Self-processing in the brain through the prism of art and psychopathology

Zaytseva, Yulia (2025): Self-processing in the brain through the prism of art and psychopathology. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

The self is studied in depth in psychology and neuroscience, yet there is no universally recognized definition of what the self is or could be. A new integrative theoretical model of neural mechanisms of the self was introduced based on empirical findings: cortical midline structures (parts of the default mode network) of the brain are involved in the processing of stimuli that refer or relate to the self. Specifically, "self-referential" represents an external point of view while "self-related" means an internal point of view. It is assumed that the components of the self should be viewed as constituents and functions of complex networks rather than as distinct identities. In a series of studies, we aimed to link self-referential and self-related processing with neural activity. We employed both single studies and group designs. Individuals whose professional identity was notable and distinctive (a famous opera singer, a catholic bishop) represented single cases. In contrast, the clinical case illustrated an example of disordered basic self-processing (depersonalization case). Using a single case approach, we avoided the inter-subject heterogeneity in a group, allowing us to focus on the intricacies deriving from that individual's unique background and epigenetic influences. The focus of the group studies was on the role of emotional processing in individuals with Alzheimer's disease who had a memory impairment that compromised their identity, as well as how musical training could intensify emotions by engaging in self-referential processing (neural processing in musicians vs. non-musicians). We identified the cortical midline structures as being involved in self-referential and self-related processing in diverse ways. Specifically, self-referential processing was associated with activations in cortical midline structures (DLPFC, ACC, OFC) in the case of an eminent opera singer. The activation of the precuneus and subcortical structures drove the self-related activity. At the same time, the role of the default mode network was highlighted as being disinhibited in a depersonalization case or during praying in a religious case. The association between self-referential processing, emotions, and memory was demonstrated in group studies. Thus, emotional expression deficit in Alzheimer's patients was closely linked with a decline in autobiographical memory, consequently affecting personal identity. In musicians, the emotional perception was intensified and presumably became more self-referential as the frontal midline structures were more activated in contrast to non-musicians. Art and pathology can provide insight into the neural processing of the self as the cases allow us to naturally model self-processing relying either on protrusive or diminutive features.

Abstract

Das Selbst wird in Psychologie und Neurowissenschaften intensiv untersucht, doch es existiert noch keine allgemein gültige Definition, was das Selbst ist oder sein könnte. Es wird ein neues integratives theoretisches Modell für neuronale Mechanismen des Selbst auf der Basis von empirischen Befunden vorgeschlagen: Kortikale Mittellinienstrukturen des Gehirns (Teile des Ruhenetzwerks) sind an der Verarbeitung von Reizen beteiligt, die in einer Referenz („self-referential“) zu oder in einer engen Verknüpfung („self-related) mit dem Selbst stehen; „self-referential“ bezeichnet eher einen externen Standpunkt zu sich selbst; „self-related“ bezeichnet einen eher internen Standpunkt. Es wird davon ausgegangen, dass Komponenten des Selbst als Bestandteile und Funktionen komplexer Netzwerke und nicht als eigenständige Entitäten zu verstehen sind. In mehreren Studien war das Ziel, die Verarbeitung der beiden Selbst-Modi in einen Zusammenhang mit neuronalen Aktivitätem zu bringen. Es wurden sowohl Einzel- als auch Gruppendesigns genutzt, und Personen mit einer akzentuierten Identität aufgrund des Berufs oder der Beschäftigung oder auch mit Störungen des Selbst aufgrund klinischer Pathologie (Schizophrenie, Morbus Alzheimer) wurden eingeschlossen. Personen mit bemerkenswerter und ausgeprägter beruflicher Identität (eine berühmte Opernsängerin, ein katholischer Bischof) stellten Einzelfälle dar, und ein klinischer Fall diente als Beispiel für eine grundlegend gestörte Selbstverarbeitung (Depersonalisation). Durch die Verwendung des Einzelfallansatzes wurde eine interindividuelle Heterogenität der Gruppe vermieden, was ermöglichte, sich auf besondere Feinheiten zu konzentrieren, die sich aus der einmaligen Beschaffenheit und epigenetischen Einflüssen eines Individuums ergaben. Der Fokus in den Gruppenstudien lag auf der Rolle der Emotionsverarbeitung bei Personen mit Morbus Alzheimer mit einer Gedächtnisstörung, die ihre Identität beeinträchtigte, sowie darauf, wie ein musikalisches Training Emotionen intensivieren kann, indem es selbst-referentielle Verarbeitung nutzt. Es wurde festgestellt, dass kortikale Mittellinienstrukturen auf verschiedene Weise bei den beiden Selbst-Modi beteiligt sind. Insbesondere war die „self-referential” Verarbeitung mit Aktivierungen in kortikalen Mittellinienstrukturen (DLPFC, ACC, OFC) bei der berühmten Opernsängerin verbunden. Die „self-related“ Aktivität wurde durch Aktivierungen im Precuneus und subkortikalen Strukturen beobachtet. Gleichzeitig wurde die Rolle des enthemmten Ruhenetzwerks bei einer Depersonalisation oder während eines religiösen Gebets festgestellt. Ein Zusammenhang zwischen „self-referential“ Verarbeitung, Emotionen und Gedächtnis wurde in den Gruppenstudien nachgewiesen. Das emotionale Ausdrucksdefizit bei bei Morbus Alzheimer war eng mit dem Nachlassen des autobiografischen Gedächtnisses verbunden, was sich auf die persönliche Identität auswirkte. Bei den Musikern war die emotionale Wahrnehmung intensiviert und wurde vermutlich stärker „self-referential“, da die frontalen Mittellinienstrukturen im Gegensatz zu Nichtmusikern stärker aktiviert waren. Insgesamt läßt sich sagen, daß Kunst und Pathologie besondere Einblicke in die neuronale Verarbeitung des Selbst erschließen; in solchen Fällen ist es möglich, auf eine besondere Weise die Selbstverarbeitung zu untersuchen und zu modellieren.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: Self processing, brain, fMRI, art, schizophrenia
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Englisch
• Datum der mündlichen Prüfung: 23. Januar 2025
• 1. Bericht­erstatter:in: Pöppel, Ernst