Gehirnbildgebung zur Vorhersage von Emotionen
Dartmouth-Forscher haben eine Erfolgsquote von 90 Prozent bei der Vorhersage menschlicher Emotionen basierend auf der Gehirnaktivität erzielt.
Die neue Studie, die in der Zeitschrift erscheint PLOS Biologieist insofern einzigartig, als Forscher Menschen in der allgemeinen Bevölkerung untersuchten, nicht nur Studenten. Daher glauben die Ermittler, dass die Ergebnisse eines Tages bei der Diagnose und Behandlung einer Reihe von psychischen und physischen Erkrankungen in der gesamten Bevölkerung hilfreich sein könnten.
Viele glauben, dass die Neuroimaging-Studie ein Durchbruch beim Verständnis der emotionalen Erfahrung ist. "Es ist eine beeindruckende Demonstration der Abbildung unserer Gefühle, der Entschlüsselung unserer Emotionen aus der Gehirnaktivität", sagte der Hauptautor Luke Chang, Assistenzprofessor für Psychologie und Gehirnwissenschaften in Dartmouth.
"Emotionen sind von zentraler Bedeutung für unser tägliches Leben und emotionale Dysregulation ist das Herzstück vieler gehirn- und körperbedingter Störungen, aber wir haben kein klares Verständnis dafür, wie Emotionen im Gehirn verarbeitet werden. Daher ist es von größter Bedeutung, die neurobiologischen Mechanismen zu verstehen, die negative emotionale Erfahrungen erzeugen und reduzieren. “
Das Streben, das „emotionale Gehirn“ zu verstehen, hat in den letzten Jahren Hunderte von Neuroimaging-Studien motiviert. Damit Neuroimaging jedoch nützlich ist, müssen sensible und spezifische „Gehirnsignaturen“ entwickelt werden, die auf einzelne Personen angewendet werden können, um Informationen über ihre emotionalen Erfahrungen, ihre Neuropathologie oder ihre Behandlungsprognose zu erhalten.
Bisher hat die Neurowissenschaft der Emotionen viele wichtige Ergebnisse erbracht, aber keine solchen Indikatoren für emotionale Erfahrungen.
In der neuen Studie versuchten die Forscher, eine Gehirnsignatur zu entwickeln, die die Intensität negativer emotionaler Reaktionen auf evokative Bilder vorhersagt. die Signatur bei der Verallgemeinerung auf einzelne Teilnehmer und Bilder zu testen; die Spezifität der Signatur in Bezug auf Schmerzen zu untersuchen; und die neuronalen Schaltkreise zu erforschen, die notwendig sind, um negative emotionale Erfahrungen vorherzusagen.
Chang und seine Kollegen untersuchten 182 Teilnehmer, denen negative Fotos (Körperverletzungen, Aggressionen, Hassgruppen, Autowracks, menschlicher Kot) und neutrale Fotos gezeigt wurden. 30 weitere Teilnehmer waren ebenfalls schmerzhafter Hitze ausgesetzt.
Mithilfe von Techniken zur Bildgebung des Gehirns und zum maschinellen Lernen identifizierten die Forscher eine neuronale Signatur negativer Emotionen - ein einzelnes neuronales Aktivierungsmuster, das über das gesamte Gehirn verteilt ist und genau vorhersagt, wie negativ sich eine Person nach dem Betrachten unangenehmer Bilder fühlen wird.
"Dies bedeutet, dass die Bildgebung des Gehirns das Potenzial hat, genau aufzudecken, wie sich jemand fühlt, ohne etwas über ihn zu wissen, außer über seine Gehirnaktivität", sagte Chang.
„Dies hat enorme Auswirkungen auf die Verbesserung unseres Verständnisses, wie Emotionen erzeugt und reguliert werden, die bekanntermaßen schwer zu definieren und zu messen waren.
"Darüber hinaus können sich diese neuen Arten neuronaler Maßnahmen als wichtig erweisen, um festzustellen, wann Menschen abnormale emotionale Reaktionen haben - zum Beispiel zu viel oder zu wenig -, was auf allgemeinere Probleme mit der Gesundheit und der geistigen Funktionsweise hinweisen könnte."
Experten glauben, dass die Studienergebnisse verallgemeinerbar oder für alle nützlich sind. Im Gegensatz zu den meisten früheren Untersuchungen umfasste die neue Studie eine große Stichprobe, die die allgemeine erwachsene Bevölkerung und nicht nur junge College-Studenten widerspiegelt.
Die Forscher verwendeten auch maschinelles Lernen und Statistiken, um ein Vorhersagemodell für Emotionen zu entwickeln, und testeten vor allem Teilnehmer über mehrere psychologische Zustände hinweg, wodurch die Forscher die Sensitivität und Spezifität ihres Gehirnmodells bewerten konnten.
"Wir waren besonders überrascht, wie gut unser Muster bei der Vorhersage des Ausmaßes und der Art der aversiven Erfahrung funktioniert", sagte Chang. "Da die Skepsis gegenüber Neuroimaging aufgrund überverkaufter und interpretierter Ergebnisse und fehlgeschlagener Replikationen aufgrund kleiner Größen zunimmt, sind viele Neurowissenschaftler möglicherweise überrascht, wie gut unsere Signatur funktioniert."
Chang bemerkte, dass die Signatur des Emotionsgehirns unter Verwendung vieler Menschen besser vorhersagte, wie sich eine Person fühlte, als ihre eigenen Gehirndaten.
"Es gibt eine Intuition, dass Gefühle sehr eigenwillig sind und von Mensch zu Mensch unterschiedlich sind", sagte er. "Da wir das Muster jedoch mit so vielen Teilnehmern trainiert haben - zum Beispiel mit dem vier- bis zehnfachen des Standard-fMRI-Experiments - konnten wir Antworten aufdecken, die darauf zurückzuführen sind." über die Trainingsstichprobe hinaus auf neue Teilnehmer bemerkenswert gut verallgemeinert. “
Quelle: Dartmouth College / EurekAlert
