Возможности использования визуальной oddball-парадигмы с эмоциональными лицами для пассивной оценки эмоциональных реакций
DOI:
https://doi.org/10.17323/1813-8918-2026-3-484-497Ключевые слова:
oddball-парадигма, ЭЭГ, эмоции, эмоциональные выражения лиц, восприятие лицАннотация
Наблюдается растущий интерес к разработке объективных методов оценки психоэмоциональных состояний. В настоящем исследовании предлагается подход на основе электроэнцефалографии (ЭЭГ) для выявления нейрофизиологических маркеров обработки эмоций. В исследовании приняли участие девятнадцать здоровых молодых взрослых, выполнявших визуальную oddball-задачу, в которой в качестве стандартных стимулов (80%) использовались счастливые лица, а в качестве девиантных (20%) – злые лица, отобранные из базы Karolinska Directed Emotional Faces. Парадигма была пассивной, поскольку участники одновременно выполняли слуховую задачу на подсчет. Регистрация ЭЭГ проводилась с использованием 64-канальной системы. Для выявления основных компонентов вызванных потенциалов (ERP) использовалась глобальная мощность поля (GFP), после чего применялись пермутационные статистические методы и распределенная реконструкция источников с использованием eLORETA. Эмоциональное состояние оценивалось до и после эксперимента с помощью шкалы дифференциальных эмоций. Компоненты ERP были выявлены приблизительно на 116 мс (P1), 204 мс (N170), 308 мс (P3) и 424 мс (N400). Реконструкция источников показала вовлечение затылочных, теменных и фронто-височных областей при обработке девиантных стимулов. После выполнения задания у участников наблюдалось значимое снижение негативных и тревожных эмоций. Эмоциональная oddball-парадигма в условиях одновременной когнитивной нагрузки вызывала последовательные компоненты ERP, отражающие раннюю сенсорную обработку и последующую оценку внимания. Обнаружение эмоциональных девиаций задействовало как затылочно-височные, так и фронто-теменные сети. Выявленная связь между вовлечённостью исполнительных функций и изменениями эмоционального состояния указывает на потенциальную применимость ЭЭГ-маркеров для объективной оценки обработки эмоций.
Библиографические ссылки
Astikainen, P., & Hietanen, J. K. (2009). Event-related potentials to task-irrelevant changes in facial expressions. Behavioral and Brain Functions, 5(1), Article 30. https://doi.org/10.1186/1744-9081-5-30
Bistricky, S. L., Atchley, R. A., Ingram, R., & O’Hare, A. (2014). Biased processing of sad faces: An ERP marker candidate for depression susceptibility. Cognition and Emotion, 28(3), 470–492. https://doi.org/10.1080/02699931.2013.837815
Blagovechtchenski, E. D., Pomelova, E. D., Popyvanova, A. V., Koriakina, M. M., Lukov, M. Yu., & Bartseva, K. V. (2024). “Oddball”-paradigma elektroencefalogrammy/vyzvannykh potencialov dlya izucheniya vospriyatiya emociy [“Oddball” electroencephalogram/evoked potential paradigm for identifying a person’s psycho-emotional state]. Journal of Modern Foreign Psychology, 13(2), 10–21. https://doi.org/10.17759/jmfp.2024130201 (in Russian)
Bradley, M. M., Hamby, S., Löw, A., & Lang, P. J. (2007). Brain potentials in perception: Picture complexity and emotional arousal. Psychophysiology, 44(3), 364–373. https://doi.org/10.1111/j.1469-8986.2007.00520.x
Candia-Rivera, D., & Valenza, G. (2022). Cluster permutation analysis for EEG series based on nonparametric Wilcoxon–Mann–Whitney statistical tests. SoftwareX, 19, Article 101170. https://doi.org/10.1016/j.softx.2022.101170
Eimer, M., & Holmes, A. (2007). Event-related brain potential correlates of emotional face processing. Neuropsychologia, 45(1), 15–31. https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2006.04.022
Ekman, P. (1992). An argument for basic emotions. Cognition and Emotion, 6(3–4), 169–200. https://doi.org/10.1080/02699939208411068
Goeleven, E., De Raedt, R., Leyman, L., & Verschuere, B. (2008). The Karolinska directed emotional faces: A validation study. Cognition & Emotion, 22(6), 1094–1118. https://doi.org/10.1080/02699930701626582
Herzberg, L., Schräder, J., Jo, H.-G., Habel, U., & Wagels, L. (2025). Identifying P100 and N170 as electrophysiological markers for conscious and unconscious processing of emotional facial expressions. Frontiers in Behavioral Neuroscience, 18. https://doi.org/10.3389/fnbeh.2024.1464888
Hillyard, S. A., Vogel, E. K., & Luck, S. J. (1998). Sensory gain control (amplification) as a mechanism of selective attention: Electrophysiological and neuroimaging evidence. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 353(1373), 1257–1270. https://doi.org/10.1098/rstb.1998.0281
Hinojosa, J. A., Mercado, F., & Carretié, L. (2015). N170 sensitivity to facial expression: A meta-analysis. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 55, 498–509. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2015.06.002
Hyvarinen, A. (1999). Fast and robust fixed-point algorithms for independent component analysis. IEEE Transactions on Neural Networks, 10(3), 626–634. https://doi.org/10.1109/72.761722
Ibáñez, A., Riveros, R., Hurtado, E., Gleichgerrcht, E., Urquina, H., Herrera, E., Amoruso, L., Reyes, M. M., & Manes, F. (2012). The face and its emotion: Right N170 deficits in structural processing and early emotional discrimination in schizophrenic patients and relatives. Psychiatry Research, 195(1-2), 18–26. https://doi.org/10.1016/j.psychres.2011.07.027
Izard, C. E. (1992). Basic emotions, relations among emotions, and emotion-cognition relations. Psychological Review, 99(3), 561–565. https://doi.org/10.1037/0033-295x.99.3.561
Izurieta Hidalgo, N. A., Oelkers-Ax, R., Nagy, K., Mancke, F., Bohus, M., Herpertz, S. C., & Bertsch, K. (2016). Time course of facial emotion processing in women with borderline personality disorder: An ERP study. Journal of Psychiatry & Neuroscience, 41(1), 16–26. https://doi.org/10.1503/jpn.140215
Kim, D. I., Mathalon, D. H., Ford, J. M., Mannell, M., Turner, J. A., Brown, G. G., Belger, A., Gollub, R., Lauriello, J., Wible, C., O’Leary, D., Lim, K., Toga, A., Potkin, S. G., Birn, F., & Calhoun, V. D. (2009). Auditory oddball deficits in schizophrenia: An independent component analysis of the fMRI multisite function BIRN study. Schizophrenia Bulletin, 35(1), 67–81. https://doi.org/10.1093/schbul/sbn133
Klem, G. H., Lüders, H. O., Jasper, H. H., & Elger, C. (1999). The ten-twenty electrode system of the International Federation. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. Supplement, 52, 3–6.
Li, M., Zhang, J., Jiang, C., Wang, J., Sun, R., Jin, S., Zhang, N., & Zhou, Z. (2023). The neural correlates of the recognition of emotional intensity deficits in major depression: An ERP study. Neuropsychiatric Disease and Treatment, 19, 117–131. https://doi.org/10.2147/NDT.S393264
Pascual-Marqui, R. D., Lehmann, D., Koukkou, M., Kochi, K., Anderer, P., Saletu, B., Tanaka, H., Hirata, K., John, E. R., Prichep, L., Biscay-Lirio, R., & Kinoshita, T. (2011). Assessing interactions in the brain with exact low-resolution electromagnetic tomography. Philosophical Transactions of the Royal Society A, 369(1952), 3768–3784. https://doi.org/10.1098/rsta.2011.0081
Patrick, C. J. (2008). Psychophysiological correlates of aggression and violence: An integrative review. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 363(1503), 2543–2555. https://doi.org/10.1098/rstb.2008.0028
Polich, J. (2007). Updating P300: An integrative theory of P3a and P3b. Clinical Neurophysiology, 118(10), 2128–2148. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2007.04.019
Qiu, X., Yang, X., Qiao, Z., Wang, L., Ning, N., Shi, J., Zhao, L., & Yang, Y. (2011). Impairment in processing visual information at the pre-attentive stage in patients with a major depressive disorder: A visual mismatch negativity study. Neuroscience Letters, 491(1), 53–57. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2011.01.006
Schweinberger, S. R., & Burton, A. M. (2003). Covert recognition and the neural system for face processing. Cortex, 39(1), 9–30. https://doi.org/10.1016/S0010-9452(08)70071-6
van Harten, B., Laman, D. M., van Duijn, H., Knol, D. L., Stam, C. J., Scheltens, P., & Weinstein, H. C. (2006). The auditory oddball paradigm in patients with vascular cognitive impairment: A prolonged latency of the N2 complex. Dementia and Geriatric Cognitive Disorders, 21(5–6), 322–327. https://doi.org/10.1159/000091474
Williams, L. M., Palmer, D., Liddell, B. J., Song, L., & Gordon, E. (2006). The “when” and “where” of perceiving signals of threat versus non-threat. NeuroImage, 31(1), 458–467. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2005.12.009
Zhang, D., He, Z., Chen, Y., & Wei, Z. (2016). Deficits of unconscious emotional processing in patients with major depression: An ERP study. Journal of Affective Disorders, 199, 13–20. https://doi.org/10.1016/j.jad.2016.03.056
Zhao, Q., Tang, Y., Chen, S., Lyu, Y., Curtin, A., Wang, J., Sun, J., & Tong, S. (2015). Early perceptual anomaly of negative facial expression in depression: An event-related potential study. Neurophysiologie Clinique/Clinical Neurophysiology, 45(6), 435–443. https://doi.org/10.1016/j.neucli.2015.09.011
Zhou, L., Wang, G., Nan, C., Wang, H., Liu, Z., & Bai, H. (2019). Abnormalities in P300 components in depression: An ERP-sLORETA study. Nordic Journal of Psychiatry, 73(1), 1–8. https://doi.org/10.1080/08039488.2018.1478991
