Investigating the neural network underlying aesthetic experience

The experimental work presented in this dissertation is part of a relatively young field of research in cognitive neuroscience, neuroaesthetics. The main aim of this field is to investigate the neural underpinnings of the aesthetic experience. The studies I describe in this thesis focus on a particular aspect of the aesthetic experience, namely beauty appreciation. In particular, the experiments conducted aimed to investigate the neural correlates of beauty perception using behavioral methods as well as neurostimulation techniques such as transcranial direct current stimulation (tDCS) and transcranial magnetic stimulation (TMS). Non-invasive brain stimulation techniques allow to establish causal relationships between specific brain areas and the underlying processes (for an overview see: Nitsche et al., 2008; Vincent Walsh & Cowey, 2000), adding to neuroimaging evidence. A first study, using a divided visual field paradigm, investigated hemispheric asymmetries in men and women’s preference for abstract and representational artworks (Study 1). Findings of this first experiment showed that both male and female participants liked representational paintings more when presented in the right visual field, and that liking for abstract paintings was unaffected by presentation hemifield. In Study 2, TMS applied over motion sensitive cortical area V5 while viewing a series of paintings was found to significantly decrease the perceived sense of motion, and also to significantly reduce liking of abstract (but not representational) paintings. A third study showed that TMS over the superior temporal sulcus, but not the somatosensory cortex (SC) disrupted expressivity judgment in portraits, without affecting though beauty judgments. Study 4 showed that enhancing excitability via tDCS in the reward system, and in particular in the ventromedial prefrontal cortex (vmPFC), resulted into a slight increase in aesthetic appreciation of paintings. Finally, findings of Study 5 suggest that the dorsomedial prefrontal cortex causally contributes to mediate the link between moral and aesthetic valuation. Taken together the present results help to clarify the causal role of different brain regions underlying beauty perception and shed light on the intersection between moral and aesthetic evaluation.

Le ricerche presentate in questa tesi si inseriscono all’interno di un’area piuttosto recente delle neuroscienze cognitive, la neuroestetica, un’area scientifica che si prefigge come obiettivo l’indagine delle basi neurali dell’esperienza estetica. Gli studi che presenterò si concentrano su un particolare aspetto dell'esperienza estetica, l'apprezzamento della bellezza; attraverso gli esperimenti condotti si è dunque tentato di ampliare le conoscenze riguardo ai correlati neurali della percezione della bellezza con metodi comportamentali e con le tecniche di neurostimolazione, tra cui la stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS) e la stimolazione magnetica transcranica (TMS). Queste tecniche, non invasive, consentono di stabilire relazioni causali tra aree specifiche del cervello e i processi sottesi (per una panoramica vedi Nitsche et al, 2008; Vincent Walsh & Cowey., 2000), ampliando le nostre conoscenze con informazioni complementari a quelle che si possono trarre dagli studi di neuroimmagini, che sono invece di tipo correlazionale. Un primo studio, utilizzando un paradigma comportamentale chiamato “divided visual field” (campo visivo diviso), è stato utilizzato per indagare le asimmetrie emisferiche negli uomini e nelle donne, intenti a esprimere la propria preferenza nei confronti di opere d’arte astratte e figurative (Studio 1). I risultati di questo primo esperimento hanno mostrato che i dipinti rappresentativi sono piaciuti di più quando presentati nell’emicampo visivo destro, mentre l’apprezzamento per i dipinti astratti non è stato influenzato dall’emicampo visivo di presentazione. Nello Studio 2 è stata stimolata l'area corticale V5, nota per essere implicata nella percezione del movimento, durante la visione di una serie di dipinti. L’inibizione di quest’area ha diminuito in maniera significativa il movimento percepito sia nelle immagini astratte che in quelle figurative, riducendo inoltre in misura notevole l’apprezzamento delle opere d’arte astratte, ma non di quelle rappresentative. Il terzo studio ha dimostrato che TMS applicata al solco temporale superiore (STS), ma non alla corteccia somatosensoriale (SC), è in grado di modulare il giudizio riguardante l’espressività percepita nei ritratti, mentre non ha alcun effetto sull’apprezzamento. Nel quarto studio è stato mostrato che aumentando l'eccitabilità corticale nel sistema di reward tramite tDCS, e in particolare nella corteccia prefrontale ventromediale (vmPFC), è possibile indurre un leggero aumento dell’apprezzamento estetico dei dipinti. Infine, i risultati del quinto studio, condotto sulla corteccia prefrontale dorsomediale (dmPFC), suggeriscono che quest’area contribuisce a mediare il collegamento tra la valutazione morale e quella estetica. Nel loro insieme questi risultati aiutano a chiarire il ruolo causale di differenti regioni del cervello, che non solo sono alla base della percezione della bellezza, ma che potrebbero gettare luce anche sulla relazione tra la valutazione del bello e quella di altre qualità non prettamente estetiche, come il buono o il giusto, che pertengono all’area del giudizio morale.