Study of Odor pleasantness effects on Self-face Perception: Behavior and Brain Signals

Abstract

FMRI studies have suggested a possible effect of the pleasantness of olfactory stimuli on self-face perception, but the behavioral responses and neural mechanisms for such an effect are poorly understood. Our study aimed to identify behavioral and EEG changes in perceived self-face following the presentation of olfactory stimuli. Both pleasant and unpleasant odors were rated significantly higher than air conditions in odor intensity. The unpleasant odor was significantly different from the air condition in odor pleasantness, but the pleasant odor was not significantly different from the air condition in odor pleasantness. The differences between olfactory stimuli seen in odor pleasantness were replicated in self-ratings. When an unpleasant odor was presented, it was rated significantly lower than air and a pleasant odor. Brain processing signals following the presentation of the self-face were measured using EEG, and ERP analysis revealed olfactory stimulus differences in the amplitude and latency of positive and negative peak ERPs from 50 ms after the presentation of the self-face in the left hemisphere, right hemisphere, or central position. However, negative peak ERPs from 120-200 ms did not differ between odor conditions. Correlation analyses were used to determine which of the differential ERPs were associated with significantly reduced behavioral responses when unpleasant odors were presented. Our results confirmed that positive ERP amplitude (in 300- 600 ms and 600-800 ms of right hemisphere; in 800-1000 ms of left hemisphere) was associated with self-face preference among self-face ratings, which decreased after the presentation of unpleasant odor, and negative ERP latency (in 200-300 ms of left hemisphere and 300-600 ms of right hemisphere) was associated with attractiveness among self-face ratings. We show that the pleasantness of olfactory stimuli can influence behavioral and brain signal processing of self-face perception. Our results provide insight into the neural mechanisms of how olfactory stimuli affect the processing of self-face perception. Keywords: ERP, odor, self-face, self-face perception|후각 자극의 쾌적성이 자기 얼굴 인식에 미치는 영향에 대한 가능성은 fMRI 연구들을 통해 제시가 되었지만, 그 영향에 대한 행동적 반응과 신경 메커니즘은 잘 알려져 있지 않습니다. 우리의 연구는 향이 제시된 이후 인식되는 자기 얼굴에 대한 행동적, 뇌파적은 변화를 확인하는 것이 목표이다. 후각 기능과 시각 기능에 문제가 없는 건강하고 젊은 참가자 31명에게 한 호흡 동안 향을 맡은 후 자기 얼굴을 제시하였습니다. 쾌적한 향과 불쾌한 향 모두 Odor intensity에서 무 향 조건보다 유의미하게 높은 값으로 평가되었습니다. 불쾌한 향은 Odor pleasantness에서 무향 조건과 유의미하게 차이가 나타났지만, 쾌적한 향은 Odor pleasantness에서 무향 조건과 유의미한 차이가 없었습니다. Odor pleasantness에서 나타난 후각 자극간 차이는 자기 얼굴 평가에서 동일하게 나타났습니다. 불쾌한 향 조건이 제시되었을 때 무 향 조건과와 쾌적한 향 조건보다 유의미하게 낮은 평가을 보였습니다. 자기 얼굴이 제시된 이후 나타나는 뇌 처리 신호를 EEG를 통해 측정하고, ERP 분석 방법을 통해 자기 얼굴이 제시된 이후 50ms 부터의 Positive peak와 Negative peak ERPs의 amplitude와 latency에서 후각 자극에 따른 차이를 left hemisphere이나 right hemisphere 또는 central position에서 확인할 수 있었다. 그러나, 120-200 ms에서의 Negative peak ERP는 후각 자극간 차이가 나타나지 않았다. 불쾌한 향이 제시되었을 때 유의미하게 감소한 행동적 반응이 차이가 나타난 ERPs 중 어떤 것과 관련있는지 확인하기 위해 상관관계 분석을 활용하였다. 우리의 결과는 positive ERPs ampltidue (in 300-600 ms and 600-800 ms of right hemsiphere; in 800-1000 ms of left hemisphere)는 불쾌한 후각 자극이 제시된 후 감소하는 자기 얼굴 평가 중 선호도와 관련이 있으며, negative ERP latency (in 200-300 ms of left hemisphere and 300-600 ms of right hemisphere)은 self-face ratings 중 매력도와 관련이 있음을 확인하였다. Odor pleasantness가 자기 얼굴 인식을 행동적, 뇌 인식 처리에 영향을 미칠 수 있음을 보여준다. 우리의 실험 결과는 후각 자극이 자기 얼굴 인식 처리 과정에 미치는 영향에 관한 신경 메커니즘의 이해를 제공한다.