Neuropsychophysiological correlates of emotional processing

Abstract

Emotions have been conceptualized as adaptive action dispositions functionally preparing the organism for either avoidance (defensive system) or approach (appetitive system) related behaviours. These action dispositions may compete for ongoing mental resources, affecting stimulus appraisal and coping responses. To understand the psychophysiological correlates of emotion, sexual motivation and behavior, the effect of exposure to visual emotional content (both images and film clips) on both central nervous system (e.g., Event Related Potentials - ERP) and peripheral measures (e.g., Skin Conductance Level (SCL) ) has been growing interest in the affective neuroscience field. Therefore, the studies presented in this dissertation aimed to analyze the neuropsychophysiological correlates of emotional processing and the emotional interference in cognitive processing. Study 1 analyses the modulatory effects of affective pictures in the early posterior negativity (EPN), the late positive potential (LPP) and the human startle response on both the peripheral (eye blink EMG) and central neurophysiological levels (Probe P3), during passive affective pictures viewing. The affective pictures categories were balanced in terms of valence (pleasant; unpleasant) and arousal (high; low). The data shows that EPN may be sensitive to specific stimulus characteristics (affective relevant pictures versus neutral pictures) associated with early stages of attentional processing. In later stages, the heightened attentional resource allocation as well as the motivated significance of the affective stimuli was found to elicit enhanced amplitudes of slow wave processes thought to be related to enhanced encoding, namely LPP. Although pleasant low arousing pictures were effective in engaging the resources involved in the slow wave processes, the highly arousing affective stimuli (pleasant and unpleasant) were found to produce the largest enhancement of the LPP, suggesting that high arousing stimuli may are associated with increased motivational significance. Additionally the response to high arousing stimuli may be suggestive of increased motivational attention, given the heightened attentional allocation, as expressed in the P3 probe, especially for the pleasant pictures. The hedonic valence may then serve as a mediator of the attentional inhibition to the affective priming, potentiating or inhibiting a shift towards defensive activation, as measured by the startle reflex. Study 2 aimed to develop a new database of affective film clips without auditory content, based on a dimensional approach to emotional stimuli (valence, arousal and dominance) by a sample of 113 participants and psychophysiological assessment (SCL and the Heart rate (HR)) on 32 participants. Normative ratings lead to a set of 52 film clips from different categories to elicit emotional states on different quadrants of affective space. The results also showed that sustained exposure to the affective film clips resulted in a pattern of a SCL increase and HR deceleration in high arousal conditions (i.e., horror and erotic conditions). Study 3 aimed to determine if the P3 ERP component in a workload task can be used as a specific and objective measure of sexual motivation by comparing the neurophysiologic response to stimuli of motivational relevance with different levels of valence and arousal. A total of 30 healthy volunteers watched different films clips with erotic, horror, social-positive and social-negative content (derived from the study 2), while answering an auditory oddball paradigm. Erotic film clips resulted in larger interference when compared to both the social-positive and auditory alone conditions. Both Horror film clips resulted in the highest levels of interference with smaller P3 amplitudes than erotic and also than social-positive, social-negative and auditory alone condition. Both horror and erotic film clips significantly decreased HR when compared to both social-positive and social-negative films. The erotic film clips significantly increased the SCL compared to the social-negative films. The horror film clips significantly increased the SCL compared to both social-positive and social-negative films. Both the highly arousing erotic and non-erotic (horror) movies produced the largest decrease in the P3 amplitude, a decrease in the HR and an increase in the SCL. These data support the notion that this workload task is very sensitive to the attentional resources allocated to the film clip, although they do not act as a specific index of sexual interest. Therefore, the use of this methodology seems to be of questionable utility as a specific measure of sexual interest or as an objective measure of the severity of Hypoactive Sexual Desire Disorder. Overall, the present work highlights some important contributions for affective neuroscience field and directions for future research particularly on the effects of valence and arousal on cognitive processes

As emoções têm sido concetualizadas enquanto disposições para a ação que preparam o organismo para comportamentos de evitamento (sistema defensivo) ou de aproximação (sistema apetitivo). Contudo, estas disposições para a ação podem competir com recursos mentais em curso, afetando a avaliação dos estímulos e as respostas de “coping”. De forma a compreender os correlatos neuropsicofisiológicos da emoção, da motivação sexual e do comportamento, tem havido um crescente interesse no campo das neurociências afetivas em estudar os efeitos da exposição a conteúdo emocional visual (tanto imagens como filmes) tanto no sistema nervoso central (por exemplo, potenciais evocados) como em medidas do sistema nervoso periférico (por exemplo, condutância galvânica da pele - SCL). Desta forma, a presente dissertação consiste em três estudos que analisam os correlatos neuropsicofisiológicos do processamento emocional, analisando, deuma forma geral, interferências emocionais no processamento cognitivo. No estudo 1 são analisados os efeitos modulatórios de imagens afectivas nos componentes “early posterior negativity” (EPN), “late positive potencial” (LPP) e na resposta humana startle, tanto a nível periférico (piscar de olhos medido pelo EMG) como central (“probe P3”), durante a visualização passiva de imagens afetivas. As categorias das imagens afetivas foram balanceadas em termos de valência (agradável; desagradável) e arousal (alto; baixo). Os dados mostram que a EPN parece ser sensível às caraterísticas específicas do estímulo (imagens afectivamente relevantes em relação a imagens neutras) em estados iniciais do processamento atencional. Em fases posteriores, o aumento da alocação de recursos atencionais, bem como o significado motivacional dos estímulos afetivos conduziu a um aumento da amplitude das ondas lentas, que tem sido associado a uma melhoria nos processos de codificação, ou seja, LPP. Embora as imagens positivas de baixo arousal tenham sido eficazes em atrair os recursos envolvidos nos processos de ondas lentas, os estímulos afetivos de alto arousal (agradáveis e desagradáveis) produziram maior aumento do LPP, sugerindo que estímulos de elevado arousal podem estar associados a um aumento do significado motivacional. Adicionalmente, a resposta a estímulos de alto arousal pode sugestionar que a atenção motivada aumentou, tal como é expresso pela probe P3, especialmente para imagens agradáveis. Desta forma, a valência hedónica pode servir como um mediador da inibição da atenção para o “priming” afectivo, potenciando ou inibindo uma mudança para a ativação da defesa, tal como medida pelo reflexo de sobressalto. O estudo 2 apresenta o desenvolvimento de uma nova bateria de filmes emocionais sem conteúdo auditivo, baseado no modelo dimensional para estímulos afectivos (valência, arousal e dominância) com 113 participantes e avaliação psicofisiológica (SCL e batimento cardiaco (BC) em 32 participantes. Os resultados normativos distribuiram os 52 filmes pelos diferentes quadrantes do espaço afectivo. Os resultados também mostraram que a exposição sustentada a filmes afectivos resulta num padrão de aumento da SCL e uma desaceleração do HR nas condições de alto arousal (i.é., condições de horror e eróticas). O estudo 3 visou determinar se o componente P3 numa tarefa de sobrecarga poderia ser utilizado enquanto medida específica e objectiva da motivação sexual, comparando a resposta neurofisiológica a estímulos de relevância motivacional com diferentes níveis de valência e arousal. Um total de 30 voluntários assistiu a diferentes filmes de conteúdo erótico, horror, sociais-positivos e sociais-negativos, enquanto respondiam a um paradigma oddball auditivo. Os filmes eróticos provocaram maior interferência, com menor amplitude da P3, em relação aos filmes sociais positivos e negativos, bem como à condição de control (blank). Os filmes de horror provocaram maior interferência em relação aos filmes eróticos, sociais positivos e negativos e à condição control. Tanto os filmes de horror, como os eróticos diminuíram significativamente o HR quando comparados com os sociais positivos e os negativos. Os filmes eróticos aumentaram significativamente o SCL quando comparados com os filmes sociais negativos. Os filmes de horror aumentaram significativamente a SCL comparativamente com os sociais positivos e negativos. Ambos os filmes de elevado arousal, com conteúdo erótico e de horror, produziram o maior decréscimo da amplitude da P3, uma diminuição no HR e um aumento na SCL. Estes dados apoiam a noção de que esta tarefa de sobrecarga é bastante sensível aos recursos atencionais para o filme, não actuando como índice específico do interesse sexual. Portanto, o uso desta metodologia parece ser de utilidade questionável enquanto medida específica do interesse sexual ou como uma medida objectiva da gravidade do Transtorno do Desejo Sexual Hipoactivo. No geral, o presente trabalho destaca algumas inportantes contribuições para o campo da eurociência afetiva e direções parafuturas pesquisas, particularmente sobre os efeits da valência e arousal nos processamento cognitivo