Strach ma wielkie oczy, czyli o tym, jak uczymy się bać przez obserwację

Zaskakująco wiele informacji uzyskujemy nie dzięki własnym doświadczeniom, a przez obserwację innych osób. Jest to możliwe dlatego, że zachowania i emocje tych osób mogą nam dostarczyć cennych wskazówek na temat otoczenia. Pomyślmy o typowej sytuacji domowej - pieczeniu ciasta. Nie musimy się sami oparzyć, wyjmując z piekarnika blachę apetycznie pachnącej drożdżówki, by zakładać do tego celu grube rękawice. Wystarczy choćby to, że zobaczymy grymas bólu u kogoś, kto to nieostrożnie zrobił. Umiejętność uczenia się przez obserwację jest powszechna w świecie zwierząt. Możemy ją obserwować u naszych bliższych i dalszych krewnych - małp człekokształtnych, ale również gryzoni, np. myszy i szczurów.

W trakcie eksperymentu uczestnik badany w skanerze rezonansu magnetycznego mógł oglądać osobę siedzącą w sąsiednim pomieszczeniu dzięki transmisji wideo. Badania przeprowadzone były w Pracowni Obrazowania Mózgu Instytutu Nenckiego. Fot. Michał Szczepanik

Nasze badania mają na celu poznanie ludzkich mechanizmów uczenia się przez obserwację. Wykorzystujemy w tym celu tzw. obserwacyjne warunkowanie strachu. Polega ono na tym, że jedna osoba obserwuje inną, poddaną procedurze warunkowania strachu. Podczas tej procedury osoby badane uczą się, że określony bodziec (na przykład niebieski kwadrat wyświetlany na ekranie komputera) zwiastuje coś nieprzyjemnego - w naszych badaniach to niezbyt silny, ale nieprzyjemny szok elektryczny w przedramię. Po pewnym czasie widok neutralnego początkowo kwadratu wywołuje nieprzyjemne doznania nawet wtedy, gdy nie towarzyszy mu już szok elektryczny. Interesuje nas przy tym nie tyle bezpośrednie nabywanie wiedzy o znaczeniu niebieskiego kwadratu z własnego doświadczenia, ale możliwość zdobycia jej dzięki obserwowaniu drugiej osoby doświadczającej warunkowania strachu - wyłącznie w oparciu o bodźce społeczne, takie jak np. mimika twarzy. Badania nad uczeniem się strachu przez obserwację u ludzi były wcześniej prowadzone przez prof. Andreasa Olssona z Karolinska Institutet z wykorzystaniem nagrań wideo aktorów. We współpracy z prof. Olssonem postanowiliśmy przeprowadzić eksperymenty nad społecznym uczeniem się strachu w oparciu o transmisję „na żywo”, z udziałem dwóch znających się osób. Pozwoliło to na zwiększenie naturalności obserwacji oraz manipulowanie stopniem znajomości badanych osób.

Przeprowadzone przez nas eksperymenty wykazały, że przekazany społecznie strach wywołuje wyraźne reakcje fizjologiczne u obserwatorów. Co ciekawe, o ile obserwacja dyskomfortu drugiej osoby wywoływała silną reakcję, nie wszyscy uczestnicy powiązali ją z towarzyszącym mu bodźcem warunkowym. Obserwacja ta wskazuje, że warunkowanie poprzez obserwację opiera się na dwóch niezależnych mechanizmach: dostrzeżeniu ekspresji emocjonalnej drugiej osoby oraz świadomego połączenia jej ze współwystępującym bodźcem. W kolejnym eksperymencie wykorzystaliśmy opracowany przez nas schemat doświadczalny do zbadania aktywacji mózgu podczas uczenia się strachu przez obserwację.

Obserwacja osoby doświadczającej nieprzyjemnego bodźca wywołuje wzrost aktywności w wielu obszarach mózgu obserwatora, związanych z dostrzeganiem ruchu i emocji (są to między innymi kora wzrokowa, bruzda skroniowa górna, wyspa).

Skorzystaliśmy z funkcjonalnego rezonansu magnetycznego, dzięki któremu możemy obrazować aktywność mózgu w trakcie obserwacji drugiej osoby oraz podczas prezentacji tych samych bodźców, które wcześniej sygnalizowały zagrożenie. Stwierdziliśmy, że te same obszary mózgu, które są kluczowe dla bezpośredniego warunkowania strachu, są aktywowane przez strach przekazywany społecznie. W szczególności zaobserwowaliśmy aktywację ciała migdałowatego, przedniej części wyspy oraz przedniego zakrętu obręczy. Ponadto porównaliśmy wzory aktywacji mózgu podczas obserwacji przyjaciela oraz obcej osoby doświadczającej strachu. Co interesujące, nie zaobserwowaliśmy znaczących różnic w aktywacji mózgu podczas obserwacji przyjaciół i osób obcych, co sugeruje, że obserwacja taka niesie przede wszystkim wartość informacyjną: kluczowa jest wiedza o niebezpieczeństwie, a nie to, od kogo ją uzyskujemy. Co ważne, podobny wzór aktywacji mózgu w wyniku społecznie przekazywanego strachu i jego niezależność od stopnia znajomości partnera obserwowano również u gryzoni, co sugeruje ciągłość ewolucyjną badanego zjawiska.

Przy realizacji projektu pracują: dr hab. Ewelina Knapska prof. Instytutu Nenckiego, mgr Anna Kaźmierowska, mgr Michał Szczepanik, dr Marek Wypych, dr hab. Jarosław Michałowski prof. Uniwersytetu SWPS, dr hab. Artur Marchewka prof. Instytutu Nenckiego, prof. Andreas Olsson, Karolinska Institutet.

dr hab. Ewelina Knapska, prof. Instytutu Nenckiego

Fot. One HD

Ukończyła biologię i psychologię na Uniwersytecie Warszawskim, doktorat z neurobiologii uzyskała w Instytucie Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego Polskiej Akademii Nauk. Po doktoracie odbyła dwuletni staż naukowy na Uniwersytecie Michigan w USA. Stopień doktora habilitowanego otrzymała w 2013 r. Od ośmiu lat kieruje Pracownią Neurobiologii Emocji w Instytucie Nenckiego. Jest stypendystką Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, Ministra Edukacji i Szkolnictwa Wyższego oraz Academia Europea. W 2016 r. otrzymała prestiżowy grant European Research Council. Od 2018 roku wspołkieruje ośrodkiem BrainCity - Centrum Doskonałości w zakresie neuroplastyczności i chorób mózgu (Międzynarodowa Agenda Badawcza finansowana przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej). Jeszcze w trakcie studiów doktoranckich odkryła przekazywanie pobudzenia emocjonalnego między żyjącymi razem szczurami oraz różnice w ekspresji genów wczesnej odpowiedzi w różnych częściach ciała migdałowatego – części mózgu odpowiedzialnej za reakcje emocjonalne. Obecnie kontynuuje badania nad zarażaniem emocjam i mechanizmami mózgowymi leżącymi u podstaw tego zjawiska łącząc zaawansowane techniki biologii molekularnej i monitoringu zachowania zwierząt. Wraz ze współpracownikami rozwinęła również model zarażania strachem, który pozwala na badanie mózgowych mechanizmów tego zjawiska u ludzi. Zrozumienie tych mechanizmów jest konieczne dla stworzenia skutecznych, zindywidualizowanych terapii chorób psychicznych spowodowanych zaburzeniami komunikacji społecznej (takich jak autyzm).

Data publikacji: 12.10.2020