Нейрофизиологи из Дартмутского колледжа (частный докторский университет в США) обнаружили уникальный паттерн активности головного мозга человека, позволяющий оценить и предсказать интенсивность его отрицательных эмоций при просмотре фотографий негативного содержания. Точность новой методики превышает 90 процентов. При этом на найденный паттерн не влияют такие факторы как физическая боль или возбуждение. Работа опубликована в журнале PLoS Biology.

Ученые отобрали 182 испытуемых. 121 из них участвовали непосредственно в экспериментах, а еще на 61 происходила проверка работоспособности полученной методики. Испытуемые из первой группы помещались в томограф, после чего им на дисплее демонстрировались фотографии негативного содержания (например, с актами агрессии и насилия, увечьями на человеческих телах, автомобильными катастрофами и пр.), а также нейтральные изображения. Каждая фотография демонстрировалась 7 секунд, после чего в течение еще 4-х секунд испытуемый должен был дать субъективную оценку своего эмоционального состояния по пятибальной шкале Лайкерта. 30 испытуемых также дополнительно подвергали болевым воздействиям при помощи тепла.

На следующем этапе данные фМРТ превращали во временной ряд активности отдельных вокселей. Каждый воксель (трехмерный пиксель) отображал динамику кровоснабжения в конкретном небольшом участке мозга в каждый отдельный момент времени. Эти данные сравнивали с субъективными оценками выраженности эмоций. Таким образом, ученые получали определенные карты активности, соответствующие той или иной силе эмоций (от 1 до 5) для каждого из 121 испытуемого. Эти данный использовали для того, чтобы решить методом машинного обучения обратную задачу – предсказать на основе паттерна активности мозга силу эмоций (опять же ранжируемую от 1 до 5).

В завершение, ученые проверили обнаруженный паттерн, названный ими Picture Induced Negative Emotion Signature (PINES) на тестовой выборке. С точностью в 93,5 процентов они смогли предсказать интенсивность эмоции до ее субъективной оценки испытуемым, а также уточнить отделы мозга, задействованные в PINES.

По мнению ученых, их работа поможет в диагностике и лечении различных психических и неврологических заболеваний. Также ее результаты могут быть использованы при разработке «детекторов лжи» нового поколения, отслеживающих не периферический ответ вегетативной нервной системы на эмоциогенные стимулы, а активность центральных отделов мозга человека, отвечающих за эмоции.