Studies of Emotion-Specific Consistency in the Neural Representations of Clearly Experienced Basic Emotions = 명확하게 경험된 기본 감정의 신경표상에서 나타나는 감정별 일관성에 관한 연구

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Basic emotion theories have long been central to debates in affective neuroscience. However, the neural basis of basic emotions remains controversial. Here, we examined whether basic-emotion representational consistency varies with subjective emotional clarity and differs across emotion categories. We used functional magnetic resonance imaging (fMRI) to record cortical activity while participants viewed images of happiness, sadness, fear, and neutral emotions and rated their subjective feelings of happiness, sadness, and fear. As a result, univariate analyses revealed a common neural substrate across clarity levels. Multivariate analyses identified greater consistency of neural representations for clear than vague experiences, especially in the right posterior superior temporal sulcus (rpSTS). This higher pattern consistency for clear than vague trials was observed regardless of valence and was most robust for clear-fear. Multidimensional scaling (MDS) analysis further confirmed that clear-happy and clear-fear were closer to each other in the rpSTS than any other condition pair. Together, these findings show that representational consistency for basic emotions in the rpSTS increases with subjective emotional clarity, and that this clarity dependence is emotion-category-specific.

국문 초록 (Abstract)

기본 감정 이론은 정서 신경과학 분야에서 오랫동안 핵심적으로 논의되어 왔다. 그러나 기본 감정의 신경 기저에 대해서는 여전히 논쟁적이며, 같은 감정 범주 안에서도 일관된 신경 표상을 발견하기 어렵다는 한계가 있다. 본 연구에서는 각 기본 감정이 명확하게 경험되는 정도가 감정 신경 표상의 일관성에 영향을 미치며 이는 감정 범주 특이적일 것이라는 가설을 제안하며, 기본 감정으로 제시되는 감정 중 행복, 슬픔, 두려움을 중심으로 뇌 신경 표상의 안정성과 감정 범주 특이성을 확인하고자 하였다. 기능자기공명영상 실험에서 참여자들이 행복, 슬픔, 두려움, 중립 이미지를 보고 행복, 슬픔, 두려움에 대해 주관적으로 느낀 정도를 평가하는 동안 대뇌피질 활동을 촬영하였다. 그 결과, 단변량 분석에서는 명확하게 경험된 경우와 모호한 경우 간에 공통적인 신경 기저가 확인되었다. 다변량 패턴 분석에서는 감정이 명확하게 경험된 경우에 그렇지 않은 경우에 비해 일관된 표상이 나타났으며 특히 우측 후방 상측두고랑에서 두드러졌다. 이러한 표상은 감정의 긍정-부정에 상관없이 나타났으며, 두려움을 명확하게 경험한 경우에 가장 강하게 나타났다. 또한 다차원 척도법을 통한 표현 공간 분석에서는 우측 후방 상측두고랑 내에서 행복과 두려움이 명확하게 경험된 경우는 다른 조건 쌍들보다 서로 가깝게 위치했다. 이러한 결과는 기본 감정이 명확하게 경험될수록 보다 공통적인 정보처리가 존재할 가능성을 시사하며 어떤 감정이 우세한지에 따라 우측 후방 상측두고랑에서의 신경 표상 일관성이 다르게 나타날 수 있다는 점을 제안한다.

목차 (Table of Contents)

• Abstract i
• Table of Contents iii
• List of Figures v
• Chapter 1. Introduction 1
• Chapter 2. Methods 8
• 2.1. Participants 8
• 2.2. Stimuli 8
• 2.3. Experimental Design 9
• 2.4. Psychometric Tests 11
• 2.5. Behavioral Data Anaylsis 11
• 2.6. fMRI Data acquisition 13
• 2.7. fMRI Data Analysis 14
• 2.8. Statistical Analysis 18
• Chapter 3. Results 19
• 3.1. Behavioral Data 19
• 3.1.1. Rating Intensity of Emtion Category 19
• 3.1.2. Trials of Conditions 23
• 3.1.3. Agreement Between Participants 25
• 3.2. Common Neural Substrates between Clear and Vague Trials 27
• 3.3. Comparison of Multivoxel Patterns between Clear and Vague Trials 29
• 3.4. Comparison of Clear-Positive and Clear-Negative Trials in the rpSTS 33
• 3.5. Comparison of Clear-Sad and Clear-Fear Trials in the rpSTS 35
• 3.6. Comparison of Clear Emotions and Vague Trials in the rpSTS 37
• 3.7. Comparison of High- and Low-Clarity Conditions in the rpSTS 40
• 3.8. Multivoxel Patterns of Mixed Sad–Fear Trials in the rpSTS 42
• 3.9. Neural Substrates of Each Clear Emotion 44
• 3.10. Representational Geometry of Clear Emotions and Vague State in rpSTS 46
• Chapter 4. Discussion 49
• Bibliography 53
• Abstract in Korean 58
• Acknowledgements 59