The recognition of emotional facial expressions is critical for our social interactions. Negativity bias in facial emotion processing, a tendency to interpret ambiguous facial expressions negatively, can be observed in healthy people depending on their mental states and more frequently reported among mood disorder patients. Especially, this negativity bias has been thought to be one of the important mechanisms of maintenance and aggravation of the anxiety disorder. However, the neural mechanisms underlying the negativity bias in facial emotion processing remain unclear. In this study, we proposed that increased representational similarity between neutral and negative emotional faces is a cause of the negativity bias during facial emotion perception. To test this hypothesis, we performed an event-related functional magnetic resonance imaging (fMRI) experiment. During the scan, the cortical activities were recorded while non-patient participants performed facial emotion recognition tasks with a series of graded stimuli morphed between prototypical neutral and angry or happy faces. We found that the participant with the higher negativity bias showed more similarities between the representations for prototypical neutral and angry faces in the right ventrolateral prefrontal cortex (VLPFC), one of the cortical areas whose response patterns could be used to decode prototypical angry and neutral faces. Moreover, the representation of the right VLPFC for low-intensity angry faces was more likely classified as the prototypical angry faces as the negativity bias increases. Additionally, these representational similarities were significantly correlated with individual state-anxiety level. Therefore, these results suggest that the negativity bias in facial emotion processing is specifically linked to the neural representation similarity between a perceived face and angry face in the right VLPFC.
정확한 얼굴 표정 인식은 인간의 사회생활에서 핵심적인 능력이다. 주어진 얼굴 표정보다 더 부정적으로 인식하는 부정 편향은 보통 사람의 경우에도 심리상태에 따라 나타날 수 있을 뿐 아니라, 불안 장애를 포함한 기분 장애 환자에서 자주 보고되고 있다. 특히 이러한 부정 편향은 불안 장애를 악화시킬 수 있는 요인으로 지목되고 있다. 그러나 부정 편향에 대한 신경 기전에 대해서는 확실하게 밝혀진 바가 없다. 본 연구에서는 중성적인 얼굴과 부정적 감정의 얼굴 지각에 대한 신경 표상의 차이가 적은 것으로부터 발생하는 인지 오류가 얼굴 표정 지각 과정 중 나타나는 부정 편향의 원인이라는 가설을 제안하고, 이를 검증하기 위해서 사건 관련 기능자기공명영상 실험을 수행하였다. 참여자들이 분노 또는 기쁨과 중립적인 표정이 몰핑된 불확실한 얼굴 표정 또는 전형적인 분노, 기쁨, 중립적인 표정을 보고 제시된 얼굴 표정의 정서가 무엇인지 답하는 과제를 수행하는 동안 대뇌피질 활동을 측정하였다. 그 결과, 분노와 중립적 표정에 대해서 서로 다른 뇌활성 패턴을 보이는 뇌영역 중에 오른쪽 복외측 전전두피질의 중립적 얼굴에 대한 신경 표상이 부정 편향이 심한 사람일수록 전형적인 중립적 얼굴 보다는 전형적인 분노의 얼굴에 대한 신경 표상과 유의미하게 비슷해지는 경향을 발견하였다. 또한 낮은 정서적 강도의 분노 얼굴에 대한 오른쪽 복외측 전전두피질의 신경 표상 역시 부정 편향이 심한 사람일수록 전형적인 분노에 대한 신경 표상으로 분류되는 경향이 나타났다. 이러한 신경 표상상의 경향은 개개인의 상태 불안 척도와 유의미한 상관관계를 나타내었다. 이러한 결과는 오른쪽 복외측 전전두피질의 신경 표상에 따라 불안과 관련된 분노에 대한 부정 편향을 야기시킴을 시사한다.
