Representation of emotional valence in human brain
Loading...
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Science |
Doctoral thesis (article-based)
| Defence date: 2012-10-08
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Author
Date
2012
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Language
en
Pages
187
Series
Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS, 111/2012
Abstract
All emotions can be evaluated with fair accuracy on the basis of their position on unpleasantness-pleasantness, or valence, dimension. Valence has been considered to be a linear continuum both on experiential and neural level, ranging from very unpleasant to very pleasant. However, using such a model it is difficult to explain complex emotional states, in which we can simultaneously experience unpleasantness and pleasantness, like during a rollercoaster ride or a horror film. Also experiments with rats, where experimenters have been able to cause simultaneous approach and withdrawal behavior, suggest that pleasantness and unpleasantness may be encoded by different mechanisms. In this thesis, the neural mechanisms of emotional valence were investigated in four different experiments with three different valence models: a traditional linear model, a quadratic model, and a model, in which negative valence and positive valence are represented as separate components. Whereas no study gave any support for the validity of the linear model, all four experiments provided evidence of quadratic valence dependency, and two of the experiments found additionally brain regions specifically sensitive to pleasantness and/or unpleasantness. In particular, these regions included bilaterally the dorsal and ventral prefrontal cortex and insula. Brain activity was measured with functional magnetic resonance imaging. Non-linear dependency between valence and brain activity was found for emotional pictures and sounds, observation of others' facial expressions as well as subjective emotional experience. The results demonstrate that valence processing does not occur in the brain simply in linear bipolar fashion, but the phenomenon is non-linear and multifaceted.Kaikille emootioille voidaan kohtalaisella tarkkuudella arvioida sijainti epämiellyttävyys-miellyttävyys- eli valenssi-dimensiolla. Valenssia on pidetty niin kokemuksen tasolla kuin aivojenkin tasolla lineaarisena jatkumona, joka vaihtelee erittäin epämiellyttävästä erittäin miellyttävään. Kuitenkin tällaisen mallin pohjalta on vaikea selittää monimutkaisia emotionaalisia tiloja, joissa voimme tuntea samanaikaisesti epämiellyttävyyttä ja miellyttävyyttä, kuten esimerkiksi vuoristorata-ajelun tai kauhuelokuvan katselun yhteydessä. Myös rottakokeet, joissa rotissa on aikaansaatu samanaikaisesti sekä lähestymis- että loittonemiskäyttäytymistä, antavat viitteitä siitä, että miellyttävyyttä ja epämiellyttävyyttä saattavat koodata eri mekanismit. Tässä väitöskirjatyössä emotionaalisen valenssin aivomekanismeja tutkittiin neljässä eri kokeessa kolmella vaihtoehtoisella mallilla: perinteisellä lineaarisella mallilla, kvadraattisella mallilla, sekä mallilla, jossa negatiivinen valenssi ja positiivinen valenssi esitetään erillisinä komponentteina. Siinä missä yhdessäkään kokeessa ei saatu minkäänlaista tukea lineaarisen mallin paikkansapitävyydelle, kaikki neljä koetta antoivat viitteitä kvadraattisesta valenssiriippuvuudesta ja kaksi kokeista löysi lisäksi nimenomaisesti miellyttävyyden ja/tai epämiellyttävyyden prosessointiin keskittyneitä aivoalueita. Erityisesti tällaisia alueita olivat molemmilla aivopuoliskoilla dorsaalinen ja ventraalinen prefrontaalikorteksi sekä aivosaari. Aivoaktiviteettia mitattiin funktionaalisella magneettikuvauksella. Epälineaarinen valenssiriippuvuus aivoissa oli vallitseva niin emotionaalisille kuville ja äänille kuin toisten kasvonilmeiden havaitsemisen ja subjektiivisen tunnekokemuksenkin tasolla. Tulokset osoittavat, ettei valenssin prosessointi tapahdu aivoissa yksinkertaisesti lineaarisella bipolaarisella tavalla, vaan ilmiö on epälineaarinen ja monitahoinen.Description
Supervising professor
Sams, Mikko, ProfessorKeywords
valence, arousal, fMRI, human brain, correlation, valenssi, vireystila, funktionaalinen magneettikuvaus, ihmisaivot, korrelaatio
Other note
Parts
- [Publication 1]: Viinikainen, M., Jääskeläinen, I.P., Alexandrov, Y., Balk, M.H., Autti, T., Sams, M. (2010) Nonlinear relationship between emotional valence and brain activity: evidence of separate negative and positive valence dimensions, Human Brain Mapping, 31 (7), 1030-1040.
- [Publication 2]: Viinikainen, M., Jääskeläinen, I.P., Balk, M.H., Autti, T., Sams, M. (2012) Neural processing of emotional valence of facial expressions, Open Journal of Neuroscience, 2-3.
-
[Publication 3]: Viinikainen, M., Kätsyri, J., Sams, M. (2011) Representation of perceived sound valence in the human brain, Human Brain Mapping,
DOI: 10.1002/hbm.21362. View at publisher
- [Publication 4]: Viinikainen, M., Glerean, E., Jääskeläinen, I.P., Kettunen, J., Sams, M., Nummenmaa, L. (2012) Nonlinear neural representation of emotional feelings elicited by dynamic naturalistic stimulation, Open Journal of Neuroscience, in press.
