The Effects of Body Posture on Emotion Perception: A Developmental and Theoretical Analysis

Previously, studies investigating emotional face perception - regardless of whether they involved adults or children - presented participants with static photos of faces in isolation. In the natural world, faces are rarely encountered in isolation. In the few studies that have presented faces in context, the perception of emotional facial expressions is altered when paired with an incongruent context. For both adults and 8- year-old children, reaction times increase and accuracy decreases when facial expressions are presented in an incongruent context depicting a similar emotion (e.g., sad face on a fear body) compared to when presented in a congruent context (e.g., sad face on a sad body; Meeren, van Heijnsbergen, & de Gelder, 2005; Mondloch, 2012). This effect is called a congruency effect and does not exist for dissimilar emotions (e.g., happy and sad; Mondloch, 2012). Two models characterize similarity between emotional expressions differently; the emotional seed model bases similarity on physical features, whereas the dimensional model bases similarity on underlying dimensions of valence an . arousal. Study 1 investigated the emergence of an adult-like pattern of congruency effects in pre-school aged children. Using a child-friendly sorting task, we identified the youngest age at which children could accurately sort isolated facial expressions and body postures and then measured whether an incongruent context disrupted the perception of emotional facial expressions. Six-year-old children showed congruency effects for sad/fear but 4-year-old children did not for sad/happy. This pattern of congruency effects is consistent with both models and indicates that an adult-like pattern exists at the youngest age children can reliably sort emotional expressions in isolation. In Study 2, we compared the two models to determine their predictive abilities. The two models make different predictions about the size of congruency effects for three emotions: sad, anger, and fear. The emotional seed model predicts larger congruency effects when sad is paired with either anger or fear compared to when anger and fear are paired with each other. The dimensional model predicts larger congruency effects when anger and fear are paired together compared to when either is paired with sad. In both a speeded and unspeeded task the results failed to support either model, but the pattern of results indicated fearful bodies have a special effect. Fearful bodies reduced accuracy, increased reaction times more than any other posture, and shifted the pattern of errors. To determine whether the results were specific to bodies, we ran the reverse task to determine if faces could disrupt the perception of body postures. This experiment did not produce congruency effects, meaning faces do not influence the perception of body postures. In the final experiment, participants performed a flanker task to determine whether the effect of fearful bodies was specific to faces or whether fearful bodies would also produce a larger effect in an unrelated task in which faces were absent. Reaction times did not differ across trials, meaning fearful bodies' large effect is specific to situations with faces. Collectively, these studies provide novel insights, both developmentally and theoretically, into how emotional faces are perceived in context.

Asymmetries of Influence: Differential Effects of Body Postures on Perceptions of Emotional Facial Expressions

The accuracy and speed with which emotional facial expressions are identified is influenced by body postures. Two influential models predict that these congruency effects will be largest when the emotion displayed in the face is similar to that displayed in the body: the emotional seed model and the dimensional model. These models differ in whether similarity is based on physical characteristics or underlying dimensions of valence and arousal. Using a 3- alternative forced-choice task in which stimuli were presented briefly (Exp 1a) or for an unlimited time (Exp 1b) we provide evidence that congruency effects are more complex than either model predicts; the effects are asymmetrical and cannot be accounted for by similarity alone. Fearful postures are especially influential when paired with facial expressions, but not when presented in a flanker task (Exp 2). We suggest refinements to each model that may account for our results and suggest that additional studies be conducted prior to drawing strong theoretical conclusions.

Evaporative respiratory cooling augments pit organ thermal detection in rattlesnakes

Rattlesnakes use their facial pit organs to sense external thermal fluctuations. A temperature decrease in the heat-sensing membrane of the pit organ has the potential to enhance heat flux between their endothermic prey and the thermal sensors, affect the optimal functioning of thermal sensors in the pit membrane and reduce the formation of thermal ‘‘afterimages’’, improving thermal detection. We examined the potential for respiratory cooling to improve strike behaviour, capture, and consumption of endothermic prey in the South American rattlesnake, as behavioural indicators of thermal detection. Snakes with a higher degree of rostral cooling were more accurate during the strike, attacking warmer regions of their prey, and relocated and consumed their prey faster. These findings reveal that by cooling their pit organs, rattlesnakes increase their ability to detect endothermic prey; disabling the pit organs caused these differences to disappear. Rattlesnakes also modify the degree of rostral cooling by altering their breathing pattern in response to biologically relevant stimuli, such as a mouse odour. Our findings reveal that low humidity increases their ability to detect endothermic prey, suggesting that habitat and ambush sites election in the wild may be influenced by external humidity levels as well as temperature.

Evaluación de la morfología de la sínfisis mentoniana y su relación con el patrón facial en pacientes adultos [por] Héctor Madrigal Garza.

Tesis (Maestro en Ciencias Odontológicas con Especialidad en Ortodoncia) U.A.N.L.

Efecto de la condilectomía en ratas y su papel en la alteración de la estructura facial por Carlos Orozco Varela

Tesis (Maestría en Ciencias Odontológicas con Especialidad en Ortodoncia) U.A.N.L.

Influencia de la permeabilidad de las vías aéreas en el desarrollo facial por Dora Octavia Cantú Ríos

Tesis (Maestría en Ciencias Odontológicas con Especialidad en Ortodoncia) U.A.N.L.

Comparación de casos de avance maxilar utilizando la máscara facial de Petit y el Red (Distracción rígida externa) en pacientes con secuela de labio y paladar hendido

Tesis ( Maestría en Ciencias Odontológicas con Especialidad en Ortodoncia) U.A.N.L.

Prevalencia del patrón de crecimiento cráneo facial en niños de 6 a 15 años de edad del posgrado de Ortodoncia de la Facultad de Odontología de la UANL.

Tesis (Maestría en Ciencias Odontológicas con Especialidad en Ortodoncia) UANL, 2011.

Estudio morfológico de la distribución de las arterias cutáneas de la cara, su aplicación al colgajo de la ritidectomía facial

Tesis (Doctorado en Medicina) UANL.

Nuevas direcciones metodológicas desde una visión cognitiva y neurocomputacional en la exploración del reconocimiento facial de la emoción en el Síndrome de Down.

Tesis (Doctorado en Filosofía con Especialidad en Psicología) UANL, 2010.

Effet d’une orthèse d’avancement mandibulaire neutre combinée à un masque facial et nasal dans le traitement de l’apnée obstructive du sommeil par CPAP

Le traitement de première ligne de l’apnée obstructive du sommeil est l’appareil à pression positive, soit le CPAP, qui est le plus souvent utilisé avec un masque nasal. Certains patients, incapables de tolérer le masque nasal, doivent se tourner vers le masque facial, qui peut parfois requérir une pression supérieure à celle utilisée avec le masque nasal pour éliminer tous les événements respiratoires. Nous supposons que l’ajustement serré du masque facial, dans le but de réduire les fuites, entraîne une pression de recul sur la mandibule; ceci diminuerait le calibre des voies aériennes supérieures, nécessitant donc une pression effective thérapeutique supérieure pour rétablir un passage de l’air. Nos objectifs étaient : 1) de démontrer s’il y avait une différence de pression effective entre le masque nasal et le masque facial, 2) de quantifier la fuite entre les deux masques, 3) d’évaluer l’effet d’une orthèse de rétention mandibulaire neutre (OMN), qui empêche le recul mandibulaire, sur la pression effective des deux masques et 4) d’évaluer s’il existait un lien entre la céphalométrie et les réponses variables des individus. Méthodologie : Lors de cette étude expérimentale croisée, huit sujets (2 femmes, 6 hommes) avec une moyenne d’âge de 56,3ans [33ans-65ans] ont reçu un examen orthodontique complet incluant une radiographie céphalométrique latérale. Ils ont ensuite passé deux nuits de polysomnographie au laboratoire du sommeil en protocole « split-night » où les deux masques ont été portés, seuls, la première nuit, et avec l’OMN, la deuxième nuit. Résultats : Nous avons trouvé que la pression effective thérapeutique était supérieure avec le masque facial comparativement au masque nasal de manière statistiquement significative. Nous avons observé une fuite supérieure avec le masque nasal, ce qui permet de dire que la fuite n’explique probablement pas cette différence de pression entre les deux masques. L’OMN n’a pas donné d’effet statistiquement significatif lorsque combinée au masque nasal, mais il aurait probablement été possible de trouver un effet positif avec le masque facial si le Bi-PAP avait été inclus dans le protocole de recherche. Conclusion : Nos résultats ne permettent pas de confirmer le rôle du recul mandibulaire, causé par la force exercée avec le masque facial, dans l’obtention de pressions supérieures avec ce masque, mais nous ne pouvons toutefois pas éliminer l’hypothèse. Les résultats suggèrent également que ce phénomène est peut-être plus fréquent qu’on ne le croit et qu’il pourrait y avoir un lien avec certains facteurs anatomiques individuels.

Incorporating complex cells into neural networks for pattern classification

Dans le domaine des neurosciences computationnelles, l'hypothèse a été émise que le système visuel, depuis la rétine et jusqu'au cortex visuel primaire au moins, ajuste continuellement un modèle probabiliste avec des variables latentes, à son flux de perceptions. Ni le modèle exact, ni la méthode exacte utilisée pour l'ajustement ne sont connus, mais les algorithmes existants qui permettent l'ajustement de tels modèles ont besoin de faire une estimation conditionnelle des variables latentes. Cela nous peut nous aider à comprendre pourquoi le système visuel pourrait ajuster un tel modèle; si le modèle est approprié, ces estimé conditionnels peuvent aussi former une excellente représentation, qui permettent d'analyser le contenu sémantique des images perçues. Le travail présenté ici utilise la performance en classification d'images (discrimination entre des types d'objets communs) comme base pour comparer des modèles du système visuel, et des algorithmes pour ajuster ces modèles (vus comme des densités de probabilité) à des images. Cette thèse (a) montre que des modèles basés sur les cellules complexes de l'aire visuelle V1 généralisent mieux à partir d'exemples d'entraînement étiquetés que les réseaux de neurones conventionnels, dont les unités cachées sont plus semblables aux cellules simples de V1; (b) présente une nouvelle interprétation des modèles du système visuels basés sur des cellules complexes, comme distributions de probabilités, ainsi que de nouveaux algorithmes pour les ajuster à des données; et (c) montre que ces modèles forment des représentations qui sont meilleures pour la classification d'images, après avoir été entraînés comme des modèles de probabilités. Deux innovations techniques additionnelles, qui ont rendu ce travail possible, sont également décrites : un algorithme de recherche aléatoire pour sélectionner des hyper-paramètres, et un compilateur pour des expressions mathématiques matricielles, qui peut optimiser ces expressions pour processeur central (CPU) et graphique (GPU).

Examining the impact of trait anxiety on the recognition of facial emotional expressions

Question : Cette thèse comporte deux articles portant sur l’étude d’expressions faciales émotionnelles. Le processus de développement d’une nouvelle banque de stimuli émotionnels fait l’objet du premier article, alors que le deuxième article utilise cette banque pour étudier l’effet de l’anxiété de trait sur la reconnaissance des expressions statiques. Méthodes : Un total de 1088 clips émotionnels (34 acteurs X 8 émotions X 4 exemplaire) ont été alignés spatialement et temporellement de sorte que les yeux et le nez de chaque acteur occupent le même endroit dans toutes les vidéos. Les vidéos sont toutes d’une durée de 500ms et contiennent l’Apex de l’expression. La banque d’expressions statiques fut créée à partir de la dernière image des clips. Les stimuli ont été soumis à un processus de validation rigoureux. Dans la deuxième étude, les expressions statiques sont utilisées conjointement avec la méthode Bubbles dans le but d’étudier la reconnaissance des émotions chez des participants anxieux. Résultats : Dans la première étude, les meilleurs stimuli ont été sélectionnés [2 (statique & dynamique) X 8 (expressions) X 10 (acteurs)] et forment la banque d’expressions STOIC. Dans la deuxième étude, il est démontré que les individus présentant de l'anxiété de trait utilisent préférentiellement les basses fréquences spatiales de la région buccale du visage et ont une meilleure reconnaissance des expressions de peur. Discussion : La banque d’expressions faciales STOIC comporte des caractéristiques uniques qui font qu’elle se démarque des autres. Elle peut être téléchargée gratuitement, elle contient des vidéos naturelles et tous les stimuli ont été alignés, ce qui fait d’elle un outil de choix pour la communauté scientifique et les cliniciens. Les stimuli statiques de STOIC furent utilisés pour franchir une première étape dans la recherche sur la perception des émotions chez des individus présentant de l’anxiété de trait. Nous croyons que l’utilisation des basses fréquences est à la base des meilleures performances de ces individus, et que l’utilisation de ce type d’information visuelle désambigüise les expressions de peur et de surprise. Nous pensons également que c’est la névrose (chevauchement entre l'anxiété et la dépression), et non l’anxiété même qui est associée à de meilleures performances en reconnaissance d’expressions faciales de la peur. L’utilisation d’instruments mesurant ce concept devrait être envisagée dans de futures études.

Recognition of Facial Expressions with Autoencoders and Convolutional-Nets

Les humains communiquent via différents types de canaux: les mots, la voix, les gestes du corps, des émotions, etc. Pour cette raison, un ordinateur doit percevoir ces divers canaux de communication pour pouvoir interagir intelligemment avec les humains, par exemple en faisant usage de microphones et de webcams. Dans cette thèse, nous nous intéressons à déterminer les émotions humaines à partir d’images ou de vidéo de visages afin d’ensuite utiliser ces informations dans différents domaines d’applications. Ce mémoire débute par une brève introduction à l'apprentissage machine en s’attardant aux modèles et algorithmes que nous avons utilisés tels que les perceptrons multicouches, réseaux de neurones à convolution et autoencodeurs. Elle présente ensuite les résultats de l'application de ces modèles sur plusieurs ensembles de données d'expressions et émotions faciales. Nous nous concentrons sur l'étude des différents types d’autoencodeurs (autoencodeur débruitant, autoencodeur contractant, etc) afin de révéler certaines de leurs limitations, comme la possibilité d'obtenir de la coadaptation entre les filtres ou encore d’obtenir une courbe spectrale trop lisse, et étudions de nouvelles idées pour répondre à ces problèmes. Nous proposons également une nouvelle approche pour surmonter une limite des autoencodeurs traditionnellement entrainés de façon purement non-supervisée, c'est-à-dire sans utiliser aucune connaissance de la tâche que nous voulons finalement résoudre (comme la prévision des étiquettes de classe) en développant un nouveau critère d'apprentissage semi-supervisé qui exploite un faible nombre de données étiquetées en combinaison avec une grande quantité de données non-étiquetées afin d'apprendre une représentation adaptée à la tâche de classification, et d'obtenir une meilleure performance de classification. Finalement, nous décrivons le fonctionnement général de notre système de détection d'émotions et proposons de nouvelles idées pouvant mener à de futurs travaux.