Termografía y emociones

La termografía también tiene aplicación en la psicología para entender procesos mentales y emocionales. 

Las emociones son procesos psicológicos considerados como respuestas a estímulos que implican procesos cerebrales, reacciones corporales y comportamiento. La respuesta emocional comprende procesos multidimensionales de corta duración, es subjetiva, tiene una carga afectiva alta y busca equilibrio o homeostasis. 

Las emociones pueden afectar la temperatura de la piel, especialmente en la cara. Aunque pueda sonar extraño, diversos estudios han demostrado que el estado de ánimo puede causar variaciones en la temperatura de la piel, lo que nos permite identificar diferentes sentimientos humanos.

Respuesta térmica de las emociones:

La temperatura del cuerpo humano no solo es una función biológica vital, sino que también desempeña un papel crucial en el ámbito psicológico. En situaciones tanto biológicas como emocionales, el control de la temperatura es esencial para el mantenimiento del equilibrio interno y la respuesta adaptativa del organismo. Por ejemplo, cuando nos enfrentamos a cambios ambientales o luchamos contra una enfermedad, como la fiebre durante una infección viral, el cuerpo activa mecanismos fisiológicos para regular la temperatura cutánea y mantenerla dentro de los límites normales.

Sin embargo, la regulación de la temperatura en respuesta a eventos emocionales es mucho más compleja. En estos casos, la temperatura corporal no solo refleja los cambios ambientales, sino que también está influenciada por la actividad del sistema nervioso autónomo y los mecanismos de respuesta emocional. Cuando experimentamos emociones intensas, como el miedo o la ira, el cuerpo activa una serie de respuestas fisiológicas que incluyen cambios en la temperatura cutánea.

El sistema nervioso autónomo juega un papel fundamental en la regulación de estas respuestas. Por ejemplo, en situaciones de amenaza percibida, el sistema nervioso simpático se activa, lo que provoca la vasoconstricción subcutánea y la liberación de sudor emocional. Estos mecanismos ayudan al cuerpo a prepararse para luchar o huir, aumentando la alerta y la capacidad de respuesta frente al peligro.

Además de su papel en la regulación de la temperatura, el sistema nervioso autónomo también influye en la expresión facial. Los músculos faciales están controlados por el sistema nervioso autónomo y pueden reflejar estados emocionales internos. Por ejemplo, durante situaciones de estrés o ansiedad, es común experimentar cambios en la expresión facial, como fruncir el ceño o tensar los músculos faciales (Ioannou et al., 2014).

Según algunos autores como Posner et al., (2005), existen tres enfoques principales en el estudio de las emociones: 

• El enfoque modular considera que las emociones pueden clasificarse en seis categorías básicas: felicidad, sorpresa, disgusto, ira, miedo y tristeza. 
• El enfoque dimensional considera que las emociones pueden clasificarse según las dimensiones de valencia, que identifican si la emoción es agradable-desagradable, y de activación, que mide la intensidad de la emoción baja-alta o la activación-desactivación. 
• El tercer enfoque se basa en la combinación de un enfoque dimensional y un enfoque modular.

Clasificación de valencia y excitación en las emociones. El amarillo muestra la clasificación del enfoque modular. Modelo circumplejo de emociones, extraído de Posner et al., (2005).

Uso de la Termografía:

La termografía infrarroja es una tecnología que permite medir la radiación de energía que emite un cuerpo de manera no invasiva y sin las limitaciones que surgen del uso de sensores invasivos.  La termografía, entre otras, se ha utilizado para estudiar la respuesta al sobresalto, la empatía, la culpa, la vergüenza, la excitación sexual, el estrés, el miedo, la ansiedad, el dolor y la alegría.

Algunas emociones han sido estudiadas mediante la termografía, porque entre otras, cuando ocurre una emoción se produce un cambio en la temperatura facial debido al flujo sanguíneo que el cuerpo emite a través de los vasos sanguíneos en el área subcutánea, este cambio puede ser calificado y cuantificado mediante la termografía.

Aunque los resultados son a veces inconsistentes, se han establecido correlaciones entre cambios térmicos faciales y experiencias emocionales, por ejemplo:

• Se ha encontrado que el aumento de temperatura en la nariz está asociado con estados mentales placenteros, mientras que la disminución puede indicar emociones negativas. 
• Además, se ha observado que el calentamiento de ciertas áreas faciales, como la frente y la mejilla, puede estar relacionado con sentimientos menos positivos, mientras que el calentamiento en el área de los ojos puede indicar auto-sentimientos positivos.

Estas correlaciones han sido significativas no solo en entornos de laboratorio, sino también en situaciones cotidianas, como conducir. 

ROI y el estudio de las emociones.

Para obtener información de naturaleza afectiva, se utilizan Regiones de Interés (ROIs, por sus siglas en inglés).  Las regiones en las que se han basado la mayoría de los estudios son en la nariz o la punta de la nariz, los vasos periorbitales y supraorbitales de la cara generalmente asociados con el músculo corrugador, la frente y el orbicular de los ojos (que rodea los ojos) y el área maxilar o el labio superior (perinasal). Las regiones que se han utilizado menos son las mejillas, la carótida, los ojos, los dedos y los labios. 

Según la respuesta de los sujetos al estímulo emocional, así como a la ROI, la temperatura aumenta o disminuye. Podemos encontrar un resumen de las emociones y ROI en el estudio de Ioannou et al. (2014):

Descripción general de la dirección de la variación de la temperatura en las regiones de interés consideradas según las emociones. Extraído de Ioannou et al. (2014).

Es por ello que algunas investigaciones como la de Cruz-Albarran et al. (2017), han analizado imágenes infrarrojas para tratar de identificar emociones básicas como: alegría, disgusto, ira, miedo y tristeza. Según los autores, estas emociones muestran un comportamiento facial térmico diferente debido al flujo sanguíneo que irradia a través de los vasos sanguíneos cuando ocurre una emoción. En este mismo estudio se cuantificó el cambio en la temperatura facial en las diferentes ROIs para estudiar la respuesta a estas emociones

Otro estudio de Salazar-López,et al (2015) exploraron el uso de la termografía como una herramienta para comprender mejor las emociones y la empatía. En particular, se centraron en la valencia emocional (positiva o negativa) y el nivel de arousal, demostrando que estos factores influyen en la temperatura de la cara, especialmente en la punta de la nariz y la frente. Los autores expusieron que la termografía puede ser una herramienta eficaz para distinguir entre diferentes estados emocionales y niveles de empatía. Por ejemplo, se observaron que durante situaciones de contagio emocional, la temperatura de la nariz tiende a disminuir, lo cual puede estar relacionado con una menor activación emocional para evitar el malestar. Por otro lado, durante experiencias de amor o empatía, la temperatura facial tiende a aumentar, indicando una mayor implicación emocional. Estos resultados sugieren que la termografía puede proporcionar información valiosa sobre cómo experimentamos y procesamos las emociones.

Aplicaciones:

Como hemos visto anteriormente, el uso de la termografía para la detección de emociones se presenta como una herramienta eficaz y sus aplicaciones pueden ser diversas. 

Investigadores españoles (Moliné et al., 2018) han estudiado el «efecto Pinocho«. Descubrieron que el cambio de temperatura de la nariz y la frente puede permitirnos detectar cuándo la gente miente sobre los hechos (los marcadores del efecto Pinocho) con una gran precisión. 

Ejemplo de mentir, produciendo una disminución de la temperatura de la frente y de la nariz. Extraído de (Moliné et al., 2018).

Otros investigadores como Arcangelo Merla y su grupo de investigación han estudiado el uso de la termografía para clasificación de los niveles de carga de trabajo (Cardone et al., 2022), sincronía del estado entre madre e hijo (Ebisch et al., 2012). También encontramos aplicaciones en el estudio en personas con con discapacidades motoras graves (Memarian et al., 2011).

Algunas empresas como Next2U,  muestra aplicaciones en áreas como el neuromarketing, comportamiento de videojuegos, y diferentes interacciones con máquinas. 

Desde ThermoHuman estamos trabajando en nuevos algoritmos de reconocimiento de las regiones de la cara. Esta función estará encaminada a diferentes aplicaciones como la identificación de temperatura vinculada al umbral de lactato, también en aplicaciones para odontología e incluso a cuestiones relacionadas al reconocimiento de las emociones como hemos expuesto en esta entrada. Os anunciaremos cuando esté disponible esta funcionalidad, que seguro que es muy pronto. 

Referencias:

Aristizabal-Tique, V. H., Henao-Pérez, M., López-Medina, D. C., Zambrano-Cruz, R., & Díaz-Londoño, G. (2023). Facial thermal and blood perfusion patterns of human emotions: Proof-of-Concept. Journal of Thermal Biology, 112, 103464.

Cardone, D., Perpetuini, D., Filippini, C., Mancini, L., Nocco, S., Tritto, M., & Merla, A. (2022). Classification of Drivers’ Mental Workload Levels: Comparison of Machine Learning Methods Based on ECG and Infrared Thermal Signals. Sensors, 22(19), 7300.

Cruz-Albarran, I. A., Benitez-Rangel, J. P., Osornio-Rios, R. A., & Morales-Hernandez, L. A. (2017). Human emotions detection based on a smart-thermal system of thermographic images. Infrared Physics & Technology, 81, 250-261.

Ioannou, S., Gallese, V., & Merla, A. (2014). Thermal infrared imaging in psychophysiology: potentialities and limits. Psychophysiology, 51(10), 951-963.

Moliné, A., Dominguez, E., Salazar‐López, E., Gálvez‐García, G., Fernández‐Gómez, J., De la Fuente, J. & Gómez Milán, E. (2018). The mental nose and the Pinocchio effect: Thermography, planning, anxiety, and lies. Journal of Investigative Psychology and Offender Profiling, 15(2), 234-248.

Posner, J., Russell, J. A., & Peterson, B. S. (2005). The circumplex model of affect: An integrative approach to affective neuroscience, cognitive development, and psychopathology. Development and psychopathology, 17(3), 715-734.

Salazar-López, E., Domínguez, E., Ramos, V. J., De la Fuente, J., Meins, A., Iborra, O., & Gómez-Milán, E. (2015). The mental and subjective skin: Emotion, empathy, feelings and thermography. Consciousness and cognition, 34, 149-162.