Modelli di regressione multivariati per la predizione delle emozioni sulla base del segnale elettroencefalografico

L’emozione è uno stato mentale associato al sistema nervoso causato da cambiamenti chimici associati a processi cognitivi. Purtroppo non esiste attualmente alcun consenso scientifico su una definizione comune, ma ne vengono fornite molte, ognuna specifica per la branca di studio che la indaga. Gli schemi emozionali, ovvero le esperienze emozionali più frequenti, sono interazioni dinamiche di emozione-cognizione che possono consistere in risposte momentanee e situazionali o tratti duraturi della personalità che emergono durante lo sviluppo. Le emozioni rivestono un ruolo fondamentale nell’evoluzione della coscienza e nelle svolgimento di tutti i processi mentali (Izard C.E.,2009 [25]).

Emozioni e le loro caratteristiche
Sin dal passato, si è sempre pensato e ritenuto legittimo il pensiero che le emozioni fossero in qualche modo correlate al cervello, ovvero lo strumento decisionale del corpo umano. Attraverso lo studio di aree ben specifiche e sulla base delle scoperte fatte finora attraverso la mappatura neurale del sistema limbico, è ormai noto che l’emozione viene vista come uno stato mentale, piacevole o spiacevole, organizzato appunto in quest’ultimo. Più precisamente, furono i lavori pioneristici di Broca (Broca P., 1878 [63]), Papez (Papez J., 1937 [63]) e MacLean (MacLean P.D., 1952 [63]) che suggerirono che l’emozione fosse legata ad un gruppo di strutture nel centro del cervello chiamato sistema limbico, il quale comprende l’ipotalamo, la corteccia cingolata, l’ippocampo e altre strutture. Ricerche più recenti hanno inoltre dimostrato che non tutte queste strutture sono direttamente legate alla generazione dell’emozione allo stesso modo, alcune più di altre.
E' stata anche considerata la presenza di strutture non limbiche aventi una maggiore rilevanza in ambito emotivo rispetto a quelle limbiche (LeDoux J.E., 1993 [40]).
Nota quindi la locazione dell’origine delle emozioni, non resta altro che definirle anche sotto l’aspetto chimico. La costante elaborazione delle informazioni da parte del cervello è resa possibile solo grazie alla capacità di comunicazione delle cellule specializzate, ovvero i neuroni, i quali interagiscono tra di loro attraverso i neurotrasmettitori. Molti di questi supportano la regolazione delle funzioni cerebrali ma, i più importanti, contribuiscono a regolare l’aspetto umorale dell’uomo, come la dopamina, la noradrenalina e la serotonina. La prima viene rilasciata dai neuroni per trasmettere tutte le informazioni legate al piacere, mentre, la seconda è responsabile del controllo dei livelli di stress e di ansia. L’ultima delle tre è invece responsabile della memoria e della capacità di imparare, nonchè dotata di un’azione stimolante sulla muscolatura liscia e di un’azione antiemorragica. A tal riguardo, molto interessante risulta il lavoro di Lövheim che, nel 2012, ha proposto una relazione diretta tra la combinazione di specifiche sostanze chimiche e lo stato emotivo. Tale ricerca vede la dopamina, la noradrenalina e la serotonina, le sostanze segnale, utilizzate per relazionarsi ad otto emozioni di base proposte da Tomkins (Tomkins S., 2012 [63]).
E' stato quindi presentato un modello in cui le sostanze segnale formano gli assi di un sistema di coordinate e le emozioni fondamentali sono poste negli otto rispettivi angoli. Indicandone un esempio, la rabbia è, secondo il modello, prodotta dalla combinazione di serotonina bassa, alta dopamina e alta noradrenalina (Lövheim H., 2012 [45]).

Modelli storici di riferimento
Per una visone più nitida di quanto si tratterà successivamente, verranno descritti ora i punti chiave che definiscono i modelli storici riguardanti il riconoscimento delle emozioni, i quali fungono da base teorica a questa ricerca. Se ci si concentra sull’aspetto storico e sul cambiamento degli schemi utilizzati per l’analisi e per lo studio delle emozioni nel corso del tempo, si possono considerare principalmente due modelli. Il primo di essi è basato sul fatto che le emozioni sono costrutti discreti e fondamentalmente diversi, mentre il secondo presuppone che le emozioni possano essere caratterizzate in raggruppamenti su una base dimensionale.

Nella teoria delle emozioni discrete, si pensa che tutti gli esseri umani abbiano un set innato di emozioni basilari culturalmente riconoscibili. Queste emozioni di base sono descritte come ”discrete” perchè si ritiene siano distinguibili dall’espressione facciale di un individuo e dai processi biologici. Diversi teorici hanno condotto studi per determinare quali emozioni siano fondamentali e quali altre siano sfaccettature delle prime. Una ricerca significativa è stata svolta da Paul Ekman, nel cui lavoro si è concluso che le sei emozioni di base sono rabbia, disgusto, paura, felicità, tristezza e sorpresa. Ekman spiega che ci sono caratteristiche particolari associate a ciascuna di queste emozioni, consentendo loro di esprimersi in vari gradi. Ogni emozione agisce come una categoria discreta piuttosto che come uno stato emotivo individuale (Ekman P., 1992 [17]).
Parlando di emozioni basilari, l’attivazione di un’emozione, come rabbia, tristezza o paura, viene innescata dalla valutazione del cervello di uno stimolo o di un evento. In particolare, si ipotizza che la funzione, l’espressione ed il significato di diverse emozioni siano biologicamente distinte l’una dall’altra. Un tema comune a molte teorie sulle emozioni di base è che dovrebbero esserci caratteristiche funzionali che distinguono le diverse emozioni: dovremmo essere in grado di dire quale emozione una persona sta provando osservando la sua attività cerebrale e/o la sua fisiologia. Inoltre, la conoscenza di ciò che la persona sta vedendo o del contesto più ampio dell’evento elicitante non dovrebbe essere necessaria per dedurre ciò che la persona sta provando (Ekman P., 1992 [17]).
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