Peneliti dari Caltech baru-baru ini menemukan bahwa satu wilayah tertentu di otak, yang disebut amigdala, terlibat dalam pembuatan penilaian yang terkadang kurang tepat mengenai ekpresi wajah yang ambigu atau tajam. Identifikasi terhadap peran amigdala dalam kognisi sosial menunjukkan hasil tentang mekanisme neurologis di balik kondisi autisme dan kecemasan atau kegelisahan.

Penelitian dilakukan di laboratorium Ralph Adolphs oleh Bren, profesor psikologi dan Neuroscience dan profesor biologi dan kolaborator Ueli Rutishauser (PhD ’08) dari Cedars-Sinai medical center di Los Angeles. Penelitian ini terdapat dalam jurnal Nature Communications edisi 21 April.

Adolphs mengungkapkan bahwa amigdala penting dalam pemrosesan ekspresi wajah. Akan tetapi kita mulai memahami bahwa amigdala menggabungkan banyak informasi kompleks untuk membuat keputusan yang berujung pada penilaian kita.

Saat melihat wajah, sel otak di amigdala merangsang atau melepaskan impuls listrik atau “spikes” sebagai respon. Namun peran sel wajah tersebut dalam kognisi sosial tetap tidak jelas. Adolphs dan rekan-rekannya mengukur aktivitas sel-sel atau neuron ini pada subjek dengan cara  menunjukkan gambar wajah yang memperlihatkan tingkat kebahagiaan atau ketakutan yang berbeda. Selain itu, mereka juga menunjukkan gambar wajah dengan ekpresi lebih ambigu atau netral, seperti ketidaksenangan yang sedang atau kebahagiaan yang ditutup-tutupi. Untuk setiap jenis gambar, subjek diminta untuk menyimpulkan apakah gambar wajah yang ditunjukkan tadi tampak ketakutan ataukah tampak bahagia. Peneliti kemudian menyelidiki bagaimana neuron bereaksi terhadap berbagai aspek ekspresi wajah, dan bagaimana aktivitas sel-sel wajah terkait dengan keputusan yang dibuat oleh subjek. 

Para peneliti menemukan bahwa ada dua kelompok neuron di amigdala yang merespon ekpresi wajah.

Kelompok pertama yaitu neuron emotion-tracking. Neuron ini mendeteksi intensitas atau kekuatan ekspresi wajah yang spesifik, seperti kebahagiaan atau ketakutan. Misalnya, neuron yang memberi sinyal kebahagiaan akan melepaskan lebih banyak “spikes” jika ekpresi wajahnya adalah kebahagiaan yang berlebihan. Sementara itu jika ekpresi wajahnya adalah kebahagiaan yang biasa saja, neuron tersebut akan lebih sedikit melepaskan “spikes”. Kelompok neuron yang terpisah dalam neuron emotion-tracking mengisyaratkan secara khusus untuk kebahagiaan atau untuk ketakutan.

Kelompok kedua yaitu neuron ambiguity-coding. Neuron ini menunjukkan ambiguitas ekspresi wajah yang dilihat, terlepas dari jenis ekspresi tersebut.

Untuk memahami bagaimana neuron khusus di amigdala berkontribusi dalam pengambilan keputusan, subjek harus diperlihatkan gambar ekspresi wajah yang ambigu. Dengan menunjukkan wajah yang begitu ambigu, subjek kadang-kadang menilai gambar yang dilihatnya adalah ketakutan, kadang juga kebahagiaan. Padahal gambar yang dilihatnya adalah sama. Neuron emotion-coding menunjukkan bahwa subjek memberikan kesimpulan yang subjektif terhadap gambar wajah yang dilihatnya.

Fakta bahwa neuron amigdala mengisyaratkan sebuah keputusan yang dibuat mengenai sebuah wajah, seperti ekspresi apa yang ditunjukkannya, memberi kita wawasan penting karena hal ini menunjukkan bahwa amigdala terlibat dalam pembuatan keputusan dan bukan sekadar mewakili masukan sensorik.

Selain mencatat sel tunggal dari amigdala, para peneliti juga melakukan penelitian neuroimaging  dengan menggunakan fMRI dan juga mempelajari penilaian ekspresi dari subjek langka dengan lesi amigdala. Subjek lesi menunjukkan ambang batas yang tidak normal dalam menentukan kapan wajah menjadi takut. Selain itu, studi fMRI juga menunjukkan efek spesifik dari ekspresi secara kuat dan ambigu dalam amigdala. Penelitian ini adalah penelitian pertama yang menggabungkan begitu banyak sumber data yang berbeda.

Temuan ini juga mengusulkan dasar mekanistik untuk potensi pengobatan yang melibatkan simulasi listrik tanpa rasa sakit pada amigdala yang saat ini sedang dipelajari dalam uji klinis. Peneliti di beberapa institusi saat ini sedang mengevakuasi apakah stimulasi otak dalam amigdala efektif dalam mengobati autisme parah atau gangguan stres paskatrauma. Pasien dengan PTSD berat diperkirakan memiliki amigdala hiperaktif yang mungkin dapat menghambat rangsangan listrik. Hasil temuan ini yang menyatakan bahwa neuron amigdala membawa sinyal tentang persepsi subjektif ekspresi wajah mengindikasikan alasan yang lebih spesifik mengama stimulasi listrik semacam ini mungkin bermanfaat.