Elaborazione precoce delle emozioni di base: una prospettiva basata sul timing neurale

The aim of this thesis is to analyze neural timing in response to emotional stimuli. Neurosciences have often focused their attention on the search of particular ¿brain centers¿ involved in emotional elaboration rather than focusing on the temporal hierarchy that characterizes the emotional process. The reason is due to the use of indirect neuroimaging techniques such as PET (positrone mission tomography) and fMRI ( functional magnetic resonance imaging), which offer excellent spatial resolution but poor temporal resolution. Techniques that seem to provide good spatial and temporal information are EEG (electroencephalography), MEG ( magnetoencephalography) and EEG with deep electrodes that directly measure brain activity and can therefore show the activation of it in the first milliseconds. The study of the temporal dynamics of the brain during emotion processing is crucial to a better comprehension of the whole emotional process; infact it allows to show automatic and innate brain mechanisms that are activated very early in the processing of emotional stimuli, starting from a few milliseconds. A very early brain responses to emotional stimuli in functional for the survival of the species; infact, for the organism, it will be crucial to respond quickly to some emotions (fear, disgust, etc.) rather than others (sadness, happiness, etc.). In theory, therefore, the different emotions can be considered, from a neural point of view, based on the temporal characteristics that distinguish them, rather than for the different brain regions that are involved in one or the other emotion; the various emotions may therefore be characterized by the activation of the same areas but at different times. In this thesis we will try to study the neural timing during emotion elaboration and we will focus on the early brain response to stimuli, from 0 to 150 ms. We will compare some studies that are present in literature that have tried to combine the study of temporal and spatial dynamics, thanks neuroimaging techniques such as EEG (electroenceplalography), MEG (magnetoencelography) and EEG with deep electrodes.

Lo scopo del presente elaborato è quello di analizzare il timing neurale in risposta a stimoli emotivi. Le neuroscienze si sono spesso focalizzate sulla ricerca di particolari ¿centri¿ cerebrali deputati all'elaborazione delle emozioni e hanno tralasciato ciò che riguarda la gerarchia temporale che caratterizza il processo emotivo. Il motivo di ciò è dovuto sia all'utilizzo di tecniche di neuroimaging indirette come la PET ( tomografia a emissione di positroni) e la fMRI ( risonanza magnetica funzionale), le quali offrono un'ottima risoluzione spaziale ma una scarsa risoluzione temporale, sia all'impossibilità di impiantare elettrodi nel cervello umano, cosa che invece è sempre stata fatta negli animali. Tecniche che invece sembrano fornire buone informazioni sia spaziali che temporali sono l'EEG (elettroencefalografia), la MEG (magnetoencefalografia) e l'EEG con elettrodi in profondità, le quali, andando a misurare direttamente l'attività del cervello, riescono a mostrare l'attivazione di esso già a partire dai primi millisecondi. Lo studio delle dinamiche temporali del cervello durante l'elaborazione delle emozioni risulta fondamentale ai fini di una maggior comprensione circa tutto il processo emotivo in quanto permette di far luce su meccanismi cerebrali automatici e innati che sono in grado di attivarsi in fasi molto precoci dell'elaborazione degli stimoli emotivi, già a partire da pochissimi millisecondi. Dal punto di vista evoluzionistico, un'attivazione così precoce del cervello in risposta a particolari emozioni si mostra funzionale alla sopravvivenza della specie; sarà infatti fondamentale per l'organismo rispondere in modo molto rapido ad alcune emozioni (paura, disgusto, etc.) piuttosto che ad altre (tristezza, felicità , etc.) (Costa et al., 2014). In linea teorica quindi si possono considerare le diverse emozioni, da un punto di vista neurale, in base alle caratteristiche temporali che le contraddistinguono, piuttosto che per le diverse regioni cerebrali che sono coinvolte in una o l'altra emozione; le varie emozioni di cui tutti noi facciamo esperienza potrebbero, dunque, essere caratterizzate dall'attivazione di medesime aree ma in tempi diversi, i quali rispecchiano diverse fasi di elaborazione dell'informazione (Costa et al., 2014). In questa tesi si cercherà appunto di approfondire il tema del timing neurale durante l'elaborazione di un emozione e ci si soffermerà soprattutto sulle prime fasi di elaborazione dello stimolo, quelle che vanno da o a 150 ms. Per fare ciò verranno confrontati tra loro studi presenti in letteratura che hanno cercato di unire lo studio delle dinamiche temporali con quelle spaziali, grazie a tecniche di neuroimaging come l'EEG (elettroencefalografia), la MEG (magnetoencefalografia) e l'EEG con elettrodi posti in zone profonde del cervello.