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W我们认为大脑是我们是谁,我们做什么的中心:我们感觉的统治者,我们动作的主人;思想的生成器,记忆的守护者。但大脑也根植于身体,两者之间的联系是双向的。例如,如果某些内部受体表示饥饿,我们就会被迫进食;如果它们表示冷,我们就穿得暖和些。
然而,几十年的研究也表明,这些感觉不仅仅是提醒大脑对身体的即时关注和需求。当心脏、肺、肠道和其他器官将信息传递给大脑时,它们会以令人惊讶的深远方式影响我们对环境的感知和互动。特别是最近对心脏的研究,让科学家们对人体最基本的过程在定义我们的世界体验中所扮演的角色有了新的认识。
世界不只是一个稳定的东西。我们如何感知它取决于我们自己的身体。
19世纪末,心理学家威廉·詹姆斯(William James)和医生卡尔·兰格(Carl Lange)提出,情绪状态是大脑对某种身体变化在受到刺激时的感知——心跳加速或呼吸急促会引起恐惧或愤怒等情绪,而不是相反。此后,研究人员发现了许多生理唤起导致情绪唤起的例子,但他们希望更深入地探究这种联系。
心跳提供了这样做的完美方法。
心触跷跷板
心脏活动可分为两个阶段:收缩期,即心肌收缩并泵出血液;接着是舒张期,即心肌放松并充满血液。
从20世纪30年代开始,科学家们发现收缩可以抑制疼痛和惊吓反射。进一步的研究发现,在收缩期,压力传感器会将心脏活动的信号发送到大脑的抑制区域。这可能是有用的,因为大脑必须不断平衡和整合内外信号,“你不能同时关注所有事情,”纽约西奈山伊坎医学院的博士后研究员Ofer Perl说。实验甚至表明,人们更有可能忘记单词在收缩期出现的单词比他们在心脏周期的其余时间看到和编码的单词要多。
“我真的觉得感官就像跷跷板,”他说莎拉·加芬克尔他是英国布莱顿和苏塞克斯医学院(Brighton and Sussex Medical School)的神经科学家,也是记忆研究的主要研究者之一。“当你从内部感知某些东西时,它就会抑制对外部信号的处理。当你心跳加速时,它就会把跷跷板移到一边。”
心脏的抑制作用证明了再次在作品中发表于5月份美国国家科学院院刊.当人们的手指受到难以察觉的电刺激时,他们更有可能在舒张期感知到它,而在收缩期忽略它。此外,对心脏活动有更强神经反应的参与者对刺激的敏感度较低。“令人着迷的是,即使在毫秒的范围内,我们的感知也会发生变化,”他说将有关阿尔他是马克斯·普朗克人类认知和脑科学研究所(Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences)的博士生,也是这项研究的主要作者。
研究小组注意到,在这种情况下,心脏可能正在“加载跷跷板”。在收缩期,当心脏将血液推向身体其他部位时,你的指尖就可以感觉到你的脉搏。大脑消除这些信号是有利的,因为它们不能提供有关环境的新信息——但这样做,轻微的触觉也可能被抑制。
然而,似乎没有被压制的是恐惧。
恐惧突破
2014年,加芬克尔和她的同事们表明,恐惧和威胁刺激的处理是不抑制在收缩。当收缩激活大脑的抑制性区域时,它也激活了与恐惧体验有关的杏仁核区域。研究人员发现,在收缩期,人们倾向于更强烈地感知恐惧的面孔。但对于表达中性情绪的面孔则不是这样:研究参与者认为,在收缩期间,面部表情的紧张程度较低;这个过程似乎得到了通常的抑制处理。加芬克尔说:“恐惧最引人注目的地方在于它能冲破一切。”“它不受心脏的这种抑制作用的影响。”
这很可能是对恐惧引起的大量收缩的适应性反应。“如果你的心跳非常强烈和快速,而你处于恐惧状态,你不会想对疼痛敏感。你会希望能够碾过折断的树枝和玻璃来逃离威胁,”加芬克尔说。“但你要对环境中的威胁保持高度警惕。恐惧可以帮助你生存下去。”
加芬克尔最近发现,这种与恐惧的联系比预期的还要强烈。如预印现在,她和她的团队正在审查发表,她和她的团队让测试对象将一些形状与轻微的电击联系起来,然后在收缩和舒张期间给他们展示这些形状——以及更中性的形状。当时的预期是,人们总是会对与电击相关的形状表现出更多的恐惧。相反,参与者对收缩时出现的所有形状都做出了更可怕的反应。加芬克尔说:“这使他们一开始就不知道什么是与休克有关的。”“当心脏跳动时出现的东西有内在的东西,这更可怕。这是如此强烈。这是如此强烈的效果,真的让我大吃一惊。”
“心跳信号被证明具有内在的威胁价值,这在某种程度上减缓了对威胁的遗忘,”说雨果奎奇立他是布莱顿和苏塞克斯医学院的精神病学家,也是这项研究的另一位作者。
当内心世界主宰一切
对恐惧以外的反应的适应也可能建立在心跳和抑制的耦合上。在一个纸发表在认知在3月份,研究人员发现眼球运动在收缩时更频繁,而在舒张期我们更频繁地注视目标。在快速的眼球运动中,大脑会暂时蒙蔽我们,使我们看不到周围的环境在跳跃。我们似乎对视觉环境的采样进行了计时,以配合内心的平静时刻。
Garfinkel没有参与这项研究,他说:“收缩是你对世界最不敏感的时候,当处理过程趋于抑制的时候——当内心世界主宰你的时候。”“所以,当你不太在意外面的世界时,耦合你的眼球运动、失明是有道理的。”
克里奇利、加芬克尔和其他人也发现,收缩更有可能增强焦虑患者的恐惧处理。研究人员现在希望他们的工作可以指导治疗特定的恐惧症以及创伤后应激障碍。克里奇利说,“如果你能改变刺激的威胁性”,通过在心动周期的不同阶段呈现刺激,“那么你就能以一种或另一种形式让人们摆脱焦虑状态。”
其他科学家正在研究信息采样、感觉处理以及行为如何与呼吸和消化等其他生理节奏相适应。加芬克尔说,在这项工作中显而易见的是,“这个世界不仅仅是一个稳定的东西。”“我们如何感知它取决于我们自己的身体。”
Jordana Cepelewicz是广达电脑杂志涵盖了生物学。她的关于数学、神经科学和其他学科的文章也出现在了鹦鹉螺和科学美国人.
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