Investigating face and body perception

Human face and body convey the most important non-verbal cues for social interactions. Face and body provide numerous cues essential for recognition of other people’s identity, gender, age, intentions and emotional state. All faces and bodies are symmetrical and share a common 3D structure, but humans are able to easily identify hundreds of different people, just relying on facial and bodily information. Face and body processing have been widely studied and several cognitive and neuroanatomical models of these processes were hypothesized. Despite many critical differences, all these models recognized different stages of processing from early coarse stimulus encoding (occipital visual cortices) to higher-level processes aimed to identify invariant (e.g., identity) and changeable features (e.g., gaze, emotional expressions) (broad fronto-temporo-parietal network). It was demonstrated that these processes involve configural processing. Moreover, emotional expressions seem to influence the encoding of these stimuli. Processing of emotional expressions occurs at very early latencies and seems to involve the activation of a subcortical pathway. The studies presented in this thesis are aimed to investigate the visual perception of faces and bodies, and how it can be modulated or manipulated. EEG was used in some of the studies presented in this thesis to investigate the psychophysiological processes involved in face and body perception. While the first Chapter is aimed to present the theoretical background of the studies reported in the thesis, the second Chapter presents the first study (composed of two experiments), aimed to investigate how the perception of social cues can be modulated by social exclusion. The process investigated is the perception of two different, but interacting, facial cues: emotional expression and gaze direction. In this study, we found that the identification of gaze direction was specifically impaired by social exclusion, while no impairment was found for emotional expression recognition. The results of this study brought important insights concerning the relevance of gaze as a signal of potential re-inclusion, and how the impaired processing of gaze direction may reiterate social exclusion. The third Chapter presents a meta-analytic review on the body inversion effect, a manipulation aimed to demonstrate configural processing of bodies. This meta-analysis was aimed to investigate consistency and size of this effect, fundamental in studying structural encoding of body shapes. In the fourth Chapter, a study on the neural oscillations involved in face and body inversion effects is presented. Neural oscillations in theta and gamma bands were measured by means of the EEG since they are a very influential measure to investigate the psychophysiological activity involved in different processes. The results of this study showed that configural processing of faces and bodies involve different perceptual mechanisms. In the fifth Chapter, a study investigating the influence of inversion and emotional expression on the visual encoding of faces and bodies is presented. The neural correlates of these processes were investigated by means of event-related potentials (ERPs). Both inversion and emotional expressions were shown to influence the processing of these stimuli, during different stages and through different perceptual mechanisms, but results revealed that these two manipulations were not interacting. Therefore, configural information and emotional expressions seem to be processed through independent and non-interacting perceptual processes.

I volti e i corpi veicolano gli indizi non-verbali più importanti per le interazioni sociali. Essi forniscono numerosi dettagli essenziali per il riconoscimento dell’identità, genere, intenzioni e stato emotivo. Tutti i volti e i corpi sono simmetrici e condividono la medesima struttura tridimensionale, ma gli esseri umani riescono ad identificare facilmente centinaia di persone diverse, facendo affidamento solo sulle informazioni fornite da volto e corpo. L’elaborazione del volto e del corpo è stata ampiamente studiata e diversi modelli cogntivi e neuroanatomici sono stati ideati per spiegare questi processi. Nonostante numerose differenze sostanziali, tutti questi modelli hanno riconosciuto diversi stadi di elaborazione, dalla codifica dello stimolo rapida e più grezza (corteccia visiva occipitale) fino a processi di livello più alto, finalizzati al riconoscimento di aspetti invarianti (es., identità) e mutevoli (es., sguardo, espressioni emotive) (sottesi da un vasto network fronto-temporo-parietale). È stato dimostrato che questi processi coinvolgono l’elaborazione configurale degli stimoli. Inoltre, le espressioni emotive sembrano influenzare la codifica di questi stimoli. Le espressioni emotive vengono elaborate ad uno stadio molto precoce e pare che coinvolgano l’attivazione di una via sottocorticale. Gli studi presentati in questa tesi hanno l’obiettivo di indagare la percezione visiva di volti e corpi, e come essa può essere modulata o manipolata, in alcuni studi anche attraverso l’elettroencefalografia (EEG). Mentre il primo Capitolo presenta il quadro teorico in cui è stato concepito questo lavoro di tesi, il secondo Capitolo presenta il primo studio (composto da due esperimenti), che ha l’obiettivo di indagare come può essere modulata la percezione di indizi sociali attraverso l’esclusione sociale. La ricerca era concentrata sulla percezione di due categorie di indizi facciali diversi, ma in interazione: le espressioni emotive e la direzione dello sguardo. In questo studio, abbiamo trovato che il riconoscimento della direzione dello sguardo veniva indebolita in modo specifico, mentre il riconoscimento delle espressioni emotive non era compromesso. I risultati di questo studio hanno portato a riflessioni importanti sull’importanza dello sguardo in quanto segnale di potenziale re-inclusione, e su come l’indebolimento dell’elaborazione dello sguardo potesse portare nuovamente all’esclusione sociale. Il terzo Capitolo presenta una meta-analisi sul body-inversion effect, una manipolazione che ha lo scopo di dimostrare l’elaborazione configurale dei corpi. Con la meta-analisi è stata indagata la coerenza e la dimensione di questo effetto, fondamentale nello studio della codifica strutturale dei corpi. Nel quarto capitolo, viene presentato uno studio sulle oscillazioni neurali coinvolte negli effetti di face- e body-inversion. Le oscillazioni sono state misurate nelle bande di attività theta e gamma attraverso l’EEG, dal momento che rappresentano un mezzo notevole per indagare l’attività psicofsiologica coinvolta in diversi processi. I risultati di questo studio hanno mostrato che l’elaborazione configurale di volti e corpi coinvolge meccanismi percettivi diversi. Nel quinto Capitolo viene presentato uno studio che indaga l’influenza dell’inversione e delle espressioni emotive nella codifica di volti e corpi. I correlati neurali di questi processi sono stati indagati attraverso i potenziali evento-correlati (ERPs). I risultati hanno evidenziato che sia l’inversione che l’espressione emotiva influenzavano l’elaborazione di questi stimoli, durante diversi stadi e attraverso diversi processi, ma queste due manipolazioni non interagivano. Pertanto, sembra che le informazioni configurali e le espressioni emotive siano elaborate attraverso processi percettivi indipendenti e che non interagiscono.