Describing emotions evoked by classical music in people with right temporal lobe damage

Wstęp

Prawy płat skroniowy pełni szereg funkcji związanych z integracją wrażeń zmysłowych oraz procesami emocjonalnymi i pamięciowymi. Pomimo tak dużego znaczenia tej struktury dotychczas przeprowadzono niewiele badań na temat jej roli i konsekwencji jej dysfunkcji związanych z przetwarzaniem emocji prezentowanych w materiale innym niż ludzkie twarze. Najrzadziej poruszany temat stanowi przetwarzanie muzyki, choć to zadanie wiąże się zarówno z integracją wrażeń słuchowych, doświadczaniem emocji, jakimi nacechowany jest dany utwór, jak i procesami pamięciowymi, związanymi m.in. z preferowaniem określonej, znajomej muzyki.
Badacze uszkodzeń prawego płata skroniowego najwięcej uwagi poświęcili zagadnieniom związanym z rozpoznawaniem emocji wyrażonych na twarzy. Liczne prace wskazują na zaburzone rozpoznawanie niektórych emocji, szczególnie strachu, a także niezdolność do rozróżnienia strachu od zaskoczenia (Heutink i wsp. 2011; Labudda i wsp. 2014; McClelland i wsp. 2006; Meletti i wsp. 2003). Badacze twierdzą również, że uszkodzenia prawej okolicy skroniowej nie wpływają na rozpoznawanie takich emocji, jak gniew czy wesołość (McClelland i wsp. 2006). Do podobnych wniosków doszli również badacze prozodii (Dellacherie i wsp. 2011b). Z kolei w badaniu Rymarczyk i Grabowskiej (2007) dowiedziono, że osoby z uszkodzeniami skroniowymi wykazywały zaburzenia w rozumieniu intonacji, która wyrażała smutek.
Do nieco odmiennych wniosków doszli natomiast Nijboer i Jellema (2012), którzy na podstawie studium przypadku kobiety po rozległym zawale powodującym uszkodzenie okolic skroniowych rozszerzonych na przednią część mózgu oraz fragmenty okolic ciemieniowych stwierdzili u pacjentki niezdolność do rozpoznawania emocji na przedstawianych jej twarzach, podczas gdy nie wykazywała ona zaburzeń dotyczących rozpoznawania płci czy tożsamości. Pacjentka zachowała zdolność rozpoznawania emocji pozytywnej (wesołość), natomiast wszystkie prezentowane emocje negatywne (strach, wstręt, złość i smutek) nie były przez nią określane poprawnie. Błędy polegały na myleniu negatywnych emocji między sobą oraz przypisywaniu im wartości pozytywnej (wesołości).
Najmniej zbadanym obszarem związanym z percepcją emocji w wypadku uszkodzenia prawego płata skroniowego jest zagadnienie emocji przedstawionych w muzyce. W badaniach zwrócono uwagę na fakt przeceniania wartości pobudzenia wywołanego przez fragmenty muzyczne o zabarwieniu pozytywnym przez osoby z uszkodzeniem skroniowym prawej półkuli w porównaniu z osobami z uszkodzeniem lewostronnym, które to oceniały pobudzenie znacznie niżej (Khalfa i wsp. 2008). Tak jak w przypadku innych rodzajów prezentowania bodźców emocjonalnych, wykazano występowanie nasilonego deficytu rozpoznawania strachu w muzyce przez osoby z uszkodzeniami prawostronnymi (Gosselin i wsp. 2005).
Również w tym przypadku rozpoznawania emocji w muzyce badania nie są jednoznaczne. Dellacherie i wsp. (2011a) wykazali, że wyniki osób, u których wystąpiło uszkodzenie mózgu, nie różniły się istotnie od rezultatów grupy kontrolnej, do której należały osoby zdrowe.
Biorąc pod uwagę powiązanie funkcjonalne prawego płata skroniowego z odbiorem wrażeń muzycznych nacechowanych emocjonalnie, a także niejednoznaczność w dotychczasowych badaniach na ten temat, celem niniejszej pracy było zbadanie, jak uszkodzenie prawego płata skroniowego wpływa na określanie emocji wywoływanych przez muzykę klasyczną.

Materiał i metody

Badanie zostało przeprowadzone w grupie 31 osób (19 mężczyzn i 12 kobiet) hospitalizowanych na oddziałach neurologicznych i neurochirurgicznych łódzkich szpitali z powodu uszkodzenia prawego płata skroniowego spowodowanego obecnością guza (27 osób) lub uszkodzeniem mechanicznym, na skutek którego doszło do udaru (4 osoby). We wszystkich przypadkach uszkodzenia te nie obejmowały innych obszarów mózgu poza płatem skroniowym. W badaniu wzięły udział osoby w wieku od 25 do 65 lat. Wszystkie osoby dobrowolnie wyraziły zgodę na udział w badaniu. Grupa kontrolna została dopasowana do badawczej z uwzględnieniem kanonu jednej różnicy. Był to dobór parami pod względem wieku, płci oraz wykształcenia, a także stopnia wykształcenia muzycznego.
Badania przeprowadzono za zgodą komisji ds. bioetyki badań naukowych Uniwersytetu Łódzkiego (uchwała nr 10/KBBN-UŁ/I/2014).
Określanie emocji wyrażanych w muzyce oceniano za pomocą narzędzia skonstruowanego na potrzeby badania. Składało się z listy 22 słów zawierających określenia emocji pozytywnych, negatywnych, słowa neutralne i dotyczące fizycznych właściwości muzyki (amplitudy, częstotliwości i tempa) oraz 12 fragmentów utworów muzycznych różniących się między sobą zabarwieniem emocjonalnym.
Zadaniem pacjentów podczas badania było wysłuchanie 12 fragmentów utworów muzycznych o długości ok. 30 sekund każdy. Po odtworzeniu każdego z nich osoby badane proszono o ustosunkowanie się do 22 określeń czytanych przez badającego poprzez odpowiedź „tak” lub „nie” w zależności od tego, czy dane określenie dobrze opisuje wysłuchany fragment. Czas całego badania wyniósł ok. 30 minut. Procedura nie zakładała powtarzania badania. Listę utworów przedstawiono w tabeli 1., listę słów wykorzystanych w badaniu zestawiono w tabeli 2.
Wyniki uzyskano przez zsumowanie liczby słów, jakich osoby z grupy badawczej i kontrolnej użyły do określenia fragmentów utworów muzycznych, a także podliczenie, ile słów odnosiło się do emocji pozytywnych, negatywnych, fizycznych właściwości dźwięku oraz ile badani użyli określeń neutralnych. Hipotezy weryfikowano za pomocą testu t Studenta dla prób niezależnych. Liczba osób w grupie wynosiła 31, dlatego na podstawie twierdzeń granicznych (Freund 1968) odstąpiono od badania normalności rozkładu. Podczas testowania każdej z hipotez badano jednorodność wariancji testem Levene’a.

Wyniki

Średnie wyniki dotyczące liczby określeń wskazanych przez osoby badane jako dobrze opisujące fragmenty utworów muzycznych z odchyleniami standardowymi dla obu grup przedstawiono w tabeli 3.
Osoby z uszkodzeniem prawego płata skroniowego miały większą trudność z rozpoznawaniem emocji zawartych we fragmentach utworów muzycznych niż osoby zdrowe, jednak ogólna liczba słów używanych do ich opisu pozostała podobna. Pacjenci rzadziej określali emocje występujące w muzyce jako negatywne, natomiast nie różnili się pod względem częstości wybierania określeń pozytywnych. W grupie badanej zaobserwowano też większą tendencję do opisywania fragmentów utworów muzycznych przy użyciu określeń dotyczących fizycznych właściwości dźwięku niż w grupie kontrolnej. Nie wykazano różnic w opisywaniu muzyki za pomocą określeń neutralnych.

Omówienie

Problem przetwarzania i określania emocji przez osoby z uszkodzeniem prawego płata skroniowego nie był dotąd szeroko omawiany w literaturze, a tylko nieliczni badacze korzystali z materiału muzycznego jako sposobu prezentowania emocji. W części z tych badań uzyskiwano sprzeczne wyniki, dlatego tematyka ta powinna być nadal zgłębiana.
Jednym z nielicznych dowodów na wpływ uszkodzeń prawego płata skroniowego na percepcję muzyki są badania przeprowadzone przez Goselin i wsp. (2005). Uzyskano w nich wyniki świadczące o występowaniu na skutek zniszczenia tego obszaru łącznie z ciałem migdałowatym deficytów w rozpoznawaniu strachu. Wyniki zaprezentowane w niniejszej pracy po części pokrywają się z rezultatami uzyskanymi przez innych badaczy. Stwierdzono istotnie obniżone wyniki wśród osób z uszkodzeniem prawego płata skroniowego w przypadku używania określeń o zabarwieniu negatywnym, przy czym do strachu można odnieść określenie „niepokojący”. Innym wyrazem znajdującym się w tej grupie było słowo „smutny”. To określenie można odnieść do badania Goselin i wsp. (2005), w którym nie wykazano różnic w rozpoznawaniu smutku przez osoby z uszkodzeniem prawego i lewego płata skroniowego. Różnice między rezultatami tych badań mogą wynikać z doboru grupy kontrolnej. W niniejszej pracy były to osoby zdrowe, podczas gdy badacze porównywali następstwa uszkodzenia prawego lub lewego płata skroniowego. Nie rozstrzygnięto ostatecznie, czy ten defekt dotyczy wszystkich emocji negatywnych, czy jedynie strachu, dlatego należy w przyszłości poświęcić więcej uwagi temu zagadnieniu.
Badacze są zgodni co do braku wpływu uszkodzenia prawego płata skroniowego na emocje pozytywne (Gosselin i wsp. 2005; McClelland i wsp. 2006; Nijboer i Jellema 2012). Dotyczy on zarówno przedstawiania ich za pomocą muzyki, jak i w innych rodzajach materiału. Wyniki niniejszej pracy także prowadzą do takich wniosków, które są zgodne z poglądem o mniejszej aktywacji prawej półkuli w przypadku emocji pozytywnych (Davidson 1984). Należy jednak zwrócić uwagę, że każde z tych badań, z niniejszą pracą włącznie, dotyczyło rozpoznawania emocji, które wg Etcoffa (1989) powinno być silnie związane z prawą półkulą, zarówno dla identyfikowania emocji pozytywnych, jak i negatywnych. W związku z tym pacjenci powinni uzyskiwać ogólne niższe wyniki w porównaniu z osobami zdrowymi, jednak nie zaobserwowano takiej tendencji.
Badania Kimury (1964, 1967) nad amuzją dostarczyły informacji na temat powiązania uszkodzenia prawej półkuli z deficytami w percepcji melodii. Inne badania nad funkcjami prawej półkuli przeprowadzone przez Sparksa i wsp. (1970) dotyczące bodźców tonalnych, a także prace Zurifa i Ramiera (1972) nad akustycznymi parametrami mowy potwierdziły te dane. W opisywanym badaniu również wykazano istnienie pewnych deficytów dotyczących fizycznych aspektów utworów muzycznych, co może mieć związek z uszkodzeniem prawej półkuli mózgowej. Sposób określania przez pacjentów (wskazywanie losowych określeń, często sprzecznych) wskazuje jednak w większym stopniu na zaburzenie funkcji pamięciowych. Takie wytłumaczenie byłoby zgodne z wnioskami płynącymi z publikacji Buccione i wsp. (2008), mówiącymi o możliwości wystąpienia problemów z pamięcią przy uszkodzeniu prawej okolicy skroniowej. Walsh i Darby (2008) za przyczynę takich deficytów uznali uszkodzenie struktur podkorowych – ciała migdałowatego i hipokampa, które w grupie osób badanych na potrzeby niniejszej pracy mogło występować we wszystkich przypadkach.
Należy zatem zwrócić uwagę, w jaki dokładnie sposób przetwarzanie głośności, wysokości dźwięku czy tempa zostaje zaburzone w przypadku osób z uszkodzeniem prawego płata skroniowego. Kolejnym obszarem badań może być wpływ niezdolności do rozpoznawania tych właściwości na emocjonalny odbiór wrażeń muzycznych. Za możliwą przyczynę wystąpienia zaburzeń w określaniu tych cech uznano uszkodzenie struktur podkorowych odpowiadających za procesy pamięciowe. Założenie to wymaga jednak potwierdzenia w kolejnych badaniach.
W niniejszej pracy dodatkowo podjęto próbę wyjaśnienia wpływu uszkodzeń prawego płata skroniowego na opisywanie utworów muzycznych za pomocą słów neutralnych. Dotychczas nie przeprowadzono żadnych badań na ten temat, a przyjęte założenie miało charakter eksploracyjny. W rezultacie tych badań nie zostało ono potwierdzone. Można wiązać to z brakiem zaangażowania struktur prawej skroni w proces określania muzyki w kategoriach nieemocjonalnych.

Wnioski

Osoby z uszkodzeniem prawego płata skroniowego rzadziej niż osoby zdrowe rozpoznają emocje obecne w muzyce, szczególnie negatywne, natomiast częściej opisują utwory muzyczne, odnosząc się do fizycznych właściwości dźwięków.
Osoby z uszkodzeniem prawego płata skroniowego określają emocje występujące w muzyce jako pozytywne i opisują ją słowami neutralnymi tak samo często jak osoby zdrowe.

Piśmiennictwo

1. Buccione I, Fadda L, Serra L, et al. Retrograde episodic and semantic memory impairment correlates with side of temporal lobe damage. J Int Neuropsychol Soc 2008; 14: 1083-1094.
2. Davidson RJ. Hemispheric asymetry and emotion. W: Approaches to emotion. Scherer KR, Ekman P (red.). Psychology Press, Hillsdale 1984; 39-58.
3. Dellacherie D, Bigand E, Molin P, et al. Multidimensional scaling of emotional responses to music in patients with temporal lobe resection. Cortex 2011a; 49: 1107-1115.
4. Dellacherie D, Hasboun D, Baulac M, et al. Impaired recognition of fear in voices and reduced anxiety after unilateral temporal lobe resection. Neuropsychologia 2011b; 49: 618-629.
5. Etcoff NL. Asymmetries on recognition of emotion. W: Handbook of Neuropsychology. Boller F, Grafman J (red.). Elsevier, Amsterdam 1989; 363-382.
6. Freund JE. Podstawy nowoczesnej statystyki. PWE, Warszawa 1968.
7. Gosselin N, Peretz I, Noulhiane M, et al. Impaired recognition of scary music following unilateral temporal lobe excision. Brain 2005; 128: 628-640.
8. Heutink J, Brouwer WH, de Jong BM, et al. Conscious and unconscious processing of fear after right amygdala damage: a single case ERP-study. Neurocase 2011; 17: 297-312.
9. Khalfa S, Guye M, Peretz I, et al. Evidence of lateralized anteromedial temporal structures involvement in musical emotion processing. Neuropsychologia 2008; 46: 2485-2493.
10. Kimura D. Left-right differences in the perception of melodies. Q J Exp Psychol 1964; 16: 35-38.
11. Kimura D. Functional asymmetry of the brain in dichotic listening. Cortex 1967; 3: 163-178.
12. Labudda K, Mertens M, Steinkroeger C, et al. Lesion side matters – an fMRI study on the association between neural correlates of watching dynamic fearful faces and their evaluation in patients with temporal lobe epilepsy. Epilepsy Behav 2014; 31: 321-328.
13. McClelland S, Garcia R, Peraza DM, et al. Facial emotion recognition after curative nondominant temporal lobectomy in patients with mesial temporal sclerosis. Epilepsia 2006; 47: 1337-1342.
14. Meletti S, Benuzzi F, Rubboli G, et al. Impaired facial emotion recognition in early-onset right mesial temporal lobe epilepsy. Neurology 2003; 60: 426-431.
15. Nijboer TC, Jellema T. Unequal impairment in the recognition of positive and negative emotions after right hemisphere lesions: A left hemisphere bias for happy faces. J Neuropsychol 2012; 6: 79-93.
16. Rymarczyk K, Grabowska A. Sex differences in brain control of prosody. Neuropsychologia 2007; 45: 921-930.
17. Sparks R, Goodglass H, Nickel B. Ipsilateral versus contralateral extinction in dichotic listening from hemisphere lesions. Cortex 1970; 6: 249-260.
18. Walsh K, Darby D. Neuropsychologia kliniczna. GWP, Gdańsk 2008.
19. Zurif EB, Ramier AM. Some effects of unilateral brain damage on the perception of dichotically presented phoneme sequences and digits. Neuropsychologia 1972, 10: 103-110.