Le logiciel d'analyse MRI Plus cartographie les émotions dans le cerveau

Une nouvelle étude d'imagerie a cartographié divers états émotionnels alors qu'ils scintillent dans le cerveau humain.

«Cela devient un peu comme lire dans les pensées», a déclaré le Dr Kevin LaBar, professeur de psychologie et de neurosciences à l’Université Duke. «Des études antérieures ont montré que l'IRM fonctionnelle peut déterminer si une personne pense à un visage ou à une maison. Notre étude est la première à montrer que des émotions spécifiques telles que la peur et la colère peuvent également être décodées à partir de ces analyses. »

Alors que les données produites par une IRM fonctionnelle n'ont pas changé, les chercheurs de Duke disent qu'ils appliquent de nouvelles statistiques multivariées aux scans de l'activité cérébrale pour voir différentes émotions comme des réseaux d'activité répartis entre les zones du cerveau conscient et inconscient.

Ces réseaux ont été cartographiés pour la première fois par les chercheurs dans un article de mars 2015 de la revue Neurosciences sociales, cognitives et affectives. Ils ont identifié sept modèles différents d'activité cérébrale reflétant le contentement, l'amusement, la surprise, la peur, la colère, la tristesse et la neutralité.

Pour construire ces cartes, ils ont placé 32 sujets de recherche dans le scanner et les ont exposés à deux clips musicaux et à deux extraits de films qui avaient montré qu'ils induisaient chacune des sept émotions. Les sujets ont également rempli des questionnaires sur leurs humeurs pour une validation plus approfondie.

Un logiciel analytique appelé algorithme d'apprentissage automatique a ensuite été présenté avec certaines des données des sujets et chargé de trouver un modèle qui concordait avec chaque stimulus émotionnel. Après avoir appris à quoi chacun des sept états devrait ressembler, l'algorithme a ensuite été présenté avec les analyses du reste du groupe d'étude et a demandé d'identifier leurs états émotionnels sans savoir quelle émotion ils recevaient, ont expliqué les chercheurs.

Selon LaBar, le modèle a mieux performé que le hasard dans cette tâche, malgré les différences dans la forme du cerveau et les niveaux d'excitation entre les sujets. «Et cela s'est avéré assez sensible», a-t-il déclaré.

La dernière étude, publiée dans Biologie de Plos, suivi d'un balayage de 21 sujets qui n'ont pas reçu de stimuli, mais qui ont été encouragés à laisser leur esprit vagabonder. Toutes les 30 secondes, ils ont répondu à un questionnaire sur leur état émotionnel actuel.

«Nous avons testé si ces sept cartes cérébrales des émotions se sont produites spontanément pendant que les participants se reposaient dans le scanner IRMf sans qu'aucun stimuli émotionnel ne soit présenté», a déclaré LaBar.

Les données pour l'ensemble du cerveau ont été collectées toutes les deux secondes et chacune de ces analyses individuelles a été comparée aux sept modèles. Les chercheurs ont examiné les données du scanner pendant les 10 secondes précédant chaque auto-évaluation de l'humeur et ont constaté que l'algorithme prédisait avec précision les humeurs que les sujets avaient auto-déclarées.

LaBar a déclaré qu'une autre source de validation est l'indication qu'il existe un signal significatif d'anxiété au début des données de chaque sujet lorsqu'ils entrent pour la première fois dans l'IRM confinée et bruyante.

«C’est ce que vous attendez de la plupart des gens lorsqu’ils entrent pour la première fois dans la machine», a-t-il déclaré.

Dans un deuxième groupe de 499 sujets analysés pour l'étude Duke Neurogenetics, les chercheurs les ont fait reposer dans le scanner pendant près de neuf minutes, puis leur ont demandé à quel point ils se sentaient déprimés et anxieux après la séance de numérisation.

«Nous avons constaté que la présence cumulative de notre carte des émotions« tristes », additionnée au fil du temps, prédisait leurs scores de dépression, et la présence cumulative de notre carte des émotions de« peur »prédisait leurs scores d’anxiété», a déclaré LaBar.

Ce groupe plus large a également été testé pour les mesures de la personnalité de la dépression, de l'anxiété et de l'hostilité colérique. Encore une fois, les cartes de la dépression et de l'anxiété reflétaient étroitement ces mesures, selon l'étude.

«Nous avons également montré que la présence cumulative de notre carte des émotions« en colère »prédisait les traits d’hostilité en colère des individus», a déclaré LaBar.

En plus d'être une preuve de concept intéressante, LaBar pense que ces nouvelles cartes d'états émotionnels pourraient être utiles pour étudier les personnes qui ont une mauvaise compréhension de leur état émotionnel, et pourraient être utilisées dans des essais cliniques pour tester l'efficacité des traitements pour réguler les émotions.

Source: Université Duke

PHOTO: