Maria Jarymowicz Wydział Psychologii, Uniwersytet Warszawski Kamil Imbir Akademia Pedagogiki Specjalnej im. Marii Grzegorzewskiej Dorota Jasielska Wydział Psychologii, Uniwersytet Warszawski Tomasz Wolak Naukowe Centrum Obrazowania Biomedycznego, IFPS w Kajetanach Patrycja Naumczyk Wydział Psychologii, Uniwersytet Gdański PSYCHOLOGIA ETOLOGIA GENETYKA Tom 27, 2013 ISSN 1508-583X strony 7 24 Wzbudzanie emocji specyficznych dla automatycznego vs refleksyjnego systemu wartościowania a odpowiedzi hemodynamiczne mózgu (badanie z wykorzystaniem fmri) Streszczenie Badanie dotyczyło emocji zróżnicowanych ze względu na genezę: automatyczną i refleksyjną ich wzbudzanie połączone było z zastosowaniem fmri. W badaniu uczestniczyło 36 kobiet w wieku 19 27 lat. Wzbudzane były emocje: 1) automatyczne homeostatyczne oraz 2) refleksyjne, związane ze standardami Ja-idealnego. Służyły temu zestawy słów emotywnych, stosowanych wcześniej w badaniach behawioralnych. Analizowana była odpowiedź hemodynamiczna mózgu. Analizy kontrastów wykazały efekty zarówno dla systemu, jak i dla znaku emocji: 1) wzbudzanie emocji automatycznych współwystępowało ze specyficznymi efektami w obszarze płata potylicznego, a emocji refleksyjnych w okolicach orbitofrontalnych, 2) wzbudzanie emocji negatywnych współwystępowało z bilateralnymi pobudzeniami okolicy środkowej zakrętu obręczy, a emocji pozytywnych z bilateralnymi pobudzeniami okolic orbitofrontalnych oraz aktywizacją płata skroniowego półkuli lewej. Elicitation of automatic vs. reflective emotions and hemodynamic responses of the brain (fmri study) Abstract The article presents data related to elicitation of emotions of automatic vs. reflective origin. 36 women (19 27 years old) participated in the the fmri study. Words (used in the parallel behavioral studies Imbir, Jarymowicz 2011a; b) were applied to elicit two categories of emotions: the automatic emotions (homeostatic ones) vs. reflective emotions (related to the ideal Self standards). The hemodynamic reactions contrasts analyses suggest connections between (1) the automatic emotions with the occipital lobe and the reflective emotions with the OFC, and (2) negative emotions with the (bilateral) cingulate cortex, whereas positive emotions with the (bilateral) OFC and the temporal right lobe. 7
Maria Jarymowicz, Kamil Imbir, Dorota Jasielska, Tomasz Wolak, Patrycja Naumczyk Wprowadzenie W publikacjach dotyczących badań nad emocjami staramy się argumentować, że zrozumienie regulacyjnych funkcji emocji (zarówno negatywnych, jak i pozytywnych) wymaga uwzględnienia odmienności ich genezy automatycznej bądź refleksyjnej (Jarymowicz 2001, 2009a; b; Jarymowicz, Imbir 2010). Znacząca część emocji powstaje jako bezpośrednia, automatyczna afektywna reakcja na bodźce, ale część jest pochodną uprzedniego namysłu i wyartykułowanej oceny poznawczej (Reykowski 1968; 1985; 1990; Plutchik 1980; Russell 2003; Barrett 2006a; Pessoa 2008; Sander, Scherer 2009; Wierzbicka 2009). Przyjmujemy, że emocje mogą powstawać w różnych systemach wartościowania nazwanych automatycznym systemem wartościowania i refleksyjnym systemem wartościowania (Jarymowicz 2001; Jarymowicz, Imbir 2010). Przyjmujemy też, że systemy te są powiązane z odmiennymi standardami wartościowania, a leżące u ich podstaw procesy mózgowe są (po części) odmienne (Damasio 1994/1999; LeDoux 1996; 2000; 2012; Panksepp 1998; Rolls 1999, 2000; Berridge 2003; Sander, Grafman, Zalla 2003; Sander, Grandjean, Scherer 2005). Z założeniami tymi związane są nasze badania behawioralne i neurobiologiczne. Te ostatnie mają charakter eksploracyjny, a ich celem jest sprawdzenie, czy bodźce stosowane w celu wzbudzania wyróżnionych emocji w badaniach behawioralnych wywołują także odmienne reakcje mózgowe. Rozróżnienie emocji o genezie automatycznej vs refleksyjnej 8 W przyjętej taksonomii ludzkich emocji (Jarymowicz, Imbir 2010) uwzględniamy dwie ich kategorie, wyróżnione ze względu na odmienną genezę. Pierwszą kategorię stanowią emocje powstające automatycznie (emocje automatyczne), które mogą być pochodne od deprywacji czy gratyfikacji podstawowych potrzeb (poziom 1) bądź powstawać w wyniku dopływu podniet zewnętrznych, awersyjnych czy hedonistycznych (poziom 2). Drugą kategorię stanowią emocje o genezie refleksyjnej (emocje refleksyjne), które mają charakter negatywny bądź pozytywny w zależności od stopnia realizacji pojęciowych, wyartykułowanych standardów: standardów JA (poziom 3) bądź standardów aksjologicznych pochodnych od ogólnych abstrakcyjnych pojęć dobra i zła (poziom 4). Podział ten związany jest z koncepcjami sekwencji wzbudzania emocji (Zajonc 1980/1985; Reykowski 1985). W przypadku emocji automatycznych jest to sekwencja: afekt (pierwotny) poznanie (jawne), a w przypadku emocji refleksyjnych sekwencja: poznanie (jawne) afekt (wtórny). Afekt jest zawsze kluczową komponentą procesu emocjonalnego (Russell 2003;
Wzbudzanie emocji specyficznych dla automatycznego vs refleksyjnego systemu Sander, Grandjean, Scherer 2005; Pessoa 2008), ale w jednym przypadku reakcja afektywna wyprzedza poznawczą jawną ocenę bodźca, a w innym po pierwotnej reakcji afektywnej następuje ocena jawna i afekt wtórny, który może zdominować pierwotną reakcję afektywną. Te odmienne sekwencje decydują o istotnym zróżnicowaniu regulacyjnej roli emocji. W serii badań behawioralnych (np. Imbir, Jarymowicz 2011a; b; Jasielska, Jarymowicz 2012; 2013) wzbudzaliśmy emocje, posługując się bodźcami słownymi. Dane pokazują odmienność następstw wzbudzania emocji automatycznych i refleksyjnych. Dotyczyło to m.in. poziomu kontroli uwagi (gorszego w warunkach wzbudzania emocji automatycznych niż refleksyjnych), stopnia gotowości do stosowania radykalnych kar (wyższego w warunkach wzbudzania emocji automatycznych niż refleksyjnych), stopnia natężenia poczucia szczęścia (wyższego w warunkach wzbudzania emocji refleksyjnych niż automatycznych). Podjęliśmy też badania nad konsekwencjami wzbudzania różnych kategorii emocji (tymi samymi co w badaniach behawioralnych metodami słownymi) dla procesów mózgowych, uchwytnych w pomiarach EEG i fmri. W badaniach behawioralnych testowaliśmy wszystkie wyróżnione kategorie emocji, a w eksploracyjnych badaniach neurobiologicznych tylko emocje egocentryczne : automatyczne homeostatyczne (por. wyżej poziom 1) oraz refleksyjne, związane z realizacją standardów Ja (por. wyżej poziom 3). W badaniu EEG (Imbir i in. 2012) zróżnicowanie potencjałów wywołanych bodźcami emotywnymi było zależne zarówno od systemu wartościowania, jak i znaku generowanych emocji. W szczególności analizy efektów głównych wykazały, że średnie amplitudy były wyższe w warunkach eksponowania słów odnoszących się do emocji: 1) refleksyjnych niż automatycznych oraz 2) pozytywnych niż negatywnych. Efekt interakcji dowodzi jednak, że efekt prosty znaku emocji było istotny tylko w przypadku wzbudzania emocji automatycznych, a nie wystąpił w warunkach wzbudzania emocji refleksyjnych. W poszukiwaniu korelatów hemodynamicznych wzbudzanych emocji: cel badania fmri i hipotezy Celem prezentowanego badania eksploracyjnego było: 1) opracowanie metody pomiaru korelatów emocji w badaniu fmri wzbudzanych tymi samymi metodami słownymi co w badaniu EEG i w badaniach behawioralnych oraz 2) uchwycenie zróżnicowania wskaźników odpowiedzi hemodynamicznych w warunkach wzbudzania emocji negatywnych i pozytywnych automatycznych (homeostatycznych) oraz refleksyjnych (związanych ze standardami Ja). 9
Maria Jarymowicz, Kamil Imbir, Dorota Jasielska, Tomasz Wolak, Patrycja Naumczyk 10 Punkt wyjścia stanowiły określone założenia odwołujące się do psychologicznych koncepcji emocji i neurobiologicznych modeli mózgu emocjonalnego (Reykowski 1968; 1990; Plutchik 1980; Zajonc 1980/1985; Damasio 1994/1999; Ekman, Davidson 1994; LeDoux 1996; 2012; Rolls 1999; Russell 2003; Manstead, Frijda, Fischer 2004; Panksepp 2005; Barrett 2006a; b; Pessoa 2008; Sander, Scherer 2009; Wierzbicka 2009; Gazzaniga 2011). Kluczowe założenia dotyczące zróżnicowania emocji ze względu na automatyczny vs refleksyjny system wartościowania można streścić następująco: 1) każdy proces emocjonalny ma swoje pierwotne składowe afektywne, związane z pobudzeniem nawet najbardziej pierwotnych struktur układu nerwowego; 2) emocje o genezie refleksyjnej wyróżnia spośród innych emocji udział procesów myślenia, polegających na porównywaniu stanów rzeczy z wyartykułowanymi standardami ewaluatywnymi (co umożliwia ocenianie rzeczywistości w kategoriach takich jak korzystne, obrazoburcze, postępowe, szlachetne czy niehumanitarne); 3) oceny typu refleksyjnego wzbudzają afekty wtórne, nieredukowalne do pierwotnych, zmysłowych przyjemności i przykrości, choć te stanowią bazę dla powstawania emocji takich jak (przykre) wyrzuty sumienia czy (przyjemne) satysfakcja z wyników własnej pracy; 4) przebieg procesów emocjonalnych (o różnej genezie i modalności) prowadzi do powstawania sieci neuronalnych wiążących różne ich atrybuty dzięki czemu etykietka słowna (taka jak satysfakcja czy ból) może wzbudzać pozostałe elementy procesu (związane z pamięcią powiązań pomiędzy bodźcami i reakcjami emocjonalnymi LeDoux 1996). Implikację tych założeń stanowi: a) oczekiwanie, że słowne wzbudzanie emocji o genezie automatycznej vs refleksyjnej wiąże się z wieloma podobnymi procesami mózgowymi oraz b) przewidywanie, iż differentia specifica wiąże się z tym, że o ile emocje o genezie automatycznej nie wymagają aktywności kory przedczołowej, o tyle jest ona konieczna dla emocji o genezie refleksyjnej. Co do efektu znaku emocji punkt wyjścia stanowiły wciąż jeszcze obecne w literaturze dwie hipotezy (Ito i in. 1998; Killgore, Yurgelun-Todd 2007). Wedle pierwszej (the right hemisphere hypothesis) wszelkie emocje, bez względu na ich znak, są powiązane z aktywnością półkuli prawej. Wedle drugiej hipotezy (the valence specific hypothesis) półkula prawa odpowiada za emocje negatywne, lewa zaś za emocje pozytywne. Powstaje pytanie, dlaczego miałoby być tak, a nie inaczej. Przypuszczamy, że odmienne wzorce uzyskiwanych danych wynikają z braku kontroli w badaniach nad emocjami o różnym znaku ich zróżnicowanej genezy. Przyjmujemy, że:
Wzbudzanie emocji specyficznych dla automatycznego vs refleksyjnego systemu 1) funkcje każdej z półkul powiązane są zarówno z emocjami negatywnymi, jak i z emocjami pozytywnymi, ale różne są ich powiązania z różnymi emocjami; 2) półkula prawa odgrywa kluczową rolę we wzbudzaniu automatycznych emocji homeostatycznych, półkula lewa zaś dominującą rolę we wzbudzaniu emocji o genezie refleksyjnej; 3) emocje negatywne powstające wskutek zakłócenia homeostazy są stosunkowo silne, podczas gdy emocje pozytywne stanowią tylko stosunkowo krótkotrwałe zwieńczenie procesu przywracania homeostazy są więc słabe i krótkotrwałe (entuzjazm z powodu ustania bólu zęba nie jest ani wielki, ani długotrwały); 4) emocje negatywne i pozytywne o genezie refleksyjnej mają podobną moc regulacyjną, są bowiem źródłem motywacji podtrzymujących działania zarówno wówczas, gdy standardy Ja zostały naruszone, jak i wtedy, gdy jest nadzieja na sukces w ich realizacji (nota bene: brak asymetrii znaku w zakresie tych emocji sugerują nasze dane z badania EEG por. Imbir i in. 2012). Implikację tych założeń stanowiło oczekiwanie, że a) wzbudzanie emocji automatycznych i refleksyjnych o znaku negatywnym wywoła bardziej wyraziste reakcje w półkuli prawej ze względu na szczególną wagę negatywnych emocji homeostatycznych, a b) wzbudzanie emocji o znaku pozytywnym wywoła bardziej wyraziste reakcje w półkuli lewej ze względu na poślednią rolę emocji homeostatycznych pozytywnych. Sformułowane oczekiwania stanowiły punkt wyjścia dla opracowania projektu badania i analizy danych uzyskanych w paradygmacie fmri. Trzeba zważyć, że dane fmri mówią o zróżnicowaniu procesów mózgowych, a nie o ich bezwzględnej obecności czy nieobecności. Oczekiwania oraz interpretacje uzyskiwanych danych muszą się więc odnosić do hipotez przewidujących bardziej czy mniej wyrazistą rolę poszczególnych obszarów mózgu w przebiegu określonych procesów psychologicznych. Metoda Badanie przeprowadzono w Naukowym Centrum Obrazowania Biomedycznego Instytutu Fizjologii i Patologii Słuchu w Kajetanach. W badaniach uczestniczyły wyłącznie kobiety (dokonano takiego wyboru w celu zredukowania stopnia złożoności schematu badań). Osoby badane W badaniu udział wzięło 36 studentek Wydziału Psychologii Uniwersytetu Warszawskiego, w wieku od 19 do 27 lat (średnia 21,7; SD = 1,98). 11
Maria Jarymowicz, Kamil Imbir, Dorota Jasielska, Tomasz Wolak, Patrycja Naumczyk Udział w badaniu był dobrowolny i odpłatny (50 zł). Dla wszystkich polski był językiem ojczystym. Żadna z osób nie miała wady wzroku (innej niż skorygowana dzięki soczewkom kontaktowym oraz goglom służącym do prezentacji bodźców). Materiały: zestawy słów do wzbudzania emocji różnych kategorii Uznaliśmy, że znaczna część emocji o charakterze automatycznym ma swe odpowiedniki w postaci etykietek słownych (takich jak wstręt czy rozkosz), natomiast emocje o genezie refleksyjnej nie dadzą się jednoznacznie wyrazić za pośrednictwem materiału obrazowego. Zatem w badaniach posługujemy się metodami słownymi (Dobrenko, Jarymowicz 2011). Przyjęliśmy też, iż emotywny charakter mają nie tylko słowa będące nazwami stanów i odczuć emocjonalnych (jak zaskoczenie czy duma), lecz także nazwy obiektów czy zdarzeń silnie skojarzonych z emocjami (typu wakacje czy kompromitacja). Wzbudzaniu emocji służyły zestawy słów, opracowane wcześniej dla celów badań behawioralnych. Wykluczone zostały etykietki słowne, które można odnieść do różnych kategorii emocji (takie jak radość, którą może wzbudzać zarówno dostęp do smakowitego jedzenia, jak i spełnienie ambicji zawodowych). Przyjęliśmy, że można zwiększyć jednoznaczność słów przez ich eksponowanie w zestawach narzucających kontekst (jak w przypadku słowa przemoc, które w zestawie słów choroba, śmierć łatwiej skojarzyć z zagrożeniem fizycznym niż ze znęcaniem się psychicznym). Tabela 1. Uwzględnione w badaniu kategorie emocji oraz przykłady słów służących ich wzbudzaniu i dobranych do nich słów neutralnych AUTOMATYCZNE (homeostatyczne) REFLEKSYJNE (standardy Ja) Negatywne Pozytywne Neutralne zakażenie odzyskanie bieganie panika ulga skakanie zagrożenie uspokojenie gotowanie egoizm odwaga przekonywanie kompromitacja wytrwałość myślenie niesłowność sumienność ogłaszanie 12 O doborze słów i ich zestawów zdecydowały kryteria treściowe i formalne. Ekipa badawcza zgromadziła około dwustu rzeczowników odnoszących się do różnych kategorii emocji. Następnie sędziowie kompetentni (110 studentów psychologii, po odpowiednim treningu) przypisali słowa do wyróżnionych kategorii emocji. Z tej puli utworzone zostały zestawy słów. Dokonywano tego w taki sposób, by słowa w zestawach były porównywalne ze względu na: 1) frekwencyjność oraz 2) długość.
Wzbudzanie emocji specyficznych dla automatycznego vs refleksyjnego systemu W badaniu zastosowanych zostało 6 zestawów słów 4 dla wzbudzania czterech kategorii emocji (automatyczne pozytywne, automatyczne negatywne, refleksyjne pozytywne, refleksyjne negatywne) oraz 2 zestawy słów neutralnych (dobrane zarówno do automatycznych, jak i refleksyjnych). Każdy zestaw zawierał 12 słów tabela 1 pokazuje ich przykłady. Średnia długość słowa w zestawach wyniosła 9,74 litery (SD = 2,42). Średnie długości słów w poszczególnych zestawach nie różniły się między sobą (F = 0,83, p > 0,1). Urządzenia Wykorzystano skaner 3T Siemens Trio TIM ver. VB17A z 12-kanałową cewką głowową (Matrix Head Coil). Do stymulacji wzrokowych użyto gogli VisualSystem firmy Nordic Neuro Lab z korekcją rozstawu oczu i wad wzroku. Wykonano standardowe sekwencje T1 i T2 do oceny ewentualnych patologii w celu wykluczenia osób z nieprawidłowym obrazem morfologicznym mózgowia. W dalszej kolejności wykonano sekwencję T1 w wysokiej rozdzielczości, a następnie sekwencję SingleShot-EPI, pozwalającą na obrazowanie czynności mózgu. Parametry poszczególnych sekwencji były następujące: 1) sekwencja T1 MPR wysokiej rozdzielczości: obrazy w płaszczyźnie sagital o rozdzielczości izotropowej 0,9 0,9 0,9 mm. TR = 1900 ms, TE = 2,21 ms, TI = 900 ms, FA = 9, FOV = 26 28,8 cm, matrix = 320 290, slice thickness = 0,9 mm, Pixel bandwith = 200Hz/pix, 208 warstw, ipat = 2, TA = 5 min; 2) sekwencja T2* SingleShot-EPI w płaszczyźnie axial o rozdzielczości anizotropowej 3 3 3,36 mm. TR = 2000 ms, TE = 30 ms, FA = 90, FOV = 192 192 mm, matrix = 64 64, slice thickness = 3 mm, gap 0,36, Pixel bandwith = 2230 Hz/pix, 37 warstw, ipat = 2, 300 skanów dynamicznych, TA = 10 min. Schemat badania Wykonano kolejno dwie osobne sekwencje EPI w odniesieniu do każdej osoby badanej. W każdej z sekwencji wykorzystano jeden spośród czterech (dobranych pseudolosowo) zestawów słów nacechowanych emocjonalnie oraz zestaw słów neutralnych. Zastosowano schemat mieszany: dwa nacechowania emocjonalne słów (słowa emotywne vs neutralne prezentowane zdarzeniowo, events) 2 warunki badania (odnoszenie słów do Ja vs zadanie bez odnoszenia słów do siebie prezentowane blokowo). W warunkach odnoszących się do każdej kategorii emocji liczba osób badanych była taka sama. 13
Maria Jarymowicz, Kamil Imbir, Dorota Jasielska, Tomasz Wolak, Patrycja Naumczyk Procedura Zastosowaną procedurę prezentuje rycina 1. Czy dane słowo odnosi się do Ciebie? Polecenie 5 s Przerwa 1 s Nie Wyrazy neutralne lub afektywne 6 słów po 4 s Odwaga Tak Czy dane słowo jest trudno definiowalne? Polecenie 5 s Przerwa 1 s Wdrażanie Nie Tak Wyrazy neutralne lub afektywne 6 słów po 4 s Rycina 1. Schemat przebiegu pojedynczej sekwencji zdarzeń w badaniu Źródło: opracowanie własne. Bodźce prezentowane były przez gogle (by obraz był wyraźny), podłączone do komputera sterującego przebiegiem eksperymentu. W trakcie danej sekwencji EPI każdej osobie prezentowano słowa pogrupowane w dwa naprzemiennie występujące bloki. W pierwszym z nich zadaniem osoby badanej było zadecydowanie, czy wyświetlane słowo jej dotyczy, a w drugim bloku czy dane słowo jest trudne do zdefiniowania. W trakcie badania każdy z bloków wystąpił pięć razy. Przed każdym blokiem na ekranie wyświetlane było pytanie przypominające zadanie w danym bloku. W ramach każdego z bloków co cztery sekundy prezentowane było sześć słów zarówno nacechowanych afektywnie (należących do jednej spośród badanych kategorii), jak i neutralnych. Po ekspozycji kolejnych słów osoba badana udzielała odpowiedzi TAK/NIE przy użyciu urządzenia response pad, przeznaczonego do pracy w polu magnetycznym. Czas trwania każdej sekwencji EPI wynosił 10 minut, a cała procedura 45 minut. Metody analizy 14 Do analizy uzyskanych w badaniu czynnościowym obrazów wykorzystane zostało oprogramowanie SPM8 (www.fil.ion.uci.ac.uk/spm/software/spm8). Analizy poprzedzono zastosowaniem standardowych procedur korekcji artefaktów ruchowych (skany zostały dopasowane do pierwszego
Wzbudzanie emocji specyficznych dla automatycznego vs refleksyjnego systemu wolumenu z serii). Analiza ruchu wykazała, że u żadnej z osób badanych nie przekroczył on 2 mm, a średnio wyniósł poniżej 0,5 mm w czasie danej sekwencji. Dodatkowo ruch nie był skorelowany z zastosowanym paradygmatem. Normalizację wykonano z wykorzystaniem segmentacji obrazów T1 korejestrowanych z obrazami EPI. Weryfikacja normalizacji w oparciu o maski obrazów EPI wykazała bardzo dobre dopasowanie do obrazu wzorcowego mózgu (MNI). Wielkość woksela po normalizacji wynosiła 2 2 2 mm. Filtr wygładzający miał rozmiar FWHM = 6 mm. Do modelowania zmian sygnału BOLD zastosowano metodę GLM (Global Linear Modeling) oraz standardową funkcję HRF (hemodynamic response function). Poszczególne wyrazy prezentowane podczas badania modelowane były jako zdarzenia (w sumie 2 60 zdarzeń) o czasie trwania 4 sekundy. Odnoszenie do ja lub definicji modelowano jako bloki 24-sekundowe przedzielone instrukcjami, które wyświetlały się na ekranie przez 6 sekund. Na pierwszym poziomie analizy statystycznej zastosowano zatem mieszany model (zdarzeniowo-blokowy). Ze względu na znikomy ruch w trakcie badań nie uwzględniano regresorów ruchu w analizie. Na poziomie analizy grupowej zastosowano analizę czynnikową. Lista czynników oraz ich poziomów: Czynnik odnoszenie do «ja» : poziom I słowa odnoszone do ja poziom II słowa nieodnoszone do ja. Czynnik nacechowanie emocjonalne : poziom I słowa nacechowane afektywnie poziom II słowa bez zabarwienia afektywnego. Czynnik kategoria emocjonalna poziom I automatyczne negatywne poziom II refleksyjne negatywne poziom III automatyczne pozytywne poziom IV refleksyjne pozytywne. Zastosowano dwa progi statystyczne. Pierwszy na poziomie p < 0,05 z poprawką FWE oraz mniej restrykcyjną p < 0,001 bez poprawki na wielokrotne powtórzenia. Celem zastosowania mniej restrykcyjnej poprawki było zweryfikowanie, czy obszary aktywne, które przeszły poprawkę FWE, stanowią oddzielne obszary czy też maksima większego obszaru czynnościowego. Dane prezentowane poniżej dotyczą jednak tylko progu bardziej restrykcyjnego (p < 0,05 z poprawką FWE). W celu porównywania zmian ukrwienia poszczególnych regionów w mózgu w odpowiedzi na prezentowane bodźce dla każdej z uczestniczek wyznaczono mapy aktywacji na podstawie zdefiniowanych kontrastów. Wyniki danych indywidualnych posłużyły do przeprowadzenia analiz drugiego stopnia, które miały na celu stwierdzenie różnic pomiędzy poszczególnymi 15
Maria Jarymowicz, Kamil Imbir, Dorota Jasielska, Tomasz Wolak, Patrycja Naumczyk kontrastami na podstawie danych uśrednionych (analizy kontrastów grupowych typu One sample T-test). Wyniki Przedstawione zostaną dane dotyczące wyłącznie efektów głównych znaku i systemu. Rejestr zaobserwowanych aktywności mózgu Analizy (z poprawką na porównania wielokrotne) wykazały, że w przetwarzanie związane z systemem wartościowania zaangażowane były: płat potyliczny (w lewej półkuli), przedklinek (w obu półkulach), tylna część zakrętu obręczy (w obu półkulach), zakręt kątowy (w lewej półkuli), okolice podstawne płata czołowego (okolice orbitofrontalne w prawej półkuli). Analizy (z poprawką na porównania wielokrotne) wykazały, że w przetwarzanie związane ze znakiem emocji zaangażowane były: zakręt obręczy (część środkowa w obu półkulach), zakręt wrzecionowaty (w lewej półkuli), przedklinek (w prawej półkuli), biegun płata skroniowego (w prawej półkuli), okolice podstawne płata czołowego (okolice orbitofrontalne w obu półkulach). 16 Wyniki analiz kontrastów Analizy istotności kontrastów grupowych przedstawia poniższa tabela. W zawartych w niej opisach zaznaczone zostały pogrubioną czcionką: 1) w analizach dotyczących systemu wartościowania rezultaty dotyczące zróżnicowania tył przód oraz 2) w analizach dotyczących znaku rezultaty dotyczące zróżnicowania prawa lewa. Tabela 2. Wyniki analiz kontrastów dla wszystkich warunków badania łącznie (w nawiasach podano współrzędne MNI (x, y, z) woksela o najsilniejszej aktywacji w danym obszarze) Pobudzenia dla p < 0,05 FWE SYSTEM AUT vs RFL Płat potyliczny półkuli lewej (12, 82, 6) ZNAK RFL vs AUT Okolice orbitofrontalne półkuli prawej ( 8, 42, 14) Negatywne vs Pozytywne Pozytywne vs Negatywne Bilateralne pobudzenia okolicy środkowej zakrętu obręczy (2, 18, 46) Bilateralnie okolice podstawne płata czołowego (okolice orbitofrontalne) (6, 26, 6); biegun płata skroniowego półkuli lewej (42, 12, 36)
Wzbudzanie emocji specyficznych dla automatycznego vs refleksyjnego systemu (1) Automatyczne vs refleksyjne (2) Refleksyjne vs automatyczne (3) Negatywne vs pozytywne (4) Pozytywne vs negatywne Rycina 2. Mapa aktywacji dla porównania: 1) systemu automatycznego vs refleksyjnego; 2) systemu refleksyjnego vs automatycznego; 3) znaku negatywnego vs pozytywnego oraz 4) znaku pozytywnego vs negatywnego. Wyniki dla p < 0,05 (zastosowana poprawka FWE). Źródło: opracowanie własne. Jak widać, porównania ze względu na system wartościowania wykazały, że: 1) w warunkach wzbudzania emocji automatycznych płat potyliczny (półkuli lewej) był bardziej aktywny niż w warunkach wzbudzania emocji refleksyjnych oraz 2) w warunkach wzbudzania emocji refleksyjnych aktywne były bardziej niż w warunkach wzbudzania emocji automatycznych okolice orbitofrontalne (półkuli prawej). Analizy efektów znaku wykazały: 1) większą bilateralną aktywność okolicy środkowej zakrętu obręczy w przypadku wzbudzania emocji negatywnych niż w przypadku wzbudzania emocji pozytywnych oraz 2) większą bilateralną aktywność okolic orbito- 17
Maria Jarymowicz, Kamil Imbir, Dorota Jasielska, Tomasz Wolak, Patrycja Naumczyk frontalnych oraz bieguna lewego płata skroniowego w przypadku wzbudzania emocji pozytywnych niż w przypadku wzbudzania emocji negatywnych. Rycina 2 przedstawia wizualizację uzyskanych wyników. Dyskusja wyników Dokonaliśmy odniesienia uzyskanych efektów znaku i systemu wartościowania automatycznego vs refleksyjnego do modelu mózg emocje Rollsa (1999; 2000). Odniesienie uzyskanych efektów systemu do modelu Rollsa Model Rollsa (por. rycina 3) przedstawia mechanizmy mózgowe prowadzące do wzbudzania reakcji na bodźce emocjonalne. Mówiąc najogólniej, model ten różnicuje pomiędzy reakcjami uwarunkowanymi genetycznie oraz pochodnymi od procesów ewaluacji, następującymi dzięki dotarciu impulsów do ciała migdałowatego lub także do kory przedczołowej. Ośrodki językowe Ośrodki związane z planowaniem i motoryką Świadome reakcje Obszary asocjacyjne Ciało migdałowate oraz kora orbitofrontalna Ośrodki drugorzędowe Ośrodki pierwszorzędowe Bodziec Wzmocnienia pierwotne, np. smak, dotyk, ból Pień mózgu Rdzeń kręgowy Prążkowie, kora zakrętu obręczy Brzuszne prążkowie Wzgórze Okolica przedruchowa Nieświadome reakcje Wyuczone odpowiedzi zautomatyzowane Odruchy Legenda: pobudzenia związane ze znakiem emocji (Z): negatywnym i pozytywnym oraz systemem wartościowania (S): automatycznym i refleksyjnym Rycina 3. Zarejestrowane kontrastowe aktywacje mózgowe odniesione do modelu Rollsa. Źródło: opracowanie własne na podstawie: Rolls (1999). 18 Model Rollsa uwzględnia drogi powstawania reakcji emocjonalnych wrodzonych i wyuczonych. Te ostatnie pochodne od procesów ewaluacji dzieli na dwa typy reakcji, z których każdy związany jest z odmienną drogą impulsów, odpowiedzialną za inny typ następstw. W modelu przyj-
Wzbudzanie emocji specyficznych dla automatycznego vs refleksyjnego systemu muje się, że bodźce wywołują procesy ewaluacji dzięki aktywacji dwóch obszarów: ciała migdałowatego i kory przedczołowej. Możliwe są dwa rodzaje projekcji z tych obszarów, wywołujących odmienne typy reakcji kierunkowych. Jeden stanowią projekcje bezpośrednie przez prążkowie, prążkowie brzuszne i wzgórze, a to umożliwia reakcje emocjonalne bez pośrednictwa werbalizacji zamierzeń (implicit actions). Drugi rodzaj stanowią projekcje powiązane z korą językową (language cortex), pozwalające na oceny zwerbalizowane i planowanie świadomie działania (explicit actions). Model ten można uznać za dogodny układ odniesienia zarówno dla naszej koncepcji mechanizmów wzbudzania emocji, jak i uzyskanych wyników. Po prawej stronie ryciny 3 widoczne są trzy poziomy struktur mózgowych, powiązane z trzema możliwymi wariantami przebiegu impulsów wywołanych bodźcami emotywnymi. Dwa pierwsze poziomy (licząc od dołu) związane są z reakcjami odruchowymi pochodnymi od nieświadomych ewaluacji można je odnieść do emocji automatycznych. Natomiast poziom trzeci umożliwia generowanie emocji pochodnych od ocen zwerbalizowanych (por. pozioma strzałka górna), a zatem można je odnieść do emocji refleksyjnych. Jak widać na rycinie 3, drogi umożliwiające powstawanie emocji automatycznych i refleksyjnych nie są w pełni rozłączne: przebieg impulsów wzbudzonych różnymi bodźcami jest po części podobny, a tylko po części specyficzny. Jeśli chodzi o uzyskane w badaniu istotne efekty systemu (por. wyżej tabela 2), to zaznaczone są one na rycinie 3 w dwóch obszarach. Jeden efekt (S-Aut) dotyczył warunków eksponowania słów odnoszących się do emocji automatycznych (w porównaniu z warunkami wzbudzania emocji refleksyjnych) i pojawił się w płacie potylicznym. Drugi efekt (S-Rfl) dotyczył warunków wzbudzania emocji refleksyjnych (porównanych z warunkami wzbudzania emocji automatycznych) i pojawił się w obszarze orbitofrontalnym powiązanym z ewaluacją werbalną. W zaaranżowanych przez nas warunkach badania, polegających na wzbudzaniu wszelkich emocji (i refleksyjnych, i automatycznych) bodźcami słownymi, impulsy docierały niewątpliwie do kory językowej na rycinie 3 obrazują to zewnętrzne strzałki po stronie lewej (od kory pierwszo- i drugorzędowej do kory językowej). Rodzaj zastosowanych przez nas zadań (odnoszenia słów do Ja bądź oceniania, czy łatwo je zdefiniować) zapewne sprawił, że wszelkie eksponowane bodźce słowne aktywizowały okolice orbitofrontalne. Okazało się jednak, że mimo tych podobieństw stopień aktywizacji okolic orbitofrontalnych był istotnie wyższy w warunkach eksponowania słów odnoszących się do emocji refleksyjnych niż odnoszących się do emocji automatycznych. 19
Maria Jarymowicz, Kamil Imbir, Dorota Jasielska, Tomasz Wolak, Patrycja Naumczyk Dane dotyczące efektów znaku Jak pokazują dane zawarte w tabeli 2 oraz efekty odniesione do modelu Rollsa (por. rycina 3), wzbudzaniu emocji negatywnych i pozytywnych towarzyszyły: 1) bilateralne pobudzenia okolic zakrętu obręczy efekt okazał się istotnie większy w warunkach wzbudzania emocji negatywnych niż w warunkach wzbudzania emocji pozytywnych, 2) bilateralne pobudzenia okolic orbitofrontalnych efekt okazał się istotnie większy w warunkach wzbudzania emocji pozytywnych niż w warunkach wzbudzania emocji negatywnych, a ponadto 3) wystąpił efekt specyficzny: pobudzenia lewego płata skroniowego; okazało się ono istotnie większe w warunkach wzbudzania emocji pozytywnych niż w warunkach wzbudzania emocji negatywnych. Analizy efektów znaku wykazały zatem bardziej wyraziste powiązania emocji negatywnych z poziomem 2, a emocji pozytywnych z poziomem 3. Wynik ten może się wydać spójny z hipotezą, zgodnie z którą emocje negatywne ważą w mózgu więcej (por. Ito i in. 1998) jeśli odnieść ją do emocji najbardziej pierwotnych: homeostatycznych (Cacioppo, Gardner 1999/2001). Są to emocje związane ze strukturami mózgu ewolucyjnie starszymi, położonymi na niższych piętrach układu nerwowego i mającymi więcej powiązań z półkulą prawą niż lewą. Nie zarejestrowaliśmy wprawdzie oczekiwanego efektu większego pobudzenia w obszarze półkuli prawej dla emocji negatywnych (łącznie automatycznych i refleksyjnych), ale efekt odnoszący się do poziomu 2 w modelu Rollsa może pośrednio wskazywać na związek uzyskanego efektu z półkulą prawą. Wystąpił ponadto jeden efekt jednostronny: większe pobudzenie lewego płata skroniowego w warunkach wzbudzania emocji pozytywnych niż w warunkach wzbudzania emocji negatywnych. Ten efekt może wydać się spójny z hipotezą wiążącą emocje negatywne z półkulą prawą, a pozytywne z półkulą lewą (valence specific hypothesis). W podjętej dyskusji nie można jednak sformułować jasnych konkluzji, uwagi wymaga bowiem znaczenie efektów bilateralnych. Podsumowanie 20 Celem przeprowadzonego badania eksploracyjnego było poszukiwanie specyficznych pobudzeń mózgu, uchwytnych metodą fmri, w warunkach wzbudzania emocji zróżnicowanych ze względu na system wartościowania i znak. Przeprowadzone badanie dotyczyło procesów o dużej złożoności, powiązanych z aktywizacją wielu struktur mózgowych. Można się było zatem spodziewać wielu podobieństw w odpowiedziach hemodynamicznych mózgu. Po pierwsze dlatego, że wszelkie procesy emocjonalne mają
Wzbudzanie emocji specyficznych dla automatycznego vs refleksyjnego systemu wiele atrybutów wspólnych. Po drugie dlatego, że wszystkie emocje były w badaniu wzbudzane bodźcami o tej samej, słownej postaci. Przyjęliśmy, że gdy etykietki słowne powodują skojarzenia z emocjami, wzbudzeniu ulega cała sieć neuronalna, utworzona w związku z: 1) doświadczaniem w przeszłości określonych emocji oraz 2) ich nazwaniem. Jeśli więc zadanie eksperymentalne sprawia, że słowo wymaga dekodowania semantycznego, to dochodzi zarazem do wzbudzenia sieci leżącej u podstaw pamięci emocjonalnej (LeDoux 1996). To zaś powinno przejawić się pewną odmiennością reakcji mózgowych. W istocie okazało się, że zastosowane bodźce pobudzały wiele różnych struktur i pomimo wielu podobnych następstw hemodynamicznych wystąpiły też efekty specyficzne. Efekty specyficzne systemu były znacznie bardziej wyraziste niż efekty znaku. W przypadku wzbudzania emocji automatycznych większe były pobudzenia w płacie potylicznym, lecz w przypadku wzbudzania emocji refleksyjnych większe w obszarze kory orbitofrontalnej. Ten ostatni efekt jest spójny z wynikami wielu współczesnych badań wskazujących na to, że kora orbitofrontalna jest aktywizowana wówczas, gdy emocja powstaje nie jako bezpośrednia reakcja afektywna, lecz w wyniku oceny znaczenia bodźca w kontekście antycypowanych rezultatów działania (Denburg i in. 2007). Przewaga pobudzeń kory orbitofrontalnej pojawia się w złożonych sytuacjach wyboru, gdy decyzja jest podejmowana w oparciu o indywidualne standardy i sądy (Balleine, Leung, Ostlund 2011; Young, Shapiro 2011; Wallis, Kennerley 2011). W rozważaniach nad wynikami dotyczącymi znaku trzeba uwzględnić efekty dwustronne oraz hipotezę, zgodnie z którą obie półkule związane są z procesami emocjonalnymi zarówno negatywnymi, jak i pozytywnymi. Sformułowania wymagają jednak hipotezy dotyczące specyfiki emocji o danym znaku, powiązanych głównie z prawą bądź głównie z lewą półkulą. Intrygujący wydaje się trop wyznaczony przez dane uzyskane przez nas w warunkach zastosowania tych samych procedur wzbudzania emocji i rejestrowania potencjałów wywołanych (ERP por. Imbir i in. 2012). Dane te sugerują odmienną rolę znaku w przypadku emocji o genezie automatycznej vs refleksyjnej, a to powinno się wiązać ze zróżnicowaniem ich podłoża strukturalnego. Dane uzyskane w opisanym badaniu eksploracyjnym nie pozwalają na wysuwanie daleko idących wniosków. Przedmiotem przedstawionych analiz były tylko efekty główne dotyczące systemu wzbudzania i znaku emocji. Ze względu na ramy opracowania nie została podjęta kwestia efektów interakcyjnych ani też kwestia związku danych z dwoma istotnie różniącymi się warunkami badania to jest odnoszeniami bądź brakiem odniesień eksponowanych bodźców emotywnych do Ja (Northoff i in. 2006). Kwestie te wymagają dalszych analiz. Podjęcie tych badań wydaje się jednak znaczące 21
Maria Jarymowicz, Kamil Imbir, Dorota Jasielska, Tomasz Wolak, Patrycja Naumczyk z dwóch powodów. Po pierwsze, rejestrowane były reakcje hemodynamiczne w warunkach wzbudzania emocji automatycznych i refleksyjnych co zdarza się w badaniach nader rzadko (por. LeDoux 2012; Lindquist i in. 2012). Po drugie, badanie zostało zaplanowane jako część większego programu z zastosowaniem tej samej metody wzbudzania emocji w badaniach behawioralnych oraz w badaniu z zastosowaniem EEG. Zaplanowane łączne analizy danych mogą wspomóc rozumienie wyników poszczególnych badań oraz stanowić ważny układ odniesienia dla weryfikacji dalszych hipotez wynikających z zaproponowanej taksonomii emocji. Podziękowanie Badanie finansowane przez MNiSW projekt N N106 059837, umowa 0598/B/H03/2009/37, przeprowadzono w Naukowym Centrum Obrazowania Biomedycznego Instytutu Fizjologii i Patologii Słuchu w Kajetanach. Literatura cytowana 22 Balleine B.W., Leung B.K., Ostlund S.B. (2011). The orbitofrontal cortex, predicted value, and choice. Annals of the New York Academy of Sciences, 1239, 43 50. Barrett L.F. (2006a). Solving the emotion paradox: Categorization and the experience of emotion. Personality and Social Psychology Review, 10, 20 46. Barrett L.F. (2006b). Valence as a basic building block of emotional life. Journal of Research in Personality, 40, 35 55. Berridge K.C. (2003). Comparing the emotional brains of humans and other animals. W: R. Davidson, K. Scherer, H. Goldsmith (red.), Handbook of affective sciences (s. 8 24). Oxford: Oxford University Press. Cacioppo J.T., Gardner W.L. (1999/2001). Emocje. W: M. Jarymowicz (red.), Pomiędzy afektem a intelektem. Poszukiwania empiryczne (s. 17 44). Warszawa: Wydawnictwo Instytutu Psychologii PAN. Damasio A.R. (1994/1999). Błąd Kartezjusza. Emocje, rozum i ludzki mózg (tłum. M. Karpiński). Poznań: Dom Wydawniczy Rebis. Denburg N.L., Cole C.A., Hernandez M., Yamada T.H., Tranel D., Bechara A., Wallace R.B. (2007), The orbitofrontal cortex, real-world decision making, and normal aging. Annals of the New York Academy of Sciences, 1121, 480 498. Dobrenko K., Jarymowicz M. (2011). Rozpoznawanie eksponowanych podprogowo słów o negatywnych bądź pozytywnych konotacjach afektywnych. Psychologia Etologia Genetyka, 23, 29 44. Ekman P., Davidson R.J. (red.) (1994). The nature of emotion: Fundamental questions. New York, NY: Oxford University Press. Gazzaniga M.S. (2011). Who s in charge? Free will and the science of the brain. New York: Harper Collins. Imbir K., Jarymowicz M. (2011a). Wzbudzanie emocji o genezie automatycznej bądź refleksyjnej a przejawy efektywności kontroli uwagi w Teście Antysakkad. Psychologia Etologia Genetyka, 23, 9 28.
Wzbudzanie emocji specyficznych dla automatycznego vs refleksyjnego systemu Imbir K., Jarymowicz M. (2011b). Wzbudzanie emocji o genezie automatycznej bądź refleksyjnej a przejawy poznawczej kontroli w Emocjonalnym Teście Stroopa. Psychologia Etologia Genetyka, 24, 7 25. Imbir K., Jarymowicz M., Żygierewicz J., Kuś R., Michalak M., Kruszyński M., Durka P. (2012). Emocje o genezie automatycznej bądź refleksyjnej a potencjały związane z bodźcem (ERP). Psychologia Etologia Genetyka, 26 (1), 23 41. Ito T.A., Larsen J.T., Smith N.K., Cacioppo J.T. (1998). Negative information weighs more heavily on the brain: The negativity bias in evaluative categorization. Journal of Personality and Social Psychology, 75, 887 900. Jarymowicz M. (red.) (2001). Pomiędzy afektem a intelektem. Poszukiwania empiryczne. Warszawa: Wydawnictwo Instytutu Psychologii PAN. Jarymowicz M. (2009a). Emotions as evaluative processes: From primary affects to appraisals based on deliberative thinking. W: A. Błachnio, A. Przepiórka (red.), Closer to emotions III (s. 55 72). Lublin: Wydawnictwo KUL. Jarymowicz M. (2009b). Racje serca i racje rozumu w poszukiwaniu sensu idei powszechnie znanej. W: J. Kozielecki (red.), Nowe idee w psychologii (s. 183 215). Gdańsk: Gdańskie Wydawnictwo Psychologiczne. Jarymowicz M., Imbir K. (2010). Próba taksonomii ludzkich emocji. Przegląd Psychologiczny, 53 (4), 439 461. Jasielska D., Jarymowicz M. (2012). Wagi nadawane emocjom pozytywnym o genezie automatycznej i refleksyjnej a wskaźniki poziomu poczucia szczęścia. Roczniki Psychologiczne, 15 (2), 7 30. Jasielska D., Jarymowicz M. (2013). Subiektywne znaczenie emocji pozytywnych o genezie refleksyjnej jako korelat poczucia szczęścia. Psychologia Społeczna, w druku. Killgore W.D.S., Yurgelun-Todd D.A. (2007). The right-hemisphere and valence hypotheses: Could they both be right (and sometimes left)?. Social Cognitive and Affective Neuroscience, 2 (3), 240 250. LeDoux J.E. (1996). The emotional brain. New York: Simon and Schuster. LeDoux J.E. (2000). Emotion circuits in the brain. Annual Review of Neuroscience, 23, 155 184. LeDoux J. E. (2012). Rethinking the emotional brain. Neuron, 73, 653 676. Lindquist K.A., Wager T.D., Kober H., Bliss-Moreau E., Barrett L.F. (2012). The brain basis of emotion: A meta-analytic review. Behavioral and Brain Sciences, 35, 121 202. Manstead A.S.R., Frijda N.H., Fischer A.H. (red.) (2004). Feelings and emotions: The Amsterdam symposium. Cambridge: Cambridge University Press. Northoff G., Heinzel H., de Greck M., Bermpohl F., Dobrowolny H., Panksepp J. (2006). Self-referential processing in our brain a meta-analysis of imaging studies on the self. NewuroImage, 31, 440 457. Panksepp J. (1998). Affective neuroscience: The foundations of human and animal emotions. Cary: Oxford University Press. Panksepp J. (2005). Affective consciousness: Core emotional feelings in animals and humans. Consciousness and Cognition, 14, 30 80. Pessoa L. (2008). On the relationship between emotion and cognition. Nature Reviews Neuroscience, 9 (2), 148 158. 23
Maria Jarymowicz, Kamil Imbir, Dorota Jasielska, Tomasz Wolak, Patrycja Naumczyk Plutchik R. (1980). Emotion: A psychoevolutionary synthesis. New York: Harper and Row. Reykowski J. (1968). Eksperymentalna psychologia emocji. Warszawa: Książka i Wiedza. Reykowski J. (1985). Standardy ewaluacyjne: geneza, zasady funkcjonowania, rozwój. W: A. Gołąb, J. Reykowski, Studia nad rozwojem standardów ewaluatywnych (s. 12 49). Wrocław: Ossolineum. Reykowski J. (1990). Rozwój moralny jako zjawisko wielowymiarowe. W: J. Reykowski, N. Eisenberg, E. Staub (red.), Indywidualne i społeczne wyznaczniki wartościowania (s. 33 58). Wrocław: Ossolineum. Rolls E.T. (1999). The brain and emotion. Oxford: Oxford University Press. Rolls E.T. (2000). Precis of the brain and emotion. Behavioral and Brain Sciences, 23 (2), 177 191. Russell J.A. (2003). Core affect and the psychological construction of emotion. Psychological Review, 110 (1), 145 172. Sander D., Grafman J., Zalla T. (2003). The human amygdala: An evolved system for relevance detection. Reviews in the Neurosciences, 14 (4), 303 316. Sander D., Grandjean D., Scherer K.R. (2005). A systems approach to appraisal mechanisms in emotion. Neural Networks, 18, 317 352. Sander D., Scherer K.R. (red.) (2009). The Oxford companion to emotion and the affective sciences. New York: Oxford University Press. Wallis J.D., Kennerley S.W. (2011). Contrasting reward signals in the orbitofrontal cortex and anterior cingulate cortex. Annals of the New York Academy of Sciences, 1239, 33 42. Wierzbicka A. (2009). Language and metalanguage: Key issues in emotion research. Emotion Review, 1 (3), 3 14. Young J.J., Shapiro M.L. (2011). The orbitofrontal cortex and response selection. Annals of the New York Academy of Sciences, 1239, 25 32. Zajonc R.B. (1980/1985). Uczucia a myślenie: nie trzeba się domyślać, by wiedzieć, co się woli. Przegląd Psychologiczny, 28, 27 72.