Elektrische Muskelstimulation und soziale Kognition

Wie nehmen wir den Gesichtsausdruck anderer Menschen wahr und erkennen ihn? Laut einer einflussreichen wissenschaftlichen Theorie tragen Veränderungen in unserem eigenen Körper dazu bei, die Emotionen anderer Menschen zu erkennen. Ein besonders wichtiges körperliches Signal zur Erkennung von Gesichtsemotionen ist das somatosensorische und propriozeptive Gesichtsfeedback. Dementsprechend haben eine Vielzahl von Studien über das Auftreten von Gesichtsmimik, d.h. die spontane Nachahmung eines wahrgenommenen Gesichtsausdrucks, berichtet und gezeigt, dass das Blockieren oder Eingreifen in die Gesichtsmimik (und damit in das begleitende Gesichtsfeedback) die Emotionserkennung beeinträchtigen kann. Es gibt aber auch widersprüchliche Ergebnisse, und die bestehende Forschung leidet unter mehreren Einschränkungen, die dieses interdisziplinäre Projekt überwinden will. Ein internationales Team von zwei experimentellen Psychologen und einem Künstler/Elektrophysiologen wird die Rolle der Gesichtspropriozeption bei der Emotionserkennung mit Hilfe der neuromuskulären Elektrostimulation (NMES) - einer Technik, die darin besteht, Gesichtsmuskeln mit schwachen elektrischen Impulsen zu aktivieren untersuchen. Die NMES des Gesichts wurde erstmals im 19. Jahrhundert entwickelt und wird heute als medizinische Behandlungsmethode eingesetzt (z.B. nach einem Schlaganfall), jedoch wurde diese Technik noch nie im Zusammenhang der Emotionserkennung verwendet. In diesem Projekt wird NMES erstmals zur Untersuchung der multisensorischen Integration im Bereich der sozialen Wahrnehmung eingesetzt, um eine anatomisch und zeitlich präzise Muskelstimulation zu ermöglichen, die dem propriozeptives Feedback bei der Gesichtsmimik ähnelt. Mit kontrollierten Stimuli und speziell entwickelten Computeraufgaben werden die Auswirkungen von NMES auf die Emotionserkennung sowohl auf der Wahrnehmungs- als auch auf der kognitiven Ebene analysiert. Die Gehirnaktivität wird mit der Elektroenzephalographie (EEG) gemessen. Die Ergebnisse werden neue und wichtige Erkenntnisse über die psychologischen Mechanismen und die neuronalen Prozesse, die der Emotionserkennung zugrunde liegen, liefern, und werden die Grundlage für die mögliche Entwicklung effektiver Strategien zur Verbesserung der sozialen Fähigkeiten in klinischen Bevölkerungen schaffen.

In diesem Projekt entwickelten wir ein Paradigma zur Stimulation menschlicher Gesichtsmuskeln durch elektrische Impulse und kombinierten es mit Gehirnaufzeichnungen, um zu untersuchen, wie Gesichtsbewegungen die eigenen Gefühle und die Wahrnehmung emotionaler Gesichtsausdrücke anderer beeinflussen. Die Technik der fazialen neuromuskulären elektrischen Stimulation (fNMES) besteht darin, Elektroden auf der Haut zu platzieren und kurze Folgen schwacher elektrischer Impulse abzugeben, um die darunter liegenden Muskeln zu stimulieren. Obwohl fNMES auf den Neurologen Duchenne de Boulogne aus dem 19. Jahrhundert zurückgeht, blieb es modernen Psychologen weitgehend unbekannt und wurde nie mit Aufzeichnungen der Gehirnaktivität mittels Elektroenzephalografie (EEG) kombiniert. Um dies zu ändern, haben wir eine Reihe von Richtlinien zur Durchführung von fNMES in der psychophysiologischen Forschung veröffentlicht und eine Reihe von Experimenten durchgeführt, um die Auswirkungen von fNMES auf Emotionen zu testen. In einem Experiment fragten wir 47 Teilnehmern zu entscheiden, ob eine Reihe Gesichter glücklich oder traurig ausschauen. In der Hälfte der Versuche wurde fNMES gleichzeitig für eine halbe Sekunde auf die wichtigsten Lachmuskeln angewendet. Die Ergebnisse zeigten, dass durch fNMES induziertes Lächeln die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass Gesichter als glücklich wahrgenommen werden, im Vergleich zu Versuchen ohne Stimulation. Dieser Befund, dass unser eigenes Lächeln unsere Wahrnehmung der Mimik anderer beeinflussen kann, wurde in einem zweiten Experiment repliziert. In einem weiteren Experiment untersuchten wir, ob fNMES das Selbstwertgefühl von Menschen verändern kann. Eine Gruppe von 58 Teilnehmern wurde gebeten, zu berichten, wie positiv oder negativ sie sich nach fünf Sekunden fNMES-Einwirkung auf ihre Lach- oder Traurigkeitsmuskeln fühlten. Wie erwartet fühlten sich die Teilnehmer nach dem Lächeln positiver, selbst unter Berücksichtigung des mitunter auftretenden Unbehagens bei fNMES. Dieses Ergebnis zeigt, dass der Ausdruck von Gesichtsemotionen unsere eigenen Gefühle modulieren kann. Diese Ergebnisse wurden erzielt, obwohl nur geringe elektrische Ströme abgegeben wurden, was zu einer schwachen Aktivierung einzelner Muskeln führte. Lächeln und Traurigkeit wurden daher nur teilweise und mit geringer Intensität reproduziert. Darüber hinaus fanden wir diese Ergebnisse trotz der Tatsache, dass fNMES nur für sehr kurze Zeiträume abgegeben wurde - im ersten der oben beschriebenen Experimente nur für eine halbe Sekunde. Wir können daher davon ausgehen, dass noch stärkere Effekte erzielt werden könnten, wenn fNMES mit stärkeren Strömen und über einen längeren Zeitraum angewendet würde - allerdings mit einem höheren Risiko für Beschwerden. Zusammenfassend haben wir festgestellt, dass die elektrische Stimulation der Gesichtsmuskulatur das menschliche Empfinden und die Wahrnehmung von Emotionen modulieren kann. Durch die Möglichkeit, genau zu steuern, welche Muskeln wann und in welchem Ausmaß aktiviert werden, ist fNMES ein leistungsstarkes Werkzeug für die Wissenschaft und bietet Potenzial für zukünftige klinische Anwendungen. Es könnte beispielsweise dazu beitragen, die Stimmungs- und Emotionserkennung bei Menschen mit Parkinson oder Autismus-Spektrum-Störung zu verbessern.