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Multisensory integration of natural volatile stimuli

Laura Hackl

Art der Arbeit

Diplomarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Lebenswissenschaften

Betreuer*in

Walter Jäger

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DOI

10.25365/thesis.26982

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29772.64523.844261-4

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Durch evolutionären Druck sind Organismen gezwungen, ihre Umgebung genau zu beobachten um potentiell gefährliche oder günstige Stimuli zu detektieren, mit dem Ziel, das eigene Überleben zu sichern. Deshalb sind eine genaue Auffassung von sensorischen Stimuli in unterschiedlichen Modalitäten, sowie eine emotionale Evaluierung dieser wichtige Funktionen, die es einem Individuum erlauben, entsprechend zu reagieren. Mindestens zwei verschiedene Motivationssysteme sollen für diese Reaktionen, die Annäherungs- oder Abweisungsverhalten hervorrufen, verantwortlich sein. Menschen nähern sich positiv evaluierten Stimuli eher an und vermeiden negative Stimuli. Eine Möglichkeit, um Annäherungs- bzw. Abwendungstendenzen gegenüber emotionalen Stimuli auf motorischer Ebene im Menschen zu untersuchen, bieten experimentelle Modelle, die Reaktionszeiten in Form von Armbewegungen messen, ein Beispiel ist der ‚Approach-Avoidance-Task’ (AAT). Hierbei werden Studienteilnehmer gebeten, Armbewegungen durchzuführen, welche entweder mit ihren Aktionstendenzen übereinstimmen, oder nicht. Zum Beispiel, in einer übereinstimmenden Armbewegung drückt der Studienteilnehmer den Joystick von sich weg (Arm-Streckung), wenn er einem negativen Stimulus ausgesetzt ist bzw. er zieht den Joystick zu sich, wenn er einem positiven Stimulus ausgesetzt ist (Arm-Beugung). In einer nicht-übereinstimmenden Armbegeweung werden die Teilnehmer gebeten, gegensätzliche Armbewegungen durchzuführen (zum Beispiel, den Joystick an sich ziehen bei einem negativen Stimulus beziehungsweise wegdrücken bei einem positiven Stimulus). Beim Berechnen der Differenz der Reaktionszeiten zwischen übereinstimmenden und nicht-übereinstimmenden Bewegungen gegenüber positiven und negativen Stimuli konnte gezeigt werden, dass Teilnehmer schneller übereinstimmende Arm-Bewegungen ausführten, als nicht-übereinstimmende. Dieses Modell wurde in verschiedenen Studien angewandt, die meist die motorischen Annäherungs- beziehungsweise Abwendungstendenzen im visuellen Kontext allein untersuchten. Nachdem Stimuli in allen Modalitäten relevante Informationen zur Umgebung geben können, haben sie die Möglichkeit ähnliche Antworten des motorischen Systems hervorzurufen. Besonders Geruchstoffe, die bekannt sind für die enge Verbindung mit Emotionen und deren Einfluss auf das Handeln, sind interessante Stimuli, die mit diesem Modell getestet werden können. Um den Effekt von Stimuli abseits von der rein visuellen Modalität zu erforschen, führten die Studienteilnehmer eine modifizierte Version des AAT durch, wobei soziale visuelle (menschliche Gesichter, die positive und negative Emotionen zeigen) und olfaktorische (positive und negative gewöhnliche Gerüche oder soziale chemische Signale) Stimuli verwendet wurden. Das Ziel dieses Projektes war es, herauszufinden, wie Gerüche einer sozialen und nicht-sozialen Natur in Verbindung mit emotional positiven und negativen visuellen Stimuli mit sozialem Kontext das evaluative Motorsystem beeinflussen. Dies führte zur Anwendung des AAT in drei verschiedenen Experimenten mit multimodalem Kontext. Die Teilnehmer zogen den Joystick an sich, oder drückten ihn weg als Antwort auf wütende, glückliche oder neutrale Gesichtsausdrücke, während entweder kein Geruch (Experiment 1), positive oder negative gewöhnliche Gerüche (Experiment 2) oder soziale Gerüche (Experiment 3) präsentiert wurden. Experiment 1 wurde durchgeführt, um frühere Ergebnisse (unimodal visuell) zu reproduzieren. Fünf weibliche und fünf männliche Teilnehmer wurden getestet. Es konnte, wie erwartet, eine Annäherung gegenüber positiven visuellen Stimuli und eine Abneigung gegenüber negativen Stimuli gezeigt werden. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass neutrale Gesichtsausdrücke eine leichte Abneigungstendenz hervorriefen. Experiment 2 wurde durchgeführt, um das Verhalten gegenüber den selben sozialen visuellen Stimuli zu erfassen, während gewöhnliche Gerüche mit unterschiedlicher Wertigkeit – neutral, positiv oder negativ – präsentiert wurden. Zehn weibliche und zehn männliche Teilnhemer wurden mit den visuellen und olfaktorischen Stimuli getestet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wertigkeit eines Geruches keinen Einfluss auf das motorische Annäherungs- und Abweisungsverhalten im AAT hat. Die Ergebnisse von Experiment 2 – positive und negative gewöhnliche Gerüche haben keinen Einfluss auf das motorische Wertungsverhalten – führten zur Hypothese, dass ein soziales chemisches Signal das Verhalten im AAT beeinflussen könnte. Deshalb wurden in Experiment 3 maskierte, auf das Geschlecht abgestimmte, Körpergerüche und ein gewöhnlicher Geruch präsentiert, während das motorische Annäherungs- und Abweisungsverhalten gemessen wurde. Es wurden die selben visuellen Stimuli wie in den Experimenten 1 und 2 verwendet. Nachdem die Sammlung von Körpergerüchen eine zeitaufwändige und sehr detaillierte Prozedur erfordert, wurden nur zwei weibliche und zwei männliche Teilnehmer getestet. Die Resultate sind nicht signifikant – was unter Umständen auf die geringe Anzahl an Studienteilnehmern zurückgeführt werden kann – und zeigen, dass sich die Reaktionszeit zu den positiven und negativen sozialen visuellen Stimuli nicht verändert, wenn der gewöhnliche Geruch präsentiert wird. Es konnte jedoch ein abweichendes Verhaltensmuster gezeigt werden, wenn der maskierte Körpergeruch präsentiert wurde. Die Teilnehmer mieden die wütenden Gesichtsausdrücke eher und näherten sich den glücklichen Gesichtsausdrücken an. Neutrale Gesichtsausdrücke wurden – wie bereits im unimodalen Experiment 1 gezeigt – eher gemieden. Zusammenfassend zeigen die Resultate der drei Experimente, dass die Wertigkeit von gewöhnlichen Gerüchen ohne Beziehung zu den emotionalen, visuellen Stimuli die Motivationstendenzen nicht beeinflusst. Wird der visuelle Stimulus jedoch mit einem sozialen, chemischen Signal gepaart, auch wenn dies nicht bewusst wahrgenommen wird, wird ein Unterschied im Annäherungs-/ Abwendungsverhalten festgestellt. Um dieses Verhalten jedoch vollständig zu evaluieren, müssten weitere Studien durchgeführt werden.

Abstract

(Englisch)

Evolutionary pressure forces organisms to thoroughly observe their environment in order to detect potentially dangerous and beneficial stimuli, with the final aim of maximizing the chances of survival. Therefore, accurate perception of sensory stimuli presented in different modalities and their affective evaluation are important functions, which allow for the preparation of an individual for appropriate actions. These actions are proposed to be organized by at least two different motivational systems that enable approach or avoidance behaviors. In general, people tend to approach positively evaluated stimuli and to avoid negatively evaluated ones. A way to investigate approach–avoidance motor tendencies in humans is offered by experimental paradigms measuring the reaction time of arm movements used to evaluate the emotional valence of affective stimuli, such as the approach-avoidance-task. Participants are asked to perform arm movements that are either congruent or incongruent with their action tendencies. As an example, affect congruent arm movements require participants to evaluate a stimulus as negative by pushing a response lever away (arm extension) and to evaluate a stimulus as positive by pulling the lever towards them (arm flexion). On the contrary, affect incongruent actions require participants to follow opposite instructions (e.g., pull a lever to a negative stimulus or push a lever to a positive stimulus). By calculating the difference in motor reaction time between affect-congruent and affect-incongruent movements to positive and negative stimuli, it has been revealed that participants are faster to produce affect-congruent than affect-incongruent arm. This paradigm has been applied to multiple studies, which have mostly examined the effect of motor-mediated approach and avoidance behavior in the visual domain. However, given that stimuli in all modalities can constitute relevant cues to navigate the environment, they can have the ability to trigger similar evaluative motor responses. In particular, odors, which are well known for their intimate interconnection with emotions and their influence on actions, constitute an interesting stimulus to be tested with this paradigm. In order to investigate the effect of stimuli presented in modalities other than the visual one, the experimental participants were administered with a modified version of the AAT, which included visual social stimuli (i.e., human faces expressing positive and negative emotions) and olfactory stimuli, positive or negative common odors, or social chemosignals. The aim of the present project was to explore how odors of a social and non-social nature can influence our evaluative motor behavior when reacting to emotional positive and negative visual stimuli with a social meaning. Three experiments were conducted by administering three separate samples of participants with the AAT in varied visual and visuo-olfactory contexts. Participants were required to respond by pushing or pulling a joystick lever to angry, happy and neutral human faces while no odor (Experiment 1), positive and negative non-social common odors (Experiment 2) and social odors (Experiment 3), were presented. Experiment 1 was aimed to replicate earlier findings on the unimodal visual task. Five female and five male participants were tested, showing approach towards positive visual stimuli and avoidance towards negative visual stimuli, as previously proposed. Additionally, the inclusion of neutral faces revealed a slight tendency to produce an avoidance reaction. Experiment 2 was aimed at ascertaining the behavioral response to the same social visual stimuli while presenting common odors with a differing valence – a neutral, a pleasant or an unpleasant common odor. Ten female and ten male participants responded to the visual and olfactory stimuli in the AAT task. Results revealed that the valence of common odors did not influence the approach avoidance motivational response in the AAT. The result of Experiment 2 – namely, that positive and negative common odors have no influence on affective motor behavior – raised the hypothesis that a social chemosignal might instead influence the motor response to social visual stimuli in the AAT. Therefore, Experiment 3 was conducted by presenting a masked gender-matched body odor and a common odor while recording the motor approach and avoidance reactions to the same social visual stimuli used in the previous experiments. Given that body odors require a time consuming and very detailed collection procedure, only two female and two male participants were included in the sample. Results, although not significant possibly due to the limited sample size, indicate that the motor reaction time to positive and negative social visual stimuli is not sensitive to the influence of the common odor but shows an interesting pattern for the masked social chemosignal. Participants tended to avoid the angry faces and to approach the happy faces when they were exposed to the body odor. As in Experiment 1, a neutral face was avoided. Taken altogether, the results of these experiments demonstrate that the valence of common odors, with no relation to the social affective visual stimuli, does not influence our motivational tendencies towards them. However, pairing the visual presentation with a social chemosignal, even when not perceived on a conscious level, seems to produce a difference in the approach avoidance motor behavior. In order to fully disentangle this issue, future studies are needed.

Autor*innen

Laura Hackl

Haupttitel (Deutsch)

Multisensory integration of natural volatile stimuli

Paralleltitel (Deutsch)

Multisensorische Verarbeitung von natürlichen, flüchtigen Verbindungen

Publikationsjahr

2013

Umfangsangabe

IV, 95 S.

Sprache

Deutsch

Beurteiler*in

Walter Jäger

Klassifikationen

44 Medizin > 44.40 Pharmazie, Pharmazeutika ,

44 Medizin > 44.42 Pharmazeutische Chemie

AC Nummer

AC10789313

Utheses ID

24138

Studienkennzahl

UA | 449 | | |

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Schlagwörter