spezifischen präfrontalen Aktivierungen die nachfolgende Verarbeitung der P Informationen beeinflussen und dies nicht nur in ventralen kortikalen, sondern möglicherweise auch in anderen Bereichen. Mit anderen Worten, magnozelluläre Informationen sind maßgeblich an der initialen Verarbeitung emotionaler Inhalte beteiligt und können dementsprechend, durch sogenannte top-down Einflüsse, die spätere Verarbeitung in temporalen und parietalen Gebieten signifikant beeinflussen.
Publications
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(2014). Inhibitory repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) of the dorsolateral prefrontal cortex modulates early affective processing. Neuroimage 101, 193-203
Zwanzger, P., Steinberg, C., Rehbein, M.A., Bröckelmann, A.K., Dobel, C., Zavorotnyy, M., Domschke, K., Junghöfer, M.
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(2017) Modulating Emotion Perception: Opposing Effects of Inhibitory and Excitatory Prefrontal Cortex Stimulation. Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging 3 (4) 329-336
Notzon, Swantje; Steinberg, Christian; Zwanzger, Peter; Junghöfer, Markus
