Het EEG signaal en de leeservaring: Meten van emoties tijdens het lezen van een novelle Bob Witteman
Masterthese Witteman, B.C.A.
Studentnummer: 5808227
Onderzoeksinstelling: Nederlands Herseninstituut-KNAW
Programmagroep Brein en Cognitie, Afdeling Psychologie, Universiteit van Amsterdam Externe begeleider: Ysbrand van der Werf (Nederlands Herseninstituut-KNAW)
Begeleider binnen programmagroep: Winni Hofman (Universiteit van Amsterdam) Juli 2015
Abstract
Veel kennis over de representatie van emoties in de hersenen komt uit laboratoriumonderzoek in gestandaardiseerde omstandigheden. Doel van deze studie was het onderzoeken van de EEG correlaten van de emotionele ervaring tijdens het lezen van een novelle.
De EEG power en connectiviteit van 74 proefpersonen is geanalyseerd gedurende het lezen van passages die vantevoren geannoteerd waren als emotioneel intens of als neutraal. Resultaten tonen verschillen in EEG power aan de hand van de door deelnemers gerapporteerde intensiteit van de passages. Daarnaast zijn er verschillen in de globale connectiviteit, wederom in relatie tot de scores over de intensiteit van de tekst. Opvallend in deze studie was dat het merendeel van die verschillen lieten zien dat hoe sterker de intensiteit van het gelezene, hoe zwakker de globale connectiviteit, en hoe sterker de lokale connectiviteit.
Het ervaren van emoties is inherent aan het menselijk bestaan. De beleving van emoties als gevolg van persoonlijke gebeurtenissen is onvermijdelijk. Of het nu is om ontroerd te raken, te lachen of te huilen lijken we daarnaast een sterke neiging te hebben naar het vrijwillig ervaren van emoties. Dit uit zich bijvoorbeeld in de behoefte naar het luisteren van muziek, kijken van een film of het lezen van een boek. Hoe door een medium het opwekken van emoties in het brein tot uiting komt is een interessant onderzoeksveld waarover nog veel kennis is te vergaren. Hoewel er steeds meer inzicht komt in de relatie tussen geïnduceerde emoties en hersenactiviteit ontbreekt het nog aan studies naar de hersenactiviteit tijdens het ervaren van emoties, zoals bij het lezen van een boek. In deze studie is onderzocht hoe neurofysiologische metingen samenhangen met de leeservaring. Er zijn tot dusver geen vergelijkbare studies bekend waarin de emoties van de lezer tijdens het lezen van een novelle is
onderzocht.
Emoties zijn complex, en er is veel discussie over de definitie en kwantificatie van emoties. Maar in het algemeen worden zes basisemoties vreugde, verdriet, woede, angst, verbazing en walging (Ekman, 1992) onderscheiden.
De psychologische aspecten van emoties kunnen worden benaderd via het discrete model of het dimensionele model. Binnen het discrete model is een emotionele staat gedefinieerd als een aparte discrete staat corresponderend met een van de bovengenoemde basisemoties of een combinatie hiervan (Barrett, 1999). Het dimensionele model definieert een emotie door de basisemotie te kwantificeren aan de hand van een rapportage op de dimensies valentie en arousal (Maus & Robinson, 2009).
Een manier om de emotionele staat te meten is zelfrapportage, het nadeel hiervan is dat het lastig is om relatief snelle wisselingen in de affectieve staat te registreren en dat deze methode afhangt van de eigen schatting van de emotionele staat (Robinson & Clore, 2002). Deze beperking is er niet bij het gebruik van fysiologische metingen om de emoties te analyseren. Wat betreft de fysiologische signalen voor het analyseren van emoties kunnen deze in twee categorieën worden geclassificeerd. Die van het perifere zenuwstelstel zoals EMG, huidgeleiding, bloed volume puls, huidtemperatuur, en die van het centrale zenuwstelsel zoals EEG (Chanel, Kronegg, Grandjean & Pun, 2005). Zo gebruikten Min, Chung & Min (2005) Elektro-encefalogram (EEG), Electrocardiogram (ECG), huidgeleiding, huidtemperatuur en ademhaling als fysiologische metingen om de emotionele staat te onderzoeken. Zij induceerden emotionele veranderingen door proefpersonen vier situaties te laten inbeelden: plezierig, onplezierig, arousal en ontspanning. De emoties werden geïnduceerd door situaties of afbeeldingen als stimuli voor het inbeelden van deze situaties te gebruiken. Tevens zijn fMRI (Vytal & Hamann, 2010) en MEG(Peyk, Schupp, Elbert, & Junghofer 2008) gebruikt om corticale en subcorticale structuren te identificeren die betrokken zijn bij de emotionele staat.
De kosten en immobiliteit van deze technieken maken het niet praktisch om te gebruiken in een setting waarin een persoon een novelle leest. Hoewel de techniek van het elektro-encefalogram een beperkte spatiële resolutie heeft biedt het echter wel praktische voordelen. Het heeft een hoge temporele
resolutie (Davidson, Jones & Peiris, 2007) en leent zich daarom goed om de onmiddellijke emotionele reacties op stimuli te detecteren (Balconi & Lucchiari, 2006).
Het EEG signaal en het lezen van emotionele woorden is onderzocht door Holt, Lynn & Kuperberg(2009). Met event-related potentials (ERPs) als een maat van neurale activiteit
concludeerden zij dat het begrijpen van emotionele woorden binnen een neutrale context een eerste semantische analyse vergt die meer wordt geactiveerd voor emotionele dan voor niet-emotionele woorden. In een later stadium wordt onderscheid gemaakt van de specifieke valentie (negatief of positief) door een uitgebreider aandacht modulerend proces vergelijkbaar met de verwerking van non-linguïstische emotionele informatie. Dit onderscheid tussen responses die gevoelig zijn voor emotie (N400) en specifieker voor valentie (Late Positivity) is wat we ook vinden bij fMRI studies die structuren in het brein hebben gevonden die corresponderen met sterke emoties, zoals de amygdala (Zald, 2003), het ventrale striatum (Zink, Pagnoni, Martin, Dhamala & Berns, 2003) en gebieden van de ventrale prefrontale cortex die gevoelig zijn voor emotionele valentie (Kringelbach, 2005).
De valentie van emoties lijkt zich te weerspiegelen in asymmetrische EEG Alpha activiteit in de linker frontale kwab. Dat wil zeggen dat de linker frontale kwab betrokken is bij het ervaren van positieve valentie en de rechter frontale kwab bij het ervaren van negatieve valentie. (Davidson, 1993) (Fox, 1991) (Fox, 1994) ( Schmidt & Trainor, 2001). Het mesolimbisch systeem lijkt door het grote aantal verbindingen met de prefrontale cortex een neuraal substraat te zijn voor de valentie dimensie binnen het dimensionele model (Posner, Russel & Peterson, 2005). Naast het neurale systeem in de frontale kwab betrokken bij valentie is er een ander neuraal systeem in het rechter parietotemporale gebied wat betrokken is bij de regulatie van emotionele arousal( Heller, 1990) (Heller,1993). Activiteit in de reticular formation en amygdala lijken geassocieerd te zijn met emotionele arousal (Posner, Russel & Peterson, 2005).
In lijn met deze bevinding dat de linker frontale kwab betrokken is bij positieve valentie en de rechter frontale kwab bij negatieve valentie is het “achievement avoidance” model. Het “achievement avoidance” model stelt dat twee motivationele systemen twee soorten emotionele reacties mediëren. Namelijk het benaderen/verkrijgen en ervaren van positief affect, en het ontwijken/terugtrekken en ervaren van negatief affect. Het achievement(benaderen) systeem is geassocieerd met activiteit in de prefrontale cortex van de linker hemisfeer, en het avoidance (ontwijken) systeem is geassocieerd met activiteit in de rechterhemisfeer. Ondersteuning voor dit model blijkt onder andere uit de studie van Tomarken, Davidson & Henriques (1990) waarin proefpersonen films keken die verschillende emoties moesten opwekken. EEG activiteit in de Alpha band (8-13hz) in de linker hemisfeer was hoger bij het opwekken van positieve emoties, en hoger in de rechter hemisfeer voor negatieve emoties.
Naast de bevinding dat Alpha activiteit is geassocieerd met de valentie zijn er meer studies gedaan naar de verandering in power in de verschillende frequentiebanden tijdens de perceptie van emotionele stimuli. Zo vonden Balconi en Pozzoli (2009) meer activiteit in de Theta band (4-8hz) bij anterieur gelegen hersengebieden in de rechter hemisfeer voor emotionele gezichten in vergelijking met neutrale gezichten. Ook is er meer Theta activiteit voor negatieve dan positieve prosodie over de
rechter anterieure gebieden. (Bekkedal, Rossie & Panksepp, 2011). Power in de Theta band lijkt een indicatie te zijn voor de door stimuli geïnduceerde arousal (Bekkedal et al., 2011). In de alphaband is er een afname in power in parietale en occipitale gebieden gevonden voor emotionele stimuli in de vorm van afbeeldingen, films en muziek (; Cui , Versace, Engelman,, Minnix, Robinson & Lam, 2013; De Cesarei & Codispoti, 2011; Schmidt & Trainor, 2001; Simons, Detenber, Cuthbert, Schwartz & Reiss,2003).
Dat lezen emoties zou kunnen opwekken is in overeenstemming met de theorie van het semantisch geheugen (Glenberg, Havas, Becker & Rinck, 2005), volgens deze theorie leidt het verwerken van de betekenis van emotionele woorden tot een snelle activatie van netwerken geassocieerd met emoties in het. Dit is ook in overeenstemming met de bevinding dat
lexico-semantische inhoud van woorden de limbische structuren activeert. (Binder, Desai, Graves & Conant, 2009). Daarnaast is er de theorie die stelt dat Theory of Mind verantwoordelijk is voor het begrijpen van fictie (Mar & Oatley, 2008). Deze theorie berust op de aanname dat voor het begrijpen van fictieve personages we dezelfde processen gebruiken als voor het begrijpen van de mentale staat van andere personen (Gerrig, 1993) (Oatley, 1999). De meta studie van Mar (2011) stelt dat het netwerk betrokken bij ToM overlapt met het netwerk voor het begrijpen van fictieve verhalen.
Voor zover bekende de enige eerdere studie naar de leeservaring is die van Hsu, Conrad, Jacobs (2014) waar door middel van fMRI de Fiction Feeling hypothese tijdens de leeservaring is onderzocht. Deze hypothese stelt dat emotionele inhoud, en dan vooral negatieve, hoge arousal en spannende inhoud, het affectieve empathie netwerk activeert en de leeservaring faciliteert in de zin dat de lezer zich als het ware in het boek verliest wat met de term immersie wordt aangeduid. Dit affectieve empathie netwerk bestaat uit de anterior insula (AI), mid-cingulate cortex (mCC), amygdala en secondary somatosensory cortex en de inferior frontal gyrus (Walter, 2012). Om deze hypothese te testen lazen proefpersonen passages uit de Harry Potter boeken en werden de neurale correlaten op de
gemiddelde immersie scores vergeleken voor angst inducerende versus neutrale passages. In overeenstemming met de Fiction Feeling hypothese waren immersie scores significant hoger voor angstopwekkende dan voor neutrale passages. De activiteit in de mid-cingulate cortex correleerde sterker met immersie scores van angstopwekkende dan neutrale passages. Beschrijvingen van pijn of persoonlijk ongemak van de hoofdrolspeler in de angstopwekkende passages veroorzaakt een vergrote betrokkenheid van de hersengebieden voor pijn en affectieve empathie naarmate de lezers meer immersie ervaren. Er werd gesteld dat de activiteit in de mid-cingulate cortex geassocieerd is met gedragsaspecten van empathie. De gebruikte stimuli uit de Harry Potter boeken kenmerkte zich namelijk door een levendige beschrijving van de gedragsaspecten van emotie.
Daarnaast zijn er steeds meer studies die erop wijzen dat inter-regionale connectiviteit een rol speelt bij de emotionele ervaring van audiovisuele stimuli (Costa, Rognoni, Galati, 2006) en
muziek(Bhattacharya, Petsche & Pereda, 2001 )
Samenvattend kunnen we zeggen dat het lezen van emotionele woorden en neutrale woorden kan worden onderscheiden in de hersenactiviteit aan de hand van ERP’s. Het lezen van een novelle is in staat emoties te induceren en hersenstructuren te activeren voor het begrijpen van de mentale staat van andere personen en empathie. Met het EEG kan de valentie van emoties worden onderscheiden aan de hand van asymmetrie in power in de prefontale cortex in de Alpha band. Arousal lijkt geassocieerd met power in de Theta (4-8hz) band. Met betrekking tot het ervaren van emoties en connectiviteit in de hersenen is er nog weinig bekend. Daarnaast is er weinig overeenstemming in experimenteel design en gebruik van stimuli om EEG correlaten van emoties te onderzoeken.
Alhoewel er steeds meer inzicht komt in de relatie tussen geïnduceerde emoties en hersenactiviteit ontbreekt het nog aan exploratie van hersenactiviteit van emoties gedurende de leeservaring.Daarom is besloten om in samenwerking met de Nederlandse schrijver Arnon Grunberg een project op te zetten om de leeservaring te onderzoeken.
Door gebruik te maken van zijn nieuwe en nog niet gepubliceerde novelle is er garantie dat de proefpersonen deelnemend aan het experiment deze novelle nog niet eerder hebben kunnen lezen. Er zijn 74 proefpersonen gemeten in het lab van TNO in Soesterberg. Daarnaast zijn meer dan 200 proefpersonen gemeten in een lab dat is ingericht als onderdeel van de tentoonstelling over het werk van de schrijver Arnon Grunberg in Amsterdam. Deze tentoonstelling liep van november 2014 tot en met januari 2015. De huidige analyse betreft de data van de 74 proefpersonen gemeten te Soesterberg. De data verkregen uit de metingen als onderdeel van de tentoonstelling in Amsterdam zijn reeds nog niet geanalyseerd.
Om emoties te classificeren is in dit onderzoek gebruik gemaakt van een groot aantal EEG metingen. Waar in eerdere studies gebruik is gemaakt van technieken als event-related potentials en het berekenen van de power in de frequentiebanden zullen we in deze studie naast de power de Partial Directed Coherence als maat van connectiviteit gebruiken. Een andere verschil met voorgaande studies is het grote aantal proefpersonen. Hoewel het EEG weliswaar een lage resolutie heeft verwachten we door gebruik te maken van dit grote aantal metingen patronen te vinden om emoties te duiden. Hiertoe zijn aan de hand van 10 intens emotionele passages (hoge arousal) en 10 niet-emotionele passages (lage arousal) getracht emoties te induceren en te classificeren. De verwachting is dat het onderzoek zal laten zien dat passagesdie zijn aangemerkt als emotioneel intens onderscheiden kunnen worden in de
activiteitspatronen in het EEG van emotioneel neutrale passages. Naar verwachting is er meer Theta power in anterieur gelegen gebieden voor emotionele passages. Hogere Alpha power in de linker hemisfeer bij positieve emoties, en in de rechter hemisfeer voor negatieve emoties. Omtrent de connectiviteit tussen verschillende hersengebieden zijn er geen specifieke verwachtingen. Tot slot worden de sterkste verschillen verwacht voor lezers die de als intens emotioneel gemarkeerde passages beoordeelden met een hoge mate van emotionele intensiteit.
METHODE
Proefpersonen
Er zijn 74 proefpersonen gemeten in het lab van TNO te Soesterberg. Deze zijn geworven via het proefpersonenbestand van TNO en oproepen in de media. Voor deelname aan het experiment kregen de proefpersonen een financiële vergoeding, evenals een vergoeding voor de reiskosten. De
minimumleeftijd voor deelname is 18 jaar en de proefpersonen dienen vrij te zijn van neurologische of psychiatrische aandoeningen. Het experiment is goedgekeurd door de ethische commissie. Alle
proefpersonen dienen een toestemmingsverklaring (informed consent) te ondertekenen voordat zij aan het experiment deelnemen. Daarnaast is er een geheimhoudingsovereenkomst waarin de proefpersoon verklaart de inhoud van de novelle volstrekt vertrouwelijk te behandelen en geheim te houden. Op het tijdstip van de huidige analyse is enkel de data van de 74 proefpersonen gemeten in het lab van TNO beschikbaar. Voor de uitgevoerde analyse zijn dan ook enkel de metingen uit het TNO lab gebruikt.
Procedure
De proefpersonen konden zichzelf inschrijven op twee vaste tijden, 9 uur ‘s ochtends of 1 uur ‘s middags. Wanneer zij op de afgesproken tijd verschenen kregen zij uitleg over de experimentele procedure. De proefpersonen werd verteld dat ze tweeënhalf uur de tijd krijgen om op een tablet de novelle te lezen. Proefpersonen ondertekenden de toestemmingsverklaring en de
geheimhoudingsovereenkomst. Vervolgens werden de sensoren voor de fysiologische metingen
geplaatst en de proefpersonen naar een van de twee aparte leesruimten begeleid. Voordat proefpersonen startten met lezen vulden zij nog een korte vragenlijst in op een aparte laptop. Na uitleg over het lezen op de tablet en het invullen van de schalen werden de proefpersonen tweeënhalf uur alleen gelaten om de novelle te lezen.
De fysiologische metingen werden gestart zodra de proefpersoon de instructie kregen gedurende een minuut de ogen gesloten te houden. Vervolgens kreeg de proefpersoon de instructie rustig gedurende een minuut rustig naar het scherm te kijken. Hierna volgden twee schaaltjes waarop de proefpersoon via het touchscreen invult wat de intensiteit van hun emotie op dat moment is, en hoe plezierig deze emotie is. Vervolgens gaven proefpersonen op 5-punt likert-schalen aan in hoeverre verschillende emoties van toepassing zijn op hun huidige gemoedstoestand. Daarna verscheen de eerste pagina van de novelle. Na elk van de 20 geselecteerde passages werd de novelle onderbroken door een pagina met dezelfde twee schalen die door de proefpersonen aan het begin van het experiment zijn ingevuld.
Indien de proefpersoon de novelle nog niet had uitgelezen werd na tweeënhalf uur lezen het experiment beëindigd en is door een verborgen knop dezelfde procedure als bij de start van het experiment
geactiveerd. Dit is de minuut waarin proefpersonen hun ogen moeten sluiten, een minuut rustig naar het scherm kijken, het nogmaals invullen van de twee schalen en de 5-punt likert-schaal voor elke emotie. Tenslotte vulden de proefpersonen de vragenlijst na afloop van het lezen in.
Figuur 1. Proefpersoon in de leesruimte lezend van de tablet, met op het hoofd de EEG cap. Stimulus-materiaal
De novelle is geannoteerd door zes onafhankelijke personen (tussen 32 en 42 jaar oud, 4 mannen, 2 vrouwen). Zij werden geïnstrueerd om tien passages (een of meerdere opeenvolgende zinnen) te markeren die bij het lezen overkomen als intens emotioneel, en tien passages die overkomen als totaal niet emotioneel. Voor elke passage werden zij gevraagd de intensiteit van de emotie (arousal) op een schaal van 0 (totaal niet emotioneel) tot 10 (zeer intens emotioneel) te beoordelen. Er waren drie passages die door alle annoterende personen gemarkeerd zijn als intens emotioneel (met gemiddelde arousal scores van 8.6, 8.1 en 7.7. Deze passages gingen over; de hoofdpersoon die hoorde dat de man die haar via het internet seksueel heeft misbruik zelfmoord heeft gepleegd door wraakacties van haar en haar vrienden; de hoofdpersoon die haar moeder vertelt dat ze een kutwijf is; en de ontdekking dat een vriend van de hoofdpersoon katten heeft vermoord waar zij erg aan gehecht was. Drie andere passages werden door vijf van de zes annoterende personen in overeenstemming beoordeeld als intens
emotioneel (met gemiddelde arousal scores van 8.4, 7.4, 7). Deze zes passages werden geselecteerd als emotioneel intens, en werden elk door tenminste vier pagina’s gescheiden. Nog eens vier passages werden gekozen uit 10 passages die door vier personen werden aangewezen als intens emotioneel. Hierbij werd geselecteerd op passages met hoge gemiddelde scores op emotionele intensiteit( 8, 8, 7.25, 6.5) en een afstand van minstens twee pagina’s.
Niet alle personen hadden niet-emotionele passages geselecteerd. Er was ook geen duidelijke overlap. Na de selectie van emotioneel intense passages werden niet-emotionele passages geselecteerd die grofweg tussen de emotionele passages invallen. Deze passages werden door tenminste één persoon beoordeeld als niet-emotioneel en door geen van de personen aangewezen als emotioneel intens. De novelle wordt gelezen op een tablet die gefixeerd is op een statief onder een hoek van 60 graden ten opzichte van de tafel. Proefpersonen kunnen naar de volgende pagina gaan door de tablet rechtsonder aan te raken. Dit gebeurt met de hand die vrij is van electroden. Een pagina bevat ongeveer 380 woorden en de novelle betreft 115 pagina’s.
Fysiologische maten
Het EEG is gemeten met het Biosemi ActiveTwoMk II systeem, met een sample frequentie van 512 Hz. EEG metingen zijn gedaan met 32 actieve zilver-chloride elektrodes geplaatst volgens het 10-20 systeem.
Maten voor de Subjectieve Beleving
De vragenlijst die is afgenomen voor aanvang van het lezen bestond uit: Demografische
gegevens (geslacht, leeftijd, opleiding, cardiovasculaire aandoening, aantal uur dat men gemiddeld per week leest, in hoeverre men liefhebber is van boeken van de schrijver Arnon Grunberg). Daarnaast de Nederlandse versie van de NEO-Five Factor Inventory (NEO-FFI: Hoekstra et al., 2007). Dit is de verkorte versie van de Revised NEO Personality Inventory (NEO PI-R: Costa & MacCrae, 1992) en wordt gebruikt om de Big Five persoonlijkheids traits (Neuroticisme, Extraversie, Openheid, Altruïsme en Conscientieusheid) te meten. De interne consistenties van alle domeinschalen zijn redelijk tot goed. Voor de vijf domeinschalen lopen de waarden voor Cronbach’s alpha van .64 tot en met .88. De
hertestbetrouwbaarheid is beoordeeld als redelijk tot voldoende, variërend van 0.68 tot 0.87
Op de Differential Emotions Scale 5-punts likert schalen geven proefpersonen aan in hoeverre elke emotie van toepassing is op hun huidige gevoel (lzard, Dougherty, Bloxom & Kotsch, 1974). De twee schalen waarop de proefpersoon via het touchscreen invult wat de intensiteit (arousal) van hun emotie op dat moment is, en hoe plezierig (valentie) deze emotie is. Dit zijn 10-punt Likert-schalen die voor intensiteit varieert van 0 “niet intens” tot 10 “zeer intens”. En voor plezier varieert van 0 “heel onprettig” tot 10 “zeer prettig”.
Vragenlijst na afloop het lezen; vragen naar de mening over de gelezen novelle.
1.
Wat vond u van het boek?2.
Had u duidelijke emoties bij de verschillende hoofdstukken of gingen uw emoties alle kanten op?3.
Werd u spreekwoordelijk in het boek gezogen?4.
Heeft u nog andere opmerkingen?Data-analyse
Om te onderzoeken of er een verschil is in rapportage van de participanten op subjectieve maten tussen de 10 als emotioneel neutraal geannoteerde passages en de 10 als emotioneel intens geannoteerde passages is er een Paired t-test uitgevoerd.
Om het EEG tussen hoog intens emotionele passages en neutrale passages te vergelijken is het EEG signaal geselecteerd op een interval van 20 seconden voorafgaand aan het verschijnen van de twee schalen waarop de proefpersonen de emotionele beleving rapporteren. De sample-rate is gereduceerd naar 128 hz en vervolgens is het EEG signaal opgedeeld in korte segmenten van 1 seconde. Vervolgens zijn per kanaal lineaire trends verwijderd om te centreren en is de Hanning Windowing functie
toegepast om ringing te beperken. Daarna is Fast Fourier Transformatie toegepast om de tijdsreeks in frequentie-reeks te transformeren. In FFT-space is de band-covariante berekend en binnen een trial is de band-covariantie over windows gemiddeld. Dit resulteert in covariantie matrices (1 per band) per trail. Uit de band covariantie is vervolgens de power-spectral density berekend door de variantie te normaliseren. Het EEG signaal is opgedeeld in vijf frequentiebanden, Delta (0-4 hz), Theta (4-8 hz), Alpha (8-12 hz), Beta (12-30 hz) en Gamma (30-48 hz).
Een toename in power wijst op een toename in onderliggende corticale activiteit, met als uitzondering de Alpha band waarvoor geldt dat een afname in power wijst op een toename in corticale activiteit (Shagass, 1972).
Tabel 1
EEG Frequentiebanden
EEG frequentieband Frequentie 0 Delta1-4 hz 1 Theta 4-8 hz 2 Alpha 8-12 hz 3 Beta 12-30 hz 4 Gamma 30-48 hz
Daarnaast is door een horizontale en verticale as het EEG signaal opgedeeld in vier regio’s volgens onderstaande figuur.
De elektroden die op de twee assen vallen zijn uit het EEG signaal gehaald.
Figuur 1. Opdeling EEG electroden in vier regionen.
Voor elke proefpersoon is voor de 10 neutrale en de 10 emotioneel intense passages de gemiddelde power berekend voor de vijf banden per regio. Er is onderzocht wat het effect is op de gemiddelde power voor de vijf banden en vier regio’s in relatie tot de gerapporteerde intensiteit. Ten eerste is er een Repeated Measures ANOVA uitgevoerd met als factoren: Band (vijf niveaus), regio (vier niveaus), conditie (twee niveaus, emotionele of neutrale passsage) en als covariaat leeftijd en gemiddeld gerapporteerde intensiteit over de 10 passages per proefpersoon.
Vervolgens zijn er twee aparte analyses gedaan, een voor neutrale passages en een voor emotioneel intense passages; dit is omdat, zoals in de resultaten beschreven wordt de verschillen in intensiteit binnen de condities (neutrale vs. emotionele passages) groter zijn dan de gemiddelde verschillen tussen die condities, zodat de factor conditie niet veel toe zou voegen aangezien die variantie zou delen met de lineaire factor gerapporteerde intensiteit. Daarnaast zou een vierwegs-interactie
(band*regio*conditie*intensiteit) moeilijk te verwoorden zijn. Om die reden is ervoor gekozen twee aparte analyses uit te voeren, i.e. voor de beide condities apart.
Hiervoor zijn twee Repeated Measures ANOVA uitgevoerd met als factoren: Band (vijf niveaus), regio (vier niveaus) en als covariaat leeftijd en gemiddeld gerapporteerde intensiteit over de 10 passages per proefpersoon. De Partial Directed Coherence is een maat voor Granger-causality (Baccala, L. A. & Sameshima, K., 2001) en is berekend door voor elke 20 seconden EEG signaal per passage een least-squares fit te gebruiken om een vector-autoregressief model te schatten (VAR) en vervolgens de Partial Directed Connectiviteit te berekenen. Omdat het EEG signaal over vier regionen is opgedeeld geeft dit 12 richtingen voor de Partial Directed Coherence. Net als voor de EEG power is de PDC geanalyseerd door een repeated measures met als factoren band (5) richting (12) en als covariaat leeftijd en
respectievelijk gemiddelde gerapporteerde intensiteit voor de 10 neutrale of 10 emotioneel intense passages per proefpersoon. Voor lokale connectiviteit binnen een regio is er een repeated measures gedaan met als factoren band (5) en Regio (4) en als covariaat leeftijd en gemiddelde gerapporteerde intensiteit voor de 10 neutrale of 10 emotioneel intense passages per proefpersoon.
Resultaten
Van de 74 gemeten proefpersonen zijn er na exclusie van 8 proefpersonen 66 overgebleven. Bij zes proefpersonen zijn de metingen te laat gestart of gecrasht waardoor de synchronisatie niet meer mogelijk was. Er is één proefpersoon geopereerd aan de hersenen en is om deze reden niet in de analyse betrokken. Proefpersoon 45 is uit de analyse verwijderd omdat deze niet volgens de instructies heeft gelezen. Tabel 1 geeft een overzicht van de demografische gegevens van de proefpersonen waar de analyse op is uitgevoerd. De gemiddelde leeftijd was 35.27 jaar. Van de 66 proefpersonen waren 42 vrouw en 20 man (4 waarden ontbreken).
Tabel 1
Demografische Gegevens Proefpersonen
Mean SD Minimum Maximum Man Vrouw Leeftijd 35.27 13.1 19 68
Geslacht 20 42 Gem. Aantal uren per week
besteed aan lezen van boeken 3.95 3.748
In hoeverre de geselecteerde proefpersonen bekend zijn met het werk van de schrijver Arnon Grunberg is weergegeven in tabel 2.
Tabel 2
Bent u een liefhebber van de boeken van schrijver Arnon Grunberg?
Frequentie Percentage De naam van de schrijver
zegt me niets 6 9.1 Naam is me bekend, maar nooit
wat van gelezen 22 33.3 Ja, grote liefhebber 8 12.1 Soms wel, soms niet 15 22.7 Nee, geen echte liefhebber 8 12.1 Nee, absoluut geen liefhebber 1 1.5 Totaal 60 90.9 Ontbrekend 6 9.1
Subjectieve Maten
Om het verschil tussen de gerapporteerde emoties na het lezen ten opzichte van voor het lezen van de novelle te onderzoeken is er een Paired T-Test uitgevoerd. Proefpersonen rapporteerden de als intens emotioneel geannoteerde passages (M=4.96, SE= 2.084) gemiddeld significant emotioneel intenser dan de als emotioneel neutraal geannoteerde passages (M=3.82, SE= 1.979 t(744)=-14.766, p=0.00)
d=0.758. Omdat er 20 vergelijkingen worden gedaan dient het significantieniveau te worden aangepast naar 0.0025 (0.05/20). In tabel 3 worden enkel de significante veranderingen in gerapporteerde emoties weergegeven.
Tabel 3
Paired T-Test significante verschillen gerapporteerde emoties voor het lezen vergeleken met na het lezen van de novelle.
Gemiddelde Standaarddeviatie t df significantie(2-zijdig)
Hoopvol -.394 .875 -3.658 65 .001
Interesse -.500 1.127 -3.606 65 .001
Bedroefd .333 .810 3.342 65 .001
Walging .485 .864 4.561 65 .000
Minachting .364 .777 3.801 65 .000
Figuur 2 toont de gemiddeld gerapporteerde emotionele intensiteit voor de in totaal 20 geannoteerde passages op een schaal van Schaal 0 “ niet intens” tot 10 “ zeer intens, in de volgorde waarin ze in het boek voorkomen.
Figuur 2. Gerapporteerde emotionele intensiteit. Schaal 0 “ niet intens” tot 10 “ zeer intens”.
De gerapporteerde emotionele intensiteit voor emotionele passages bedraagt gemiddeld 4.96 met een standaardafwijking van 2.08. Voor neutrale passages gemiddeld 3.82 met een standaard afwijking van 1.98. Deze gradatie en overlap in rapportage van emotionele intensiteit voor de twee type passages is in figuur 4 gevisualiseerd.
Figuur 4. Procentuele scores op de emotionele intensiteit voor type passage. Duidelijk is te zien dat de
scores verschillen tussen de condities maar dat er ook overlap bestaat. De verschillen binnen de condities zijn groter dan de gemiddelde verschillen tussen de condities.
EEG Power
Eerste stap in de analyse van de EEG power was een Repeated Measures ANOVA met als factoren band(6 niveaus), regio(4 niveaus), conditie(2 niveaus,) en als covariaat gemiddelde intensiteit en leeftijd. Mauchly's test indiceert dat er niet aan de sphericiteit is voldaan. X2 (119) = 2823.064, p < 0.05); De vrijheidsgraden zijn gecorrigeerd met de geschatte Greenhouse-Geisser sphericiteit (ε=.189). De resultaten laten een significante 4-wegs interactie zien op de gemiddelde power, tussen de
gemiddeld gerapporteerde intensiteit, band, regio en conditie F(2.841, 161.911) = 3.157, P = 0.029). Om de relatie tussen intensiteit, regio en band verder te onderzoeken hebben we deze 4-wegs ANOVA opgevolgd met twee drieweg ANOVA’s i.e. voor de neutrale passages en hoog emotioneel intense passages zijn er twee aparte Repeated Measures ANOVA’s uitgevoerd met als factoren band (5) en regio (4) en als covariaat leeftijd en respectievelijk de gemiddelde intensiteit per proefpersoon.
De resultaten laten geen significant interactie-effect zien voor band of regio met gemiddelde intensiteit voor neutrale passages.
Voor de Repeated Measures ANOVA voor de 10 emotioneel intense passages indiceert Mauchly's test dat er niet aan de sphericiteit is voldaan. X2 (14) = 556.678, p < 0.05); De vrijheidsgraden zijn gecorrigeerd met de geschatte Greenhouse-Geisser sphericiteit (ε=..265). De resultaten laten een significant interactie-effect zien tussen de banden en gerapporteerde intensiteit voor emotioneel intense passages op de power F(1.327, 75.638) = 6.400, p = 0.008.
Om te onderzoeken in welke band(en) dit interactie-effect aanwezig is, is de gemiddelde power per band voor emotioneel intense passages berekend. Vervolgens zijn de partiële correlaties tussen band en de gemiddelde intensiteit met correctie voor leeftijd voor intens emotionele passages berekend. Er zijn significante negatieve correlatie tussen gemiddelde intensiteit en Alpha(-.287, p=0.027)
gecontroleerd voor leeftijd. Er is een positieve correlatie tussen de gerapporteerde intensiteit en de EEG power in de Deltaband (1-4hz) voor de emotioneel intense passages (.348, p=0.007). Deze significante correlaties zijn weergegeven als plots met trendlijn in figuur 5.
Figuur 5. Correlaties gemiddeld gerapporteerde intensiteit en gemiddelde power per band voor
emotioneel intense passages. Toename in gerapporteerde intensiteit gaat samen met een toename in de gemiddelde power in de Deltaband (1-4hz). Toename in gerapporteerde intensiteit gaat samen met een afname in gemiddelde power in Alphaband (8-12hz) (-.287, p=0.027).
Partial Directed Coherence
Omdat het EEG signaal over vier regionen is opgedeeld geeft dit 12 richtingen voor de Partial Directed Coherence. Net als voor de EEG power is de PDC geanalyseerd door een repeated measures met als factoren band (5) richting (12) en als covariaat leeftijd en respectievelijk gemiddelde intensiteit voor de 10 neutrale of 10 emotioneel intense passages per proefpersoon. Mauchly’s test indiceert dat er niet aan de sphericiteit is voldaan voor de 10 emotioneel intense passages X2 (65) = 889.488, p < 0.05) en de 10 neutrale passages X2(65)= 989, p < 0.05), de vrijheidsgraden zijn gecorrigeerd met de geschatte Greenhouse-Geisser sphericiteit (ε=.091 voor neutrale passages en ε=.096 voor emotioneel intense passages).
De resultaten laten een significant interactie-effect zien tussen pad en gerapporteerde intensiteit voor emotioneel intense passages F(2.136, 121.740) = 4.377, p = .013 en voor neutrale passages F(2.136, 123.892) = 4.463, p = .012 gecontroleerd voor leeftijd. Er is een significante interactie tussen band, pad en gerapporteerde intensiteit voor neutrale passages F(4.233, 245.515) = 3.290, p = 0.010 gecontroleerd voor leeftijd.
Om te onderzoeken in welke paden en banden deze effecten aanwezig zijn is de correlatie tussen de gemiddelde intensiteit voor emotionele passages per band voor elk van 12 paden berekend. Omdat we correlaties over 12 paden vergelijken dient het significantieniveau te worden aangepast naar 0.004166 (0.05/12). Tabel 4 en 5 tonen de significante toetsingsresultaten van de correlatie tussen gemiddelde intensiteit en pad per band gecontroleerd voor leeftijd voor neutrale passages en emotioneel intense passages.
Tabel 4
Correlaties Emotioneel Intense Passages met Band en Richting
Gemiddelde Intensiteit Emotioneel intense passages 1-4hz 4-8hz 8-12hz 12-30hz 30-48hz Richting(regio→regio) 2→0 2→0 2→0 2→0 Correlatie -.386 -.415 -.437 -.371 Significantie (2-zijdig) 0.002 0.001 0.001 0.004 df 57 57 57 57
Tabel 5
Correlaties Neutrale Passages met Band en Richting
Gemiddelde Intensiteit Neutrale passages 1-4hz 4-8hz 8-12hz 12-30hz 30-48hz Richting(regio→regio) 1→ 3 2→ 0 2→ 0 2→ 0 2→0 Correlatie .374 -.409 -.392 -.461 -.415 Significantie (2-zijdig) 0.004 0.001 0.002 0.000 0.001 df 57 57 57 57 57 Richting(regio→regio) 2→ 0 3→ 0 3→ 0 Correlatie -.369 -.390 -.388 Signficantie (2-zijdig) 0.004 0.002 0.002 df 57 57 57 Richting(regio→regio) 3→ 0 3→ 1 Correlatie -.375 -.368 Significantie (2-zijdig) 0.003 0.004 df 57 57
In figuur 6 en 7 zijn de significante correlaties in de vorm van pijlen als Partial Directed Coherence weergegeven met bijbehorende sterkte van de correlaties en in welke band dit effect aanwezig is.
Figuur 6. Partial Directed Coherence per band voor emotioneel intense passages. De pijlen geven een
significantie relatie aan van connectiviteit tussen twee regionen met de mate van emotionele intensiteit, gecorrigeerd voor het aantal waarneming. Een toename in gerapporteerde emotionele intensiteit gaat samen met een afname in connectiviteit van regio 2 naar regio 0 in de banden Theta, Alpha, Beta en Gamma.
Figuur 7. Partial Directed Coherence per band voor neutrale passages. De pijlen geven een significantie
relatie aan van connectiviteit tussen twee regionen met de mate van emotionele intensiteit. Een toename in gerapporteerde emotionele intensiteit gaat samen met een afname in connectiviteit van regio 2 naar regio 0 in de banden Theta, Alpha, Beta en Gamma, van regio 3 naar regio 1 in de
Alphaband en van regio 3 naar regio 0 in de banden Delta, Theta en Gamma. Er is een positieve relatie tussen emotionele intensiteit en connectiviteit van regio 1 naar 3 in de Deltaband.
Lokale Connectiviteit
Voor de Repeated Measures ANOVA met als factoren band en regio, en als covariaat leeftijd en respectievelijk gemiddelde intensiteit voor de 10 emotioneel intense passages indiceert Mauchly's test dat er niet aan de sphericiteit is voldaan. X2 (77) = 1297.156, p < 0.05); De vrijheidsgraden zijn gecorrigeerd met de geschatte Greenhouse-Geisser sphericiteit (ε=.522). De resultaten laten een signficant interactieeffect zien tussen regio en gerapporteerde intensiteit voor emotioneel intense passages F(1.567, 89.340) = 7.389, p = .002 gecontroleerd voor leeftijd. Significant interactie-effect tussen band, regio en gerapporteerde intensiteit voor emotioneel intense passages F(2.228, 126.985) = 6.175, p = .002.
Omdat er vijf banden worden vergeleken dient het significantieniveau te worden aangepast naar 0.01 (0.05/5). Na correctie van het significantieniveau zijn er geen significante correlaties voor
gerapporteerde emotionele intensiteit met regio op de lokale connectiviteit.
Voor de Repeated Measures ANOVA met als factoren band en regio, en als covariaat leeftijd en respectievelijk gemiddelde intensiteit voor de 10 neutrale passages indiceert Mauchly's test dat er niet aan de sphericiteit is voldaan. X2 (77) = 857.297, p < 0.05); De vrijheidsgraden zijn gecorrigeerd met de geschatte Greenhouse-Geisser sphericiteit (ε=.577). De resultaten laten een significant
interactieeffect zien tussen regio en gerapporteerde intensiteit voor neutrale passages F(1.730, 89.631) = 9.923, p = .000 gecontroleerd voor leeftijd. Een significant interactie-effect tussen band, regio en gerapporteerde intensiteit voor neutrale passages F(2.865, 163.302) = 5.836, p = .001.
In tabel 5 zijn de significante correlaties (na correctie voor vergelijking van vijf banden p<0.01) tussen regio en gerapporteerde intensiteit op de lokale connectiviteit weergegeven.
Tabel 5
Significante Correlaties Regio en Gerapporteerde Intensiteit voor Neutrale Passages.
Gemiddelde Intensiteit Emotioneel intense passages 1-4hz 4-8hz 8-12hz 12-30h 30-48hz
Regio 2 2 2 2 Correlatie .380 .391 .360 .359 Significantie .003 .002 .005 .005 df 58 58 58 58 Regio 3 Correlatie .344 Significantie .007 df 58
Figuur 8 toont een visualisatie van de significante correlaties tussen gemiddelde intensiteit voor neutrale passages met de regio voor desbetreffende band zoals deze ook in tabel 5 zijn te zien.
Figuur 8. Lokale Partial Directed Coherence per band voor neutrale passages. Significante (p < 0.01)
correlaties regio en gerapporteerde intensiteit voor neutrale passages gecontroleerd voor leeftijd (p<0.01 gecorrigeerd voor vergelijken van 5 frequentiebanden). Een blauw vlak geeft aan dat een toename in gerapporteerde intensiteit samen gaat met een toename in lokale connectiviteit in deze regio. Onder elk van de figuren is de sterkte van de correlatie en in welke band dit interactie-effect aanwezig is aangegeven.
Discussie
In dit onderzoek is geprobeerd aan de hand van het EEG signaal emoties te classificeren tijdens het lezen van een novelle. Veranderingen in de emotionele intensiteit zijn geïnduceerd door als
emotioneel intens geannoteerde passages.
Tijdens het lezen van de novelle werden als emotioneel intens geannoteerde passages door de lezers ook gerapporteerd als emotioneel intenser in vergelijking met de als emotioneel neutraal geannoteerde passages. Voor zowel emotioneel neutrale passages als emotioneel intense passages is er een gradatie in de gerapporteerde emotionele intensiteit. Het opwekken van intense emoties tijdens het lezen lijkt daarom in zekere zin geslaagd. Na het lezen van de novelle rapporteerden proefpersonen een afname voor de emoties hoopvol en interesse, en een toename voor de emoties bedroefd, walging en
minachting ten opzicht van voor het lezen van de novelle. EEG power en connectiviteit lijkt te worden gemoduleerd door emotionele intensiteit. Een toename in emotionele intensiteit gaat samen met een toename in EEG power in de Delta band (1-4hz) en een afname in de Alpha band (8-12hz). Wanneer emotionele intensiteit stijgt is er een toename in lokale connectiviteit en een afname in long-range connectiviteit.
De afname in power in de Alpha band is eerder gevonden voor emotionele stimuli als afbeeldingen, gezichten, films en muziek voor parietale en occipitale gebieden (Balconi et al., 2009; Cui et al., 2013;
De Cesarei & Codispoti, 2011; Robinson & Lam, 2013, Schmidt & Trainor, 2001, Simons et al. (2003). Hoewel het hier een afname over de gehele cortex, ongeacht de regio betreft is de geobserveerde afname in power in de Alpha band bij stijging van de emotionele intensiteit in overeenkomst met eerdere studies. Daarnaast is uit studies bekend dat een afname in Alpha activiteit in de rechter pariëtale gebieden is geassocieerd met negatieve emoties (Sarlo, Buodo, Poli & Palomba, 2005). (Crawford, Clarke & kitner-Triolo, 1996). Gegeven dat er enkel een toename in discrete negatieve emoties is na afloop van het lezen en de Alpha activiteit toeneemt met de gerapporteerde intensiteit van de emotie spelen de rechter pariëtale gebieden mogelijk een rol bij de negatieve emoties in leeservaring. Er is echter een toename in lokale connectiviteit in de Alpha band in de posterieur gelegen gebieden in de rechter hemisfeer bij toename in de emotionele intensiteit. Doordat in deze studie de valentie van de stimuli niet is onderzocht en er een onderscheid is van vier regio’s in plaats van specifieke electroden is het moeilijk om de resultaten met deze studies te vergelijken. Ook is de afname in power in de Alpha band geassocieerd met verhoogde aandacht buiten het domein van emotionele verwerking (Hanslmayr, Gross, Klimesch & Shaprio (2011); Jensen, Bonnefond & VanRullen, 2012). Het is daarom
aannemelijk om te veronderstellen dat de gevonden afname in power in de Alpha band bij het lezen van emotioneel intense passages niet uniek zijn voor het verwerken van deze emotionele stimuli maar algemene cognitieve functies reflecteren betrokken bij verwerken van emotionele stimuli, zoals verhoogde aandacht.
Dus wellicht is de Alpha activiteit beter te verklaren in verschillen in aandacht voor emotionele en neutrale woorden, en moet deze activiteit niet specifiek voor emoties worden beschouwd.
Voor zowel als emotioneel intens geannoteerde als neutraal geannoteerde passages is er bij toename in gerapporteerde intensiteit een afname van connectiviteit van posterieur gelegen
hersengebieden in de rechterhemisfeer naar frontale gebieden van de linker hemisfeer. Deze afname in connectiviteit is te vinden in de Theta, Alpha, Beta en Gamma band voor emotioneel intense passages, en in alle banden emotioneel neutrale passages.
Daarnaast is voor emotioneel neutrale passages bij toename in intensiteit een afname in connectiviteit tussen posterieur gelegen hersengebieden in de linker hemisfeer richting frontale hersengebieden in de linker hemisfeer in de Delta, Theta en Gammaband. Tevens is er een afname in connectiviteit tussen posterieur gelegen hersengebieden in de linker hemisfeer richting frontale hersengebieden in de rechterhemisfeer in de Delta band. Naast deze afnames in connectiviteit is er één toename in connectiviteit gevonden bij stijgende intensiteit. Dit is in de deltaband van frontale gebieden in de rechterhemisfeer naar posterieur gelegen gebieden in de linker hemisfeer.
Als geheel is het opvallend dat de gevonden relaties met name negatief zijn. Met stijgende emotionele intensiteit lijken de hersengebieden te ontkoppelen.
Er zijn ook veranderingen in de lokale connectiviteit gemoduleerd door stijging in de emotionele intensiteit. Lokale connectiviteit binnen posterieur gelegen hersengebieden in de rechterhemisfeer neemt toe in de Delta, Theta, Alpha en Beta band bij een toename in emotionele intensiteit. In posterieur gelegen gebieden in de linker hemisfeer gaat een toename in emotionele intensiteit samen met toename in lokale connectiviteit in deze regio in de Delta band.
Lokale connectiviteit neemt dus in het algemeen toe voor posterieur gelegen hersengebieden bij een stijgende intensiteit. De Theta frequentieband wordt geassocieerd met werkgeheugen en het lexicaal semantisch geheugen (Bastiaansen, Linden, Keurs, Dijkstra & Hagoort, 2005.)( Bastiaansen,
Oostenveld, Jensen & Hagoort, 2008). De gevonden toename in lokale connectiviteit in de Theta band in posterieure gebieden in de rechter hemisfeer voor neutrale passages kan hier mogelijk door worden verklaard. Het kan zijn dat bijvoorbeeld complexe zinsstructuur of woorden verantwoordelijk zijn voor dit effect. Het is opvallend dat een toename in emotionele intensiteit samengaat met een verhoogde lokale connectiviteit, en een verminderde long-range connectiviteit. Het lijkt erop dat er een
Het is interessant om te kijken naar studies die positieve en negatieve correlaties tussen EEG power en BOLD fMRI connectiviteit in een netwerk van corticale gebieden(Laufs, Kleinschmidt, Beverle, Eger, Salek-Haddidi & Preibisch (2003); Moosmann, Ritter, Krastel, Brink & Brink (2003); Goncalves, Munck, Pouwels, Schoonhoven, Kuijer & Maurits (2006), overlappend met het default mode network (Laufs, Krakow, Sterzer, Erger & Salek-Haddidi, A (2003) identificeerden. Een toename in Alpha (8-12hz) is gerelateerd aan afname in functionele connectiviteit (Tagliazucchi,von Wegner, Morzelewski, Brodbeck & Laufs, 2012). De negatieve correlaties met Alpha connectiviteit wijzen op een tijdelijke functionele verzwakking van connectiviteit geassocieerd met de rust staat van het brein (Pfurtscheller, Stancak & Neuper, 1996). De resultaten uit deze studie zijn lastig te vergelijken met deze bevindingen omdat er geen fMRI maar Partial Directed Coherence als maat van connectiviteit is gebruikt. Het is desalniettemin opvallend dat over de gehele cortex de Alpha power afneemt terwijl de connectiviteit in onder andere de Alphaband globaal afneemt en lokaal toeneemt.
Uit studies blijkt bij ervaren van emoties met een hoge emotionele lading zijnde walging en angst/nervositeit de verhoogde activiteit in de rechter parieto-temporale cortex in de alpha en beta frequenties autonome componenten in de emotionele activatie te weerspiegelen (Christie & Friedman, 2004; Hagemann & Waldstein, 2003; Heller & Nitschke, 1998). De bij een stijging in emotionele intensiteit gevonden toename in lokale connectiviteit in de Alpha en Beta band in de rechter posterieur gelegen gebieden zou mogelijk verband kunnen houden met het ervaren van de emotie walging. Dit omdat walging van alle gerapporteerde veranderingen in emoties na het lezen het meest is toegenomen. Tevens is volgens Heller (1990) het parietotemporele gebied betrokken bij regulatie van emotionele arousal. Hoe geïnduceerde emoties zich in het brein manifesteren kan worden beschreven aan de hand van twee theorieën (Peretz, Aube & Armony, 2013). De stelling dat de rechter hemisfeer die met
gespecialiseerde “emotionele modules” verantwoordelijk is voor de verwerking van alle emoties. Of de valentie hypothese die stelt dat de rechter hemisfeer meer is betrokken bij negatieve emoties, en de linker hemisfeer bij positieve emoties. Aangezien walging, bedroefd en minachting de enige emoties zijn die zijn toegenomen, en een stijging in gerapporteerde emotionele intensiteit samengaat met een toename in lokale connectiviteit in de posterieure delen van de rechterhemisfeer zouden deze resultaten binnen beide theorieën kunnen worden geïnterpreteerd.
In deze studie twee aparte analyses uitgevoerd, een voor emotioneel intense passages en een voor neutrale passages. De reden hiervoor is dat een analyse met een 4-weg interactie (band x regio x type passage x emotionele intensiteit) lastig is te interpreteren. Daarnaast bleek er veel spreiding in rapportage van intensiteit voor zowel emotioneel intens als emotioneel neutrale passages.
Terugblikkend is het interessant om een analyse te doen over de gepoolde data van de twee soorten passages. Aangezien er ook grote spreiding in rapportage van emotionele intensiteit is binnen neutrale passages geeft dit al dat het ervaren van emoties een individuele aangelegenheid is en een opdeling van neutraal versus emotioneel intense op voorhand niet ideaal is. Daarom zou ook op basis van de
subjectieve rapportage van emotionele intensiteit een onderscheid te maken tussen neutrale en emotioneel intense passages.
De analyse in deze studie is gedaan over de als emotioneel intens geannoteerde passages en emotioneel neutrale passages. Wat betreft emotionele intensiteit was er voldoende mate van overeenstemming voor annotatie van emotioneel intense passages. Proefpersonen blijken deze emotioneel intense passages ook als emotioneel intenser te beoordelen dan neutrale passages. Naast de emotionele intensiteit is het niet mogelijk om specifieke emoties te classificeren. Er was tevens weinig overeenstemming in annotatie van valentie van de passages. Dit kan verondersteld worden te maken te hebben met de aard van het stimulusmateriaal. Men kan zich voorstellen dat een beschrijving van samengestelde gebeurtenissen in het verloop van een passage niet altijd simpelweg als plezierig dan wel onplezierig kan worden
beoordeeld. Daarnaast berusten emoties op individuele karakteristieken die een rol spelen in de
emotioneel neutrale en emotioneel intense passages meer overeenkomst is. Daarmee is het lastig om te zeggen of hoog emotioneel intense passages als plezierig of onplezierig werden ervaren. Tenslotte worden emoties gekarakteriseerd door individuele verschillen en kunnen er verschillen zijn in het type stimuli vereist om bepaalde emoties te induceren bij een individu. Het is daarom goed mogelijk dat gekozen stimuli andere emoties induceren bij bepaalde proefpersonen dan de emotie die voor hen bedoeld is. De emoties die gerapporteerd zijn het meest te zijn toegenomen na het lezen van de novelle liggen mogelijk ten grondslag aan de gevonden resultaten. Deze emoties waren bedroefd, walging en minachting. Het is mogelijk dat de gevonden resultaten voornamelijk worden verklaard door
ervaringen van intensiteit van deze negatieve emoties. Door lage spatiële resolutie van het EEG kan er niet veel gezegd worden over de neurale correlaten onderliggend aan de gevonden resultaten. Studies met FMRI of EEG met een veelvoud aan electroden zou bronlokalisatie van gevonden resultaten mogelijk maken. Daarnaast is het van belang om stimulus materiaal te selecteren waarmee de inductie van zowel valentie als intensiteit mogelijk is.
Voor zover bekend is dit de eerste studie naar de emotionele verandering gedurende de
leeservaring van een novelle onderzocht aan de hand het EEG. Uit de huidige studie blijken er subtiele effecten in de hersenactiviteit waarneembaar te zijn tijdens de leeservaring van een novelle. Deze effecten duiden op een ontkoppeling van hersengebieden en een toename van lokale connectiviteit bij het lezen van emotioneel intense passages. De gevonden afname in power in de Alpha Band bij de toename in emotionele intensiteit biedt ondersteuning aan eerdere bevindingen van verlaagde Alpha activiteit voor emotionele stimuli. Hoewel uit eerdere studies blijkt dat een afname in connectiviteit samengaat met een toename in Alpha activiteit vinden we hier een afname in long-range connectiviteit die samengaat met een afname in Alpha activiteit. Opvallend is dat we daarnaast vonden dat een toename in Alpha activiteit samengaat met een toename in lokale connectiviteit.
Door het gelimiteerde aantal EEG studies naar discrete emoties is er nog weinig data kennis over activatiepatronen in het brein als gevolg van het induceren van specifieke emoties. Er is nog geen volledig begrip hoe corticale activiteit tijdens de leeservaring in het brein in georganiseerd. Studies die zich hier op richten kunnen de mechanismen in het brein behorende bij het ervaren van specifieke emoties blootleggen.
Literatuurlijst
Bastiaansen, M. C. M., Linden, M. V. D., Keurs, M. T., Dijkstra, T., & Hagoort, P. (2005). Theta responses are involved in lexical—Semantic retrieval during language processing.
Journal of Cognitive Neuroscience, 17(3), 530–541.
Bastiaansen, M. C. M., Oostenveld, R., Jensen, O., & Hagoort, P. (2008). I see what you mean: Theta power increases are involved in the retrieval of lexical semantic information. Brain and
Language, 106(1), 15–28.
Balconi, M., & Lucchiari, C. (2006). EEG correlates (event-related desynchronization) of emotional face elaboration: A temporal analysis. Neuroscience Letters, 392, 1-2,118–123.
Balconi, M., & Pozzoli, U. (2009). Arousal effect on emotional face comprehension: Frequency band changes in different time intervals. Physiology & Behavior, 97(3–4), 455–462.
Bhattacharya, J., Petsche, H., Pereda, E. (2001). Long-range synchrony in the gamma band: role in music perception. Journal of Neuroscience, 21 (2001) 6329–6337.
Bekkedal, M. Y., Rossi III, J., & Panksepp, J. (2011). Human brain EEG indices of emotions: delineating responses to affective vocalizations by measuring frontal theta event-related synchronization. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 35, 9, 1959–1970.
Binder, J. R., Desai, R. H., Graves, W. W. & Conant, L. L. (2009). Where is the semantic system? A critical review and meta-analysis of 120 functional neuroimaging studies. Cerebral Cortex, 19, 2767–2796.
Binder, J. R., Desai, R. H., Graves, W. W. & Conant, L. L. (2009). Where is the semantic system? A critical review and meta-analysis of 120 functional neuroimaging studies. Cerebral Cortex, 19, 2767–2796.
Chanel, G., Kronegg, J., Grandjean, D., Pun, T. (2005). Emotion assessment: Arousal evaluation using EEG's and peripheral physiological signals. Computing Science Center. University of Geneva, 2005.
Costa, T., Rognoni, E., Galati, D. (2006). EEG phase synchronization during emotional response to positive and negative film stimuli, Neuroscience Letters, 406, 159–164.
Costa, P. T., & . MacCrae, R. R. (1992). Revised NEO Personality Inventory (NEO PI-R) and NEO Five-Factor Inventory (NEO FFI): Professional manual, Odessa,FL,USA: Psychological Assessment Resources, 1992.
Cui, Y., Versace, F., Engelmann, J. M., Minnix, J. A., Robinson, J. D., Lam, C. Y. (2013). Alpha oscillations in response to affective and cigarette-related stimuli in smokers. Nicotine &
Tobacco Research, 15(5), 917–924.
Davidson, R .J. (1993). The neuropsychology of emotion and affective style. In M. Lewis, J. Haviland(Eds.), Handbook of Emotion, New York: GuilfordPress.
Davidson, P. R., Jones, R. D., Peiris, M. T. (2007). EEG-based lapse detection with high temporal resolution. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 54, 5, 832–839.
De Cesarei, A., & Codispoti, M. (2011). Affective modulation of the LPP and a-ERD during picture viewing. Psychophysiology, 48(10), 1397–1404.
Ekman, P. (1992) An argument for basic emotions. Cognition and Emotion , 6, 169–200.
Fox, N. A.(1991). If it's not left, it's right: electroencephalograph asymmetry and the development of emotion. American Psychologist, 46, 863–872.
Fox, N. A.(1994). The Development of Emotion Regulation: Behavioral and Biological Considerations. In N. A. Fox (Ed.), Monographs of the Society for Research in Child Development. Chicago: University of ChicagoPress.
Gerrig, R. J. (1993). Experiencing narrative worlds: On the Psychosocial Activities on Reading. NewHaven, CT: YaleUniversity Press.
Glenberg, A. M., Havas, D., Becker, R., & Rinck, M. (2005). Grounding language in bodily states: The case for emotion. In R. A. Zwaan & D. Pecher (Eds.), The grounding of cognition: The role of
perception and action in memory, language, and thinking. Cambridge: Cambridge University
Press.
Goncalves, S. I., de Munck, J. C., Pouwels, P. J.W., Schoonhoven, R., Kuijer, J.P.A., Maurits, N.M. (2006). Correlating the alpha rhythm to BOLD using simultaneous EEG/fMRI: Inter-subject variability. Neuroimage, 30, 203–213.
Hanslmayr, S., Gross, J., Klimesch, W. & Shapiro, K. L. (2011). The role of alpha oscillations in temporal attention. Brain Research Reviews, 67(1–2), 331–343.
Heller, W. (1990). The neuropsychology of emotion: developmental patterns and implications for psychopathology. In N. Stein, B. L. L. Leventhal, T. Trabasso (Eds.), Psychological and
Biological Approaches to Emotion, Hillsdale: Erlbaum.
Heller, W. (1993). Neuropsychological mechanisms of individual differences in emotion, personality, and arousal. Neuropsychology, 7, 476–489.
Hoekstra, H. A., de Fruyt, F., & Ormel J. (2007). NEO-PI-R en NEO-FFI
persoonlijkheidsvragenlijsten: Handleiding [NEO-PI-R and NEO-FFI personality inventories: manual]. Amsterdam: Hogrefe Uitgevers B.V., 2007.
Holt, D. J., Lynn, S. K., Kuperberg, G. R. (2009). Neurophysiological correlates of comprehending emotional meaning in context. Journal of Cognitive Neuroscience, 21, 11, 2245-2262.
Hsu, C., Conrad, M., Jacobs, A. M. (2014). Fiction feelings in Harry Potter: Haemodynamic response in the mid-cingulate cortex correlates with immersive reading experience. Cognitive
neuroscience and neuropsychology, 25 1357-1361.
Jensen, O., Bonnefond, M. & VanRullen, R. (2012). An oscillatory mechanism for prioritizing salient unattended stimuli. Trends in Cognitive Sciences, 16(4), 200–206.
Kringelbach, M. L. (2005). The human orbitofrontal cortex: Linking reward to hedonic experience.
Nature Reviews Neuroscience, 6, 691–702.
Laufs, H., Kleinschmidt, A., Beyerle, A., Eger, E.,Salek-Haddadi, A., Preibisch, C. (2003).EEG- correlated fMRI of human alpha activity. Neuroimage, 19, 1463–1476.
Laufs,H.,Krakow,K.,Sterzer,P., Eger,E.,Beyerle,A.,Salek- Haddadi,A. (2003). Electro encephalo graphic signatures of attentional and cognitive default modes in spontaneous brain activity fluctuations at rest. Proc.Natl.Acad. Sci.U.S.A, 100, 11053–11058.
Mar, R. A. (2001). The neural basis of social cognition and story comprehension. Annual Review of
Psychology, 62, 103- 134.
Mar, R. A., Oatley, K. (2008). The function of fiction is the abstraction and simulation of social experience. Perspectives on Psychological Science, 3, 173-192.
Maus, I. B., & Robinson, M. D. (2009). Measures of emotion: A review. Cognition and Emotion, 23, 2, 209–237.
Min, Y., Chung, S., & Min, B. (2005). Physiological evaluation of emotional change induced by imagination, Applied Psychophysiology and Biofeedback, 30, 2, 137-150.
Moosmann, M., Ritter, P., Krastel, I., Brink, A., Thees, S., Blankenburg, F. (2003).Correlates of alpha rhythm in functional magnetic resonance imaging and near infrared spectroscopy. Neuroimage,
20, 145–158.
Oatley, K. (1999). Why fiction may be twice as true as fact: fiction as cognitive and emotional simulation. Review of General Psychology, 3, 101-117.
Peyk, P., Schupp, T., Elbert, & Junghofer, M. (2008). Emotion processing in the visual brain: a MEG analysis. Brain Topography, 20, 4, 205–215.
Peretz, I., Aube, W., Armony, J. L. (2013). Toward a neurobiology of musical emotions. Oxford University Press, 2013, 277–299.
band- an electrophysiological correlate of cortical idling: A review. International Journal of
Psychophysiology, 24, 39–46.
Posner, J., Russel, J. A., Peterson, B. S. (2005). The circumplex model of affect: An integrative approach to affective neuroscience, cognitive development, and psychopathology.
Developmental Psychopathology¸17, 3, 715- 734.
Robinson, M. D. & Clore, G. L. (2002) Belief and feeling: Evidence for an accessibility model of emotional self-report. Psychological Bulletin, 128, 6, 934–960.
Schmidt, L. A., Trainor, L. J. (2001). Frontal brain electrical activity (EEG) distinguishes valence and intensity of musical emotions. Cognition and Emotion, 15(4), 487–500.
Simons, R. F., Detenber, B. H., Cuthbert, B. N., Schwartz, D. D., & Reiss, J. E. (2003). Attention to television: Alpha power and its relationship to image motion and emotional content. Media Psychology, 5(3).
Tagliazucchi, E., von Wegner, F., Morzelewski, A., Brodbeck, V. & Laufs, H. (2012). Dynamic BOLD functional connectivity in humans and its electrophysiological correlates. Frontiers in human neuroscience, 6, 339.
Tomarken, A. J., Davidson, R. J., & Henriques, J. B. (1990). Resting frontal brain asymmetry predicts affective responses to films. Journal of Personality and Social Psychology, 59, 791-801.
Vytal, K., & Hamann, S. (2010). Neuroimaging support for discrete neural correlates of basic emotions: A voxel-based metaanalysis. Journal of Cognitive Neuroscience, 22, 12, 2864–2885.
Walter, H. (2012). Social cognitive neuroscience of empathy: concepts, circuits, and genes. Emotion Review, 4, 9–17.
Zald, D. H. (2003). The human amygdala and the emotional evaluation of sensory stimuli. Brain Research Reviews, 41, 88–123.
Zink, C. F., Pagnoni, G., Martin, M. E., Dhamala, M., & Berns, G. S. (2003). Human striatal response to salient nonrewarding stimuli. Journal of Neuroscience, 23, 8092–8097.
