EEG, NIRS e linguagem corporal: as emoções podem ser representadas topograficamente?

01/12/2023 at 04:12:58

A emoção é uma reação a um estímulo ambiental e cognitivo que define o temperamento, personalidade, desejos e motivações, produzindo tanto experiências subjetivas, quanto alterações neurofisiológicas significativas. As expressões faciais e corporais estão relacionadas com as alterações subjetivas. Dentre essas alterações fisiológicas, acompanhadas das mudanças funcionais ocasionadas em todos os sistemas do corpo, cada tipo de emoção pode gerar distintas modificações metabólicas em diferentes partes topográficas do corpo. Aqui, vamos discutir mais sobre essas alterações subjetivas e topográficas e como podemos correlaciona-las com mudanças da atividade cerebral.

A linguagem corporal decorrente das expressões faciais e corporais específicas que geram uma ação podem influenciar na construção do seu comportamento e em possíveis interpretações relacionadas ao seu estado emocional naquele momento, auxiliando na comunicação entre indivíduos. Além das expressões faciais e corporais estarem intimamente relacionadas com uma mesma emoção através da própria ação, os padrões da atividade elétrica cerebral (EEG) também são semelhantes entre a execução de movimentos faciais e corporais associados a demonstração de uma emoção específica a partir de análises de event-related potential (ERP). Além disso, a observação corporal de outros indivíduos também podem influenciar e despertar emoções similares mesmo que imperceptíveis ou não faladas no espectador. Por exemplo, a observação do indivíduo em posição de medo desencadeou no observador a ativação de áreas cerebrais emocionais relacionadas ao medo a partir da análise de fMRI (indicados em pixels em amarelo/laranja na imagem abaixo), produzindo um estado de alerta e perigo no mesmo. A linguagem corporal associada à leitura de outros parâmetros relacionados a mudanças fisiológicas, apesar de às vezes não poderem refletir totalmente os estados emocionais reais, podem ser uma ótima ferramenta para leitura de emoções. Mas antes de discutirmos isso, é importante entendermos as bases fisiológicas das emoções.

O sistema límbico é o conjunto de estruturas encefálicas específicas que controlam e modulam as emoções e o comportamento social. São várias as estruturas que fazem parte desse sistema, sendo as principais: hipotálamo, amígdala, septo, hipófise, córtex pré-frontal, hipocampo, fórnix, corpo mamilar tálamo, corpo caloso, além de outras estruturas subcorticais (imagem ao lado). Todos esses componentes são organizados em rede complexa, onde todos os elementos exercem papéis regulatórios semelhantes entre si de forma complexa e não-hierárquica, podendo possuir funções específicas para emoções distintas. Por exemplo, sabemos que a amígdala tem funções relacionadas ao medo e a agressividade, o hipotálamo com ansiedade e pânico, o córtex pré-frontal com tomada de decisão e afetividade, entre outros. Logo, a partir da aferência de estímulos ambientais externos, o sistema nervoso ativa áreas de processamento do sistema límbico envolvido, e por meio dos sistemas simpático e parassimpático, atua regulando outros sistemas fisiológicos (como o sistema cardiovascular, esquelético-muscular, neuroendócrino e nervoso autônomo) desencadeando respostas relacionadas a uma emoção. Dessa forma, alterações metabólicas podem ser observadas por todo corpo, sendo focalizada ou não.

Sabendo disso, trabalhos utilizando um método de autorrelato topográfico exclusivo em indivíduos de diversas culturas, criaram mapas de sensações corporais associadas a diferentes emoções. Essas sensações foram analisadas através do relato subjetivo de como os indivíduos percebiam o estado de todas as partes do corpo em contexto de emoção, sendo essas percepções informadas através de pintura de pixels em um software. A intensidade das cores indicavam a intensidade de sensações fisiológicas para 14 tipos de emoções, podendo ser considerado ativação da musculatura facial ou do resto do corpo, temperatura da pele, lacrimejamento e etc. (imagem ao lado). Outros trabalhos utilizando o mesmo método topográfico de sensações corporais e correlacionando com dados de neuroimagem (fMRI) de um banco de dados, identificaram similaridade neural de até 100 sentimentos centrais agrupados em emoções positivas, emoções negativas, processos cognitivos, estados somáticos e doenças e estados homeostáticos (imagem abaixo). Visto isso, a técnica de autorrelato topográfico pode ser bastante importante na identificação de distúrbios emocionais visto a sua fácil aplicabilidade e baixo custo. Porém, ainda é considerado um método subjetivo, e com poucas evidências científicas relacionadas a mudanças na atividade cerebrais e metabólicas corporais por exemplo, sendo necessário mais estudos na área, principalmente correlacionando esse tipo de técnicas com outra formas de identificação subjetiva como a própria linguagem corporal para criação de um protocolo mais eficaz. Na tentativa de alcançar esse objetivo, vamos sugerir aqui um desenho experimental.

Desenho experimental

Para análise da atividade cerebral elétrica e hemodinâmica durante a realização autorrelato topográfico das emoções, duas ferramentas podem ser imprescindíveis, o EEG e o fNIRS, consecutivamente. Cada emoção possui uma assinatura eletroencefalográfica específica, variando o tempo, frequência e domínios de tempo-frequência mistos dependendo da emoção evocada no momento. Além disso, como já discutimos algumas áreas corticais específicas estão relacionadas com determinadas emoções. Alterações de EEG no córtex frontal esquerdo, por exemplo, pode ser considerado um biomarcador da expressão da raiva. Nesse contexto, o uso do fNIRS associado com EEG também pode auxiliar na análise espacial da resposta hemodinâmica cortical durante as demonstrações de cada emoção. Sabendo disso, para o desenho experimental proposto, todos os indivíduos realizaram 3 tipos de avaliação na seguinte ordem: avaliação inicial, durante o estímulo, e avaliação final. A avaliação inicial seria a avaliação da linguagem corporal, de autorrelato topográfico e de EEG/fNIRS no intuito de se obter todos os parâmetros fisiológicos subjetivos e não subjetivos relacionados à emoção do indivíduo em seu estado basal. Já na avaliação durante o estímulo, será apresentado estímulos ao indivíduo relacionado a cada emoção, podendo ser imagens e vídeos que retratam uma das emoções, podendo ser uma imagem ou vídeo que desperte emoções similares mesmo que imperceptíveis ao espectador, onde será avaliado os mesmos parâmetros da avaliação inicial durante a realização dessa tarefa. Na avaliação final, assim como na inicial, também será avaliado o estado basal de todos os parâmetros, porém após os estímulos visuais (Imagem abaixo). Lembrando que no método de autorrelato topográfico, pode ser considerado sensações corporais: ativação da musculatura facial ou corporal, temperatura da pele, lacrimejamento entre outros. é indicados que os indivíduos participantes do estudo seja de diversas culturas, visando avaliar alguma influência cultural sobre as emoções. Com a análise dos dados encontrados, poderemos ter um novo método que avalie de forma subjetiva e fisiológica todos os estados emocionais, e assim identificar alterações do mesmo de uma forma mais fácil e objetiva.

Sabendo da também da importância da linguagem corporal para identificação de dimensões emocionais, criamos uma arte que demonstra o comportamento topográfico da intensidade de sensações fisiológicas associadas com expressões faciais e corporais específicas de cada uma das 14 emoções analisadas no estudo aqui citado. As imagens (imagem abaixo) respeitam o espectro de cores para cada emoção através de um personagem animado humanóide bastante carismático, visando uma maior facilidade na identificação de qual emoção está sendo abordada de forma mais divertida.

Quer saber mais sobre emoções? Preparamos uma programação especial na BrainTV Channel dia 24 de Maio de 2021, nos horários:

00:00 - Tipos de EEG;

03:15 - EEG Aplicações;

06:00 - EEG e emoção;

09:30 - Emoção e neurociência;

13:00 - Emoção e sociedade;

16:00 - Anatomia Emocional;

18:55 - NIRS e sono;

22:00 - NIRS e neurociência.

Também preparamos uma playlist especial sobre o assunto para você:

Referências

Nummenmaa, Lauri, et al. "Maps of subjective feelings." Proceedings of the National Academy of Sciences 115.37 (2018): 9198-9203.

Luo, Yuling, et al. "EEG-based emotion classification using spiking neural networks." IEEE Access 8 (2020): 46007-46016.

Nummenmaa, Lauri, et al. "Bodily maps of emotions." Proceedings of the National Academy of Sciences 111.2 (2014): 646-651.

Mauri, M., Crippa, A., Bacchetta, A., Grazioli, S., Rosi, E., Gazzola, E., ... & Nobile, M. (2020). The utility of NIRS technology for exploring emotional processing in children. Journal of Affective Disorders.

BURKITT, Ian. Emotions, social activity and neuroscience: The cultural-historical formation of emotion. New Ideas in Psychology, v. 54, p. 1-7, 2019.

MICHAEL, Ian et al. A study of unconscious emotional and cognitive responses to tourism images using a neuroscience method. Journal of Islamic Marketing, 2019.

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Body sway reflects joint emotional expression in music ensemble performance; Andrew Chang et al; Scientific Reports; 2019.

Emotional expression accounts for the effects of head posture on perceived personality; Perrett, David; Cognitive Neuroscience Society (CNS);2019.

Towards the neurobiology of emotional body language; Beatrice de Gelder; Review;Nature; 2006.