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Gating of Auditory Novelty Processing by Emotional Context / Aumento de procesamiento de novedad por el contexto emocional

by Domínguez Borràs, Judith

Abstract (Summary)
SUMMARY: The present thesis encloses four studies that sought to asses the neural correlates, timing and modulatory effects of a negative emotional context on the processing of task-irrelevant novel sounds within the framework of auditory-visual oddball experimentation. Study I, II and III were conducted using event-related brain potentials (ERP) and Study IV used functional magnetic resonance imaging (fMRI). In Study I, fourteen healthy volunteers responded to a visual discrimination task, with either neutral or threatening sceneries, while a 64-channel electroencephalogram (EEG) was recorded. In Study II, fourteen healthy female volunteers responded to visual stimuli displaying either threatening or neutral sceneries, using an optimised version of the task, while a 64-channel electroencephalogram (EEG) was recorded. In Study III, fourteen female subjects and fourteen male subjects were recorded using a 64-channel electroencephalogram (EEG) while performing the same visual discrimination task as in Study II. In Study IV, seventeen healthy female volunteers responded to a visual colour discrimination task, with images of emotional facial expressions (angry, fearful or neutral), while neuroimaged in a 3Tesla scanner. In all experimental designs, single auditory stimuli, consisting of a majority of standard tones and infrequent novel environmental sounds, preceded the images and had to be ignored by the subjects. The main results in all four studies were pointing at comparable conclusions. Novel sounds elicited a distracting effect on subjects performance, reflected by longer response times compared to those in standard trials. This effect was consistently magnified when preceding and following images were of a negative emotional load as compared to the neutral images. In Study III, women, but not men, showed this effect. RESUMEN: La ocurrencia inesperada de eventos novedosos produce a menudo una interferencia en la conducta, fenómeno conocido como distracción. Este efecto se ve acompañado de un patrón específico de activación neuroeléctrica caracterizado por los potenciales evocados (PEs) N1/MMN y P3 de novedad (Escera y cols., 1998, 2000, 2001, 2002; Escera y Corral, 2003, 2007), presumiblemente con origen en mecanismos neurales de la corteza supratemporal (Alho y cols., 1998; Downar y cols., 2000; Kiehl y cols., 2001, parietal (Clark y cols., 2000; Downar y cols., 2001) y prefrontal (Downar y cols., 2001; Bledowski y cols., 2004). Se ha demostrado que un contexto de estímulos emocionales y especialmente de amenaza puede amplificar el efecto de otros procesos sensoriales, como pone de manifiesto la potenciación del reflejo de sobresalto (Stanley y Knight, 2004; Bradley y cols., 2006) o la supresión del mecanismo cerebral de filtro sensorial (Yamashita y cols., 2004). Sin embargo, se ha demostrado repetidamente que les respuestas auditivas tardías a estos sonidos quedan atenuadas en las mismas condiciones (Schupp y cols., 1997; Cuthbert y cols., 1998; Keil y cols., 2007). La presente tesis incluye cuatro estudios que tuvieron como objetivo determinar los correlatos neurales, temporalidad y efectos moduladores de un contexto emocional negativo sobre el procesamiento de sonidos novedosos irrelevantes para la tarea, en el marco de la experimentación oddball auditivo-visual. Los Estudios I, II y III fueron llevados a cabo utilizando potenciales evocados cerebrales (PEs) y para el Estudio IV se utilizó resonancia magnética funcional (RMf). En el Estudio I, catorce voluntarios sanos (7 hombres) respondieron a una tarea de discriminación visual, con escenas bien neutras o bien amenazantes, mientras se registraba su electroencefalograma (EEG) con 64 canales. En el Estudio II, catorce mujeres sanas respondieron a estímulos visuales que representaban escenas amenazantes o neutras, utilizando una versión optimizada de la tarea, mientras se registraba su EEG con 64 canales. En el Estudio III, catorce mujeres y catorce hombres fueron registrados con EEG de 64 canales mientras realizaban la misma tarea visual que en el Estudio II. En el Estudio IV, diecisiete mujeres sanas respondieron a una tarea de discriminación visual, con imágenes de expresiones faciales emocionales (de enfado, de miedo o neutras), mientras fueron monitorizadas en un escáner de RMf de 3Tesla. En todos los diseños experimentales, las imágenes fueron precedidas siempre por un estímulo auditivo. Este sonido podía ser un tono repetitivo (Estándar) o un sonido ambiental novedoso e infrecuente en el experimento. En cualquier caso, los sujetos fueron instruidos para ignorar los sonidos. Los principales resultados de los cuatro estudios apuntaron a conclusiones comparables. Los sonidos novedosos produjeron un efecto distractor en el rendimiento de los sujetos durante la tarea, reflejado en tiempos de respuesta más largos comparados con los ensayos Estándar. Este efecto fue magnificado repetidamente cuando las imágenes precedentes y siguientes eran emocionalmente negativas en comparación con las imágenes neutras. En el Estudio III, las mujeres, pero no los hombres, mostraron este efecto. Las respuestas cerebrales registradas con PEs revelaron, en el Estudio I, un aumento de la fase tardía de la P3 de novedad ante sonidos novedosos en contexto negativo, comparado con el neutro. Asimismo, el Estudio II demostró que este efecto modulador puede ocurrir también en la fase temprana de este componente. El Estudio III mostró que la modulación de la P3 temprana de novedad aparecía en mujeres solamente. Las respuestas hemodinámicas, a su vez, mostraron que la activación inducida por sonidos novedosos en giro temporal superior, incluyendo corteza auditiva primaria, corteza auditiva secundaria y planum temporale, se vieron aumentadas cuando los sujetos respondían a caras con expresión emocional negativa, comparado con las caras neutras. La combinación de los resultados en los cuatro estudios demuestra que el contexto emocional aumenta la excitabilidad de regiones cerebrales de procesamiento de novedad auditiva en estadios tempranos del procesamiento, haciendo que sonidos irrelevantes estén más disponibles en el set atencional bajo condiciones de amenaza. Sin embargo, se estima la presencia de diferencias de género en estos efectos, posiblemente debido a diferencias en la evaluación de estímulos emocionales. REFERENCIAS Alho, K., Winkler, I., Escera, C., Huotilainen, M., Virtanen, J., Jääskelainen, I.P., Pekkonen, E., Ilmoniemi, R.J. (1998). Processing of novel sounds and frequency changes in the human auditory cortex: magnetoencephalographic recordings. Psychophysiology, 35, 211-224. Bledowski, C., Prvulovic, D., Hoechstetter, K., Scherg, M., Wibral, M., Goebel, R., Linden, D.E.J. (2004). Localizing P300 generators in visual target and distractor processing: a combined event-related potential and functional magnetic resonance imaging study. The Journal of Neuroscience, 24(42), 9353-9360. Bradley, M.M., Codispoti, M., Lang, P.J. (2006). A multi-process account of startle modulation during affective perception. Psychophysiology, 43, 486-497. Clark, V.P., Fannon, S., Lai, S., Benson, R., Bauer, L. (2000). 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Bibliographical Information:

Advisor:Escera Micó, Carles

School:Universitat de Barcelona

School Location:Spain

Source Type:Master's Thesis

Keywords:psiquiatria i psicobiologia clínica

ISBN:

Date of Publication:03/14/2008

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