Martijn van den Heuvel CAI - 3020355 Distinct spatial frequency sensitivities for processing faces and emotional expressions Vuilleumier, Armony, Driver & Dolan Nature Neuroscience 2003 Martijn van den Heuvel CAI - 3020355

Overzicht Doelen Achtergrond Methode Resultaten Conclusies en discussie

Doelen Aantonen verschil in gevoeligheid ventrale visuele cortex en amygdala voor spatiële frequenties. Aantonen verschillende corticale paden van verwerking voor LSF en HSF.

Achtergrond Spatiële frequenties: Broad spatial frequency (BSF) – intact Low spatial frequency (LSF) – 2-8 cycles/face. High spatial frequency (HSF) – 8-16 cycles/face. Belangrijk onthouden: BSF bevat zowel HSF als LSF

Achtergrond Superior colliculus Magnocellulaire cellen Pulvinaire nucleus Dorsale stream/pad Amygdala Superior colliculus: belangrijk voor oogbewegingen Magnocellulaire cellen: LGN, sneller dan parvocellulair, belangrijk voor beweging, geven meer door aan ventraal dan dorsaal Pulvinaire nucleus: onderdeel van thalamus, gevoelig voor kleur, beweging en orientatie, belangrijk voor aandacht.

Achtergrond Superior colliculus Magnocellulaire cellen Pulvinaire nucleus Dorsale stream/pad Amygdala Dorsale pad: loopt van primaire visuele cortex naar parietale kwab, “waar-pad”, toch sterk verbonden met ventrale pad.

Achtergrond Superior colliculus Magnocellulaire cellen Pulvinaire nucleus Dorsale stream/pad Amygdala Amygdala: in mediale temporale kwabben, onderdeel van het limbisch systeem en dus sterk betrokken bij emoties.

Achtergrond Parvocellulaire cellen Ventrale corticale stream/pad Fusiform face area (FFA) Parvo: in LGN, evolutionair jonger dan magno, gevoelig voor oa. Kleur en details. Grotere spatiele resolutie, kleinere temporele resolutie dan magno Ventrale corticale pad: “wat pad”, loopt van V1 naar temporale kwab. FFA: gezichtsherkenning en andere categoriale herkenning. Ligt niet exact op dezelfde plek bij elk mens.

Methode Controle-experiment 12 proefpersonen 6 mannelijk, 6 vrouwelijk 18-40 jaar, gemiddeld 29 Gezond, normaal/gecorrigeerde visie Bewust beoordelen van gezichten op uitdrukking Alle gezichten (BSF, LSF, HSF, neutraal, angstig) Controleexperiment achteraf. NIET dezelfde PP als gescande PP. Alle mogelijke stimuli laten zien, beoordelen van 0 (neutraal) tot 5 (extreem angstig)

Methode Discriminatietaak (geslacht) 13 proefpersonen: 18-37, (gemiddeld 27) 7 mannelijk, 6 vrouwelijk Rechtshandig Normaal of gecorrigeerde visie

Methode Stimuli: zwart-wit foto’s 5 x 6.3° VA 200 ms duratie 6.1s inter-stimulus interval Willekeurige volgorde Repetitie, BSF→BSF, HSF→LSF, LSF→HSF (gemiddelde interval van repetitie 28 – 29 stimuli) 200ms, KORT, zodat het bewustzijn niet de kans krijgt om waar te nemen.

Methode MRI scanner 482 scans x 3.17sec per persoon BOLD Data-analyse met SPM99 Normaalverdeling uit t-statistiek Eye-tracking (200ms voor onset tot 200ms na onset) SPM algemeen lineair model voor event gerelateerde designs T-statistiek: wordt gebruikt om een normaalverdeling te verkrijgen uit een kleine sample space. Eyetracking: ivm superior colliculus

Resultaten Fusiform cortex gelijkwaardig actief voor BSF en HSF Minder actief bij LSF Rechts: Left fusiform cluster; reageert vrijwel gelijk voor BSF en HSF, logisch, bevat gedetailleerde informatie. LSF minder activatie, angstig hoger dan neutraal. Gebaseerd op individuele data (LINKS) Links: Individuele data. Belangrijkste om te zien is verschil tussen LSF en HSF Fusiform reageert meer op HSF, amygdala meer op LSF

Resultaten Amygdala en colliculaire thalamusclusters actiever bij angst in BSF en LSF Niet alleen amygdala, ook colliculaire thalamusclusters actief bij angst Daarmee ook pulvinaire kernen en superior colliculus. Duidelijk te zien hoe angstig in beide delen meer activeert dan neutraal. Superior colliculus activatie kan niet verklaard worden met de oogbewegingen, dus moet het door corticale activatie komen. 200ms is te kort om het beeld te veranderen mbv saccades.

Resultaten Repetition priming Wel afname - eerst HSF dan LSF Geen afname - eerst LSF dan HSF Amygdala geen herhalingseffect Herhaling van hetzelfde gezicht. Minder activatie door repetition priming, Voorbeeld: BSF!

Conclusies en discussie Dissociatie neurale respons amygdala en extrastriate visuele cortex (waaronder FFA) voor spatiële frequenties FFA reageert voornamelijk op HSF(consistent met parvocellulaire inputs) HSF zorgt voor blijvende sporen in FFA, LSF niet! Amygdala reageert voornamelijk op LSF Amygdala ‘blind’ voor angst in HSF Consistent met parvo omdat parvo juist HSF verwerkt, laat zien dat het pad naar FFA via ventrale parvo pad loopt. Blijvende sporen, repetition priming. Gezichtsherkenning ook dus via HSF. Belangrijk ivm details. Voorheen was HSF voor gezichtsherkenning slechts een aanname.

Conclusies en discussie HSF signalen kunnen wel bewust zorgen voor emotionele herkenning Ook thalamus en superior colliculus reageren op LSF → blindsight? LSF belangrijk in periferie, beweging, veraf voor snelle gevaarherkenning Blindsight, signalen van retina via thalamus direct naar amygdala bij schade aan visuele cortex. Evolutionair voordeel om gevaar snel te herkennen, zelfs voor bewustwording.

Vragen?