Kierownik projektu :
Dr hab. Ewelina Knapska, prof. Instytutu Nenckiego
Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN

Panel: HS6

Konkurs : OPUS 10
ogłoszony 15 września 2015 r.

Wiele informacji uzyskujemy nie dzięki własnym doświadczeniom, a przez obserwację. Zachowania i emocje innych osób dostarczają nam bowiem cennych wskazówek na temat otoczenia. Umiejętność uczenia się przez obserwację jest powszechna w świecie zwierząt. Występuje zarówno u małp człekokształtnych, jak i u myszy oraz szczurów.

Nasze badania mają na celu poznanie ludzkich mechanizmów uczenia się przez obserwację. Wykorzystujemy w tym celu tzw. obserwacyjne warunkowanie strachu, podczas którego jedna osoba obserwuje inną, uczącą się, że określony bodziec (np. niebieski kwadrat wyświetlany na ekranie) zwiastuje coś nieprzyjemnego – niezbyt silny, ale nieprzyjemny szok elektryczny. Po pewnym czasie widok kwadratu wywołuje nieprzyjemne doznania nawet wtedy, gdy nie towarzyszy mu szok elektryczny. Interesuje nas nie tyle bezpośrednie nabywanie wiedzy o znaczeniu niebieskiego kwadratu z własnego doświadczenia, ale możliwość zdobycia jej dzięki obserwowaniu drugiej osoby – wyłącznie w oparciu o bodźce społeczne, takie jak np. mimika twarzy.

Zdjęcia: One HD dla FNPZdjęcia: One HD dla FNP Wykazaliśmy, że przekazany społecznie strach wywołuje wyraźne reakcje fizjologiczne u obserwatorów, ale nie wszyscy powiązali je z prezentacją kwadratu. Oznacza to, że warunkowanie przez obserwację opiera się na dwóch mechanizmach: dostrzeżeniu ekspresji emocjonalnej drugiej osoby oraz świadomym połączeniu jej ze współwystępującym bodźcem.

Za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego stwierdziliśmy, że strach przekazywany społecznie aktywuje obszary mózgu kluczowe dla bezpośredniego warunkowania strachu – ciało migdałowate, przednią część wyspy oraz przedni zakręt obręczy. Porównaliśmy też wzory aktywacji mózgu podczas obserwacji przyjaciela oraz obcej osoby doświadczającej strachu. Nie zaobserwowaliśmy znaczących różnic – sugeruje to, że obserwacja taka niesie przede wszystkim wartość informacyjną: kluczowa jest wiedza o niebezpieczeństwie, a nie jej źródło. Podobny wzór aktywacji mózgu i jego niezależność od stopnia znajomości partnera obserwowano również u gryzoni, co wskazuje na ciągłość ewolucyjną zjawiska.

Nasze badania na szczurach wykazały zaś, że zwierzęta odczytują, jak bardzo boją się inne osobniki i wykorzystują tę informację, by przystosować się do środowiska. Silny strach szczura-demonstratora powoduje u innych szczurów reakcje takie jak zamieranie czy ucieczka, które pomagają uniknąć bezpośredniego niebezpieczeństwa. Słabszy strach partnera skłania zaś zwierzę do poszukiwania zagrożenia w środowisku. W reakcjach tych pośredniczy ciało migdałowate, a szczególnie jedna z jego części – jądro środkowe. Połączenia tej struktury z korą zakrętu obręczy i korą wyspową, a także częścią podstawno- -boczną ciała migdałowatego są kluczowe dla kontroli strachu przekazywanego społecznie. Badania na zwierzętach pozwoliły na pobudzanie i hamowanie specyficznych obwodów neuronalnych, co umożliwiło nam zrozumienie ich funkcji. Początkowo ta linia badań, która później rozdzieliła się na kilka projektów, była finansowana w konkursie OPUS 6. Projekt „Obwody neuronalne w jądrze środkowym ciała migdałowatego zaangażowane w społeczne przekazywanie strachu” pozwolił m.in. na zebranie wstępnych danych i ubieganie się o grant ERC. Finansowanie w ramach programu ERC Starting Grant umożliwiło zrealizowanie badań na gryzoniach, których wyniki zostały niedawno opublikowane w czasopiśmie „Current Biology” (Andraka, Kondrakiewicz et al., 2021, 31, 2347–2358) i wzbudziły zainteresowanie środowiska naukowego, o czym świadczy m.in. komentarz w tym samym piśmie (Keysers & Gazzola, Current Biology, 31, R728-R730). Wyniki opisywanego projektu OPUS 10, porównującego gryzonie i ludzi są obecnie w trakcie publikowania.

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.

Pełny tytuł finansowanego projektu : Neuronalne korelaty zarażania emocjonalnego u ludzi

Dr hab. Ewelina Knapska, prof. Instytutu Nenckiego

Kierownik - dodatkowe informacje

Ukończyła biologię i psychologię na Uniwersytecie Warszawskim, doktorat z neurobiologii uzyskała w Instytucie Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN. Odbyła dwuletni staż podoktorski 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 Nauki i Szkolnictwa Wyższego oraz Academia Europaea. W 2016 r. otrzymała prestiżowy grant ERC. Od 2018 r. współkieruje ośrodkiem BrainCity – Centrum Doskonałości w zakresie neuroplastyczności i chorób mózgu (Międzynarodowa Agenda Badawcza finansowana przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej).

""