Science:大脑使用身体信号调节恐惧
作者: mints 编译 / 1206次阅读 时间: 2022年3月17日
标签: 创伤 僵直反应 惊恐发作
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摘要:尽管恐惧感可以帮助我们远离危险,保证生存,但是,人们也必须很好的管理内心的恐惧,否则就会导致惊恐发作,或者夸张的冒险行为。马克斯·普朗克神经生物学研究所的科学家通过小鼠研究发现,大脑会根据身体的反馈调节恐惧——大脑中的岛叶皮层(insular cortex)对刺激信号危险有强烈反应。不过,当身体因为恐惧呈现出僵直状态(freezes)[1]时,心跳就会减慢,并导致岛叶皮层活动减弱。加工这些信号有助于岛叶皮层保持恐惧的平衡。因此,可以通过身体反应对情绪进行调节,而不是被动地调节情绪。


身体信号:恐惧反应的重要元素

我们往往会体验到一种极度的恐惧。这种情绪关键的作用在于——恐惧能够防止我们从事过于危险的行为。然而,只有当恐惧保持在健康范围内时,这才有效。过于强烈的恐惧(例如,焦虑症或惊恐发作)会严重损害我们的日常生活。

那么,如何维持正常的恐惧,找到平衡点呢?

之前的研究发现,身体信号可能起着至关重要的作用,因为恐惧会导致我们身体的明显变化:心脏跳动更快或呼吸变浅。不过,人们不清楚大脑如何处理这些信息,以达到调节恐惧等情绪的目的。

现在Nadine Gogolla研究小组的科学家通过研究身体与大脑相互作用对情绪调节的影响发现了大脑调节情绪的新的机制。研究人员之所以重点关注岛叶皮层,是因为岛叶皮层可以同时处理积极和消极情绪。而且岛叶皮层会接收(来自心脏或肺部等器官的)身体信息。

首先,研究人员通过某种特定的音调,让小鼠在这些音调和不愉快的刺激之间建立了条件反射。不断的重复刺激之后,老鼠开始害怕这种音调,而且身体会出现僵直的恐惧反应——这是人类和许多其他物种共有的典型恐惧行为。当音调不再与令人不快的刺激配对时,老鼠逐渐学会不再害怕它。


针对威胁的反馈
整合当动物预料到危险时,会表现出自主反应(如心率、呼吸的变化)、行为(如搏斗或逃跑)和认知(如恐惧感)反应的组合,以实现自我保护。Klein等人发现,这些特征在小鼠的岛叶皮层上进行整合,从而微调行为反应,使其与预期的危险程度相匹配。
Alexandra S. Klein, Nate Dolensek, Caroline Weiand, Nadine Gogolla. Fear balance is maintained by bodily feedback to the insular cortex in mice. Science, 2021; 374 (6570): 1010 DOI: 10.1126/science.abj8817

岛叶皮层:保持恐惧平衡

为了研究岛叶皮层在恐惧调节中的作用,科学家们在“消除恐惧学习”过程中使岛叶皮层失活。

“对我们来说,研究结果真是一个惊喜,”第一作者亚历山德拉·克莱因(Alexandra Klein)说,“我们观察到老鼠的行为有很大的不同,这取决于它们一开始的恐惧程度。与岛叶皮层活动正常的老鼠相比,高度恐惧的老鼠释放恐惧的速度较慢,不那么恐惧的老鼠释放恐惧的速度要快得多。”

研究结果表明,岛叶皮层将恐惧水平保持在一定范围内。在高度恐惧的动物中,岛叶皮层帮助忘却恐惧记忆,而在不那么恐惧的小鼠中,它有助于维持恐惧记忆。为了探索更多的潜在过程,研究人员检查了不同恐惧水平的小鼠岛叶皮层的活动。

  • 在不太害怕的小鼠身上,一旦接触到引起恐惧的音调,岛叶皮层的活动就会增加。
  • 与之相对应,那些更加害怕小鼠在听到这些音调时,它们的岛叶皮层活动会减少。

特别引人关注的是,Alexandra Klein观察到,一旦老鼠的恐惧到出现冻僵状态时 ,其心率就会下降——岛叶皮层的活动也下降。恐惧的老鼠在听到这种声音时会更频繁、更长时间地僵直,这可以解释它们的岛叶皮层为何会失活。


来自身体的反馈

为了测试心率和岛叶皮质活动之间的联系,科学家们通过迷走神经干扰了身体和大脑之间的信息流。有趣的是,当心脏和大脑之间的交换被破坏时,岛叶皮质的活动保持稳定,在僵直期间没有减少。

因此,这项研究表明,岛叶皮层需要身体的反馈才能将恐惧保持在适当的水平。此外,它还提供了证据证明,在僵直过程中发生的身体变化是情绪调节的重要组成部分,僵直冻僵不仅仅是一种被动的情绪反应。由于人类岛叶皮层的功能失调与各种类型的焦虑症有关,这项研究开辟了令人兴奋的新视角。我们能利用行为及其身体反馈积极地调节情绪吗?

Alexandra Klein说:“长期以来,神经科学忽视了大脑并非孤立工作的事实。身体在情绪调节中也起着至关重要的作用。我们的研究表明,当我们试图了解情绪是如何调节的时,我们应该考虑身体信号的重要性。”

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