Emotions: From neuropsychology to functional imaging

Authors:
S. Berthoz, R.J.R. Blair, G. Le Clec'h, J.‐L. Martinot
Published Online:
21 Sep 2010
DOI:
10.1080/00207590244000016
Pages:
193–203
Volume/Issue No:
Volume 37 Issue 4

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Recent developments in functional imaging techniques, such as Positron Emission Tomography (PET) and functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI), allow us to characterize more precisely the functional neuroanatomy mediating emotional responding. This corpus of studies has led to the development of affective neuroscience. First, we present a summary of the studies aimed at understanding the underlying mechanisms of the emotional response, which were conducted prior to the use of the brain imaging techniques. Then, this paper reviews the studies investigating the neural substrates implicated in the processing of facial expressions and those implicated in the production of experimentally induced emotional responses. This review of the literature includes a meta‐analysis of eight studies using PET and one fMRI study reporting the neural correlates of experimentally induced emotions in healthy individuals. The methods and results of these studies are described through figures drawn from the reported Talairach's coordinates depicting the cerebral regions activated in relation to different experimental conditions. The implications of the results and the role of the cerebral structures that have been identified are discussed. As regards the studies on the neural bases of the processing of facial expressions of emotion, there are separable neural circuits that are involved in mediating responding to differing categories of facial expressions of emotion. Fearful expressions have relatively consistently been found to activate the amygdala, as, occasionally, have sad and happy expressions. The anterior insula and the putamen seem to be particularly involved in disgust expression recognition, whereas the facial expression of anger seems to be predominantly associated with anterior cingular and orbitofrontal cortex activity. Among the cerebral structures that have appeared to be activated by experimentally induced emotions, the anterior cingulate cortex seems to play a specific role in representing subjective emotional responses.

Les techniques d'imagerie cérébrale telles que la Tomographie par Emission de Positons (TEP) et l'Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle (IRMf), ont permis de déterminer plus en détail la neuroanatomie fonctionnelle des réponses émotionnelles. Ces travaux s'inscrivent dans le domaine nouveau des ‘neurosciences affectives’. Une première partie présente un résumé des travaux qui ont précédé l'utilisation des techniques d'imagerie cérébrale pour comprendre les mécanismes sous‐tendant la réponse émotionnelle. Puis, cet article propose une revue des études menées sur les structures cérébrales impliquées, d'une part, dans le traitement des expressions faciales émotionnelles, et dans la réponse émotionnelle induite expérimentalement d'autre part. Cette revue de la littérature comporte notamment une méta‐analyse réalisée à partir de huit études en TEP et d'une étude en IRMf sur les corrélats neuraux d'émotions induites expérimentalement chez des sujets sains. La méthodologie et les résultats de ces différentes études sont décrits par une série de figures issues des coordonnées de Talairach représentant les régions cérébrales activées en fonction de différentes conditions expérimentales. En ce qui concerne les structures cérébrales impliquées dans le traitement de visages émotionnels, il semble qu'il y ait des circuits neuraux spécifiques mis en jeu dans la réponse aux différentes catégories d'expressions faciales des émotions. L'expression de peur active de manière consistante l'amygdale, mais c'est aussi parfois le cas par les expressions de joie et de tristesse. L'insula antérieure et le putamen semblent particulièrement activés par l'expression de dégoût, tandis que l'expression de colère serait associée principalement avec des activations des régions cingulaires antérieures et orbitofrontales. Parmi les structures cérébrales qui se sont révélées activées lors de l'induction expérimentale d'états émotionnels, le cortex cingulaire antérieur semble jouer un rôle particulier dans la représentation de l'éprouvé émotionnel subjectif.

Los desarrollos recientes en las técnicas de imageología funcional, tales como la Tomografía por Emisión de Positrones (TEP) y Imagen por Resonancia Magnética funcional (IRMf), permiten caracterizar con mayor precisión la neuroanatomía funcional que media las respuestas emocionales. Este cuerpo de estudios ha conducido al desarrollo de la neurociencia afectiva. Primero, presentaremos un compendio de los estudios dirigidos a la comprensión de los mecanismos subyacentes de la respuesta emocional, conducidos antes del uso de las técnicas de imagen cerebral. Posteriormente, este trabajo reseña los estudios que investigan los substratos neuronales implicados en el proceso de las expresiones faciales y aquéllos implicados en la producción de respuestas emocionales inducidas experimentalmente. Esta reseña de la literatura incluye un metaanálisis de ocho estudios que emplean la TEP y uno la IRMf sobre los correlatos neuronales de las emociones inducidas experimentalmente en individuos saludables. Los métodos y resultados de estos estudios se describen por medio de figuras trazadas de las coordenadas de Talairach que representan las regiones cerebrales activadas relativas a diferentes condiciones experimentales. Se discuten las implicaciones de los resultados y el papel que desempeñan las estructuras cerebrales identificadas. Respecto a los estudios acerca de las bases neuronales del procesamiento de las expresiones faciales de la emoción, existen circuitos neuronales separables involucrados en la mediación de la respuesta a diferentes categorías de expresiones faciales de la emoción. Se ha encontrado con relativa consistencia que las expresiones de miedo activan la amígdala, pero también ocasionalmente las expresiones de tristeza y felicidad. La insula anterior y el putamen parecen estar involucrados en el reconocimiento de la expresión de disgusto, en tanto que la expresión facial de la ira parece asociarse predominantemente con la actividad de las regiones cingulares anteriores y orbitofrontales. Entre las estructuras cerebrales aparentemente activadas por las emociones inducidas experimentalmente, la corteza cingular anterior parece despempeñar un papel específico en la representación de respuestas emocionales subjetivas.

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