Abstract The autonomic nervous system plays a vital role in self-regulation and responding to environmental demands. Autonomic dynamics have been hypothesized to be involved in perceptual awareness and the physiological implementation of the first-person perspective. Based on this idea, we hypothesized that the autonomic activity measured from cardiac dynamics could differentiate between social touch and self-touch. In our study, we used a newly developed method to analyze the temporal dynamics of cardiac sympathetic and parasympathetic activities during an ecologically valid affective touch experiment. We revealed that different types of touch conditions—social-touch, self-touch, and a control object-touch—resulted in a decrease in sympathetic activity. This decrease was more pronounced during social touch, as compared to the other conditions. Following sympathetic decrease, we quantified an increase in parasympathetic activity specifically during social touch, further distinguishing it from self-touch. Importantly, by combining the sympathetic and parasympathetic indices, we successfully differentiated social touch from the other experimental conditions, indicating that social touch exhibited the most substantial changes in cardiac autonomic indices. These findings may have important clinical implications as they provide insights into the neurophysiology of touch, relevant for aberrant affective touch processing in specific psychiatric disorders and for the comprehension of nociceptive touch.

Abstract A coherent sense of self is crucial for social functioning and mental health. The N-methyl-D-aspartate antagonist ketamine induces short-term dissociative experiences and has therefore been used to model an altered state of self-perception. This randomized double-blind placebo-controlled cross-over study investigated the mechanisms for ketamine’s effects on the bodily sense of self in the context of affective touch. Thirty healthy participants (15 females/15 males, age 19–39) received intravenous ketamine or placebo while performing self-touch and receiving touch by someone else during functional MRI – a previously established neural measure of tactile self-other-differentiation. Afterwards, tactile detection thresholds during self- and other-touch were assessed, as well as dissociative states, interoceptive awareness, and social touch attitudes. Compared to placebo, ketamine administration elicited dissociation and reduced neural activity associated with self-other-differentiation in the right temporoparietal cortex, which was most pronounced during other-touch. This reduction correlated with ketamine-induced reductions in interoceptive awareness. The temporoparietal cortex showed higher connectivity to somatosensory cortex and insula during other- compared to self-touch. This difference was augmented by ketamine, and correlated with dissociation strength for somatosensory cortex. These results demonstrate that disrupting the self-experience through ketamine administration affects neural activity associated with self-other-differentiation in a region involved in touch perception and social cognition, especially with regard to social touch by someone else. This process may be driven by ketamine-induced effects on top-down signaling, rendering the processing of predictable self-generated and unpredictable other-generated touch more similar. These findings provide further evidence for the intricate relationship of the bodily self with the tactile sense.

Abstract Research on interoception has revealed the role of heartbeats in shaping our perceptual awareness and embodying a first-person perspective. These heartbeat dynamics exhibit distinct responses to various types of affective touch. We advanced that those dynamics are directly associated to the brain activity that allow self-other distinction. In our study encompassing self and social affective touch, we employed a method to quantify the distinct couplings of temporal patterns in cardiac sympathetic and parasympathetic activities with brain connectivity. Our findings revealed that social touch led to an increase in the coupling between specific brain networks and parasympathetic/vagal activity, particularly in the alpha, beta, and gamma bands. Conversely, as social touch progressed, we observed a decrease in the coupling between brain networks and sympathetic dynamics across a broad frequency range. These results show how heartbeat dynamics are intertwined with brain organization and provide fresh evidence on the neurophysiological mechanisms of affective touch.