Laboratorul de Neuroștiințe Cognitive, al Universitații Babeș-Bolyai din Cluj-Napoca, a lansat recent această inițiativă de popularizare a științei, pe care suntem onorați să o distribuim prin intermediul publicației noastre.

Andrei Miu, Profesor de Neuroștiințe Cognitive la Universitatea Babeș-Bolyai, si Simina Pițur, Doctorand in Laboratorul de Neuroștiințe Cognitive, sunt protagoniștii acestei ediții.

Episodul 2 al Podcastului de Neuroștiințe explică faptul că frica nu este generată în amigdală și că nu avem creier reptilian. Teoria Sistemului Limbic a lui Paul MacLean, cea care a lansat ideea că ar exista o parte reptiliană a creierului, care se ocupă de emoții, este foarte veche si demult depășita. Deși prima variantă a apărut în 1949, aceasta este luată și astăzi în seamă, în unele cercuri de popularizare a științei.

În ceea ce privește amigdala, studii de după 1990 au arătat că aceasta nu este nici măcar o structură nervoasă emoțională  și cu atât mai mult nu este specific implicată în frică. Ea e implicată și în procese cognitive, de altfel.  

Simina Pițur: Andrei, astăzi discutăm despre un mit: mitul că amigdala ar fi structura nervoasă în care este generată frica și că este o parte primitivă a creierului nostru. Ce este amigdala?

Andrei Miu: Amigdala este o structură nervoasă care se găsește în profunzimea creierului nostru. Ar trebui să vi-o imaginați la baza și spre mijlocul creierului, se găsește într-o parte a creierului care se numește lobul temporal. Este o structură nervoasă formată din mai mulți nuclei, în care sunt aglomerați neuronii și este o structură nervoasă relativ mica. Are 1 cm³ și ceva, așa că este foarte, foarte măruntă.

Simina Pițur.: Care este, de fapt, originea mitului că amigdala ar fi structura în care se generează frica?

Andrei Miu.: Originea este legată de studii care au început în anii ’80. În mare parte au fost făcute de un specialist în Neuroștiințe Cognitive, pe care îl cheamă Joseph LeDoux. El, la începutul anilor ’80, a atras atenția asupra faptului că erau o grămadă de teorii despre emoții, care nu se bazau pe nimic. Erau foarte multe teorii diferite între ele, dar nu erau date experimentale care să susțină acele teorii. Printre aceste teorii era și Teoria Sistemului Limbic a lui Paul MacLean, de unde vine ideea că ar exista o parte reptiliană a creierului, care se ocupă de emoții. Teoria lui MacLean e mai veche, prima variantă a apărut în 1949.

La începutul anilor ’80, LeDoux atrage atenția că nu prea se știa nimic despre emoții și propune ca oamenii de știință să se concentreze pe un model experimental al emoțiilor. Adică a zis ,,nu putem să înțelegem diferite lucruri prin emoții și să ne apucăm să căutăm un circuit nervos, pentru toate emoțiile. Mai degrabă să ne concentrăm asupra unei singure emoții”.

#comportamente

Dat fiind că în anii 1980 nu erau prea multe metode prin care să se studieze procesele psihice la om, el a propus să se aleagă o emoție pe care o putem studia la animal. El a studiat o formă de învățare a unor comportamente de apărare, la animal.

Gândiți-vă că dacă pui un șobolan de laborator într-o cutie a cărei podea e un grătar electrificat și dai un stimul electric foarte, foarte scurt, de jumătate de secundă, la lăbuțele animalului, animalul va prezenta un răspuns de apărare evident, va îngheța, nu va mai mișca deloc.

Acesta este un răspuns de apărare care se învață. În ce sens?

Ce fac oamenii de știință este să asocieze stimulului electric, la care animalul prezintă îngheț motor, niște stimuli neutri inițial, la care animalul nu se sinchisește. De exemplu, dacă se aprinde un bec în cutia în care a fost pus, nu răspunde în niciun fel la el, își vede de exploratul prin cutie. Dar dacă asociezi repetat aprinderea becului cu stimulul electric dat la lăbuțe?! Repet, foarte scurt, și la o intensitate care îl face să fie neconfortabil, dar nu e dureros, se lucrează cu foarte multă grijă în aceste studii pe animale.

Dacă asociezi aprinderea luminii cu stimulul electric, de câteva ori, animalul va învăța că aprinderea luminii anunță că i se va da un stimul electric de care vrea să se apere și răspunsul lui  de apărare este înghețul motor. Și atunci, chiar și doar la aprinderea luminii, animalul va ajunge să înghețe motor. Asceasta este o formă de învățare asociativă, care se numește condiționare clasică și în cazul acesta este vorba de condiționarea clasică a unui răspuns de apărare: înghețul motor.

#freezing

Mă întorc la Joseph LeDoux. El și-a dat seama că condiționarea clasică a acestui răspuns de apărare, înghețul motor, e un model experimental care îi va permite să descopere ce se întâmplă în creierul șobolanului, iar cu metodele care existau atunci a făcut leziuni sistematice în creierul șobolanilor și a testat după fiecare leziune ce se întâmplă cu învățarea acestui răspuns motor. A descoperit că această structură nervoasă, amigdala, atunci când era lezată, nu mai permitea învățarea prin condiționare clasică a răspunsului de îngheț motor; în engleză ,,freezing”. Deci a descoperit că leziunile amigdalei afectează învățarea prin condiționare clasică a acestui răspuns motor și de aici ideea că amigdala este importantă pentru emoții.

Forma aceasta de învățare a fost numită de către LeDoux și alții condiționarea fricii. Nu pentru că LeDoux ar fi echivalat înghețul motor cu frica, ci pentru că s-a gândit că este o sintagmă prietenoasă. La vremea respectivă nu se știa nimic despre ce se întâmplă în creier în timpul fricii, acestea erau printre primele lucruri care erau dovedite științific, iar atunci s-a gândit că în timp ce animalul simte frică prezintă și astfel de răspunsuri de apărare, cum este înghețul motor și altele. Îi crește nivelul de cortizol, îi crește tensiunea arterială…etc.

#confuzie

Ceea ce vreau să spun este că LeDoux i-a spus condiționarea fricii și, ulterior, în foarte multe texte din ultimii 15-20 de ani, s-a chinuit să lupte împotriva confuziei dintre răspunsul acesta de apărare, înghețul motor, și frică. A scris cel puțin două cărți și foarte multe sinteze și articole de popularizare, în care se străduiește să convingă oamenii că nu e vorba de frică, în condiționarea fricii, în pofida aparențelor. Este vorba de un răspuns de apărare, înghețul motor, pe care îl înveți prin condiționare clasică. Deci, de aici confuzia că a numit această formă de condiționare clasică, condiționarea fricii, fără să fie vorba de frică.

LeDoux, pentru a lupta împotriva acestei confuzii, atrage atenția că frica este o experiență subiectivă, nu în sensul că variază de la om la om, deși evident variază, dar în sensul de experiență conștientă, care implică răspunsuri la foarte multe niveluri, ca majoritatea emoțiilor. Odată ce apare frica, ea antrenează inclusiv răspunsuri motorii, de genul înghețului motor la animale, modifică percepția și alte procese cognitive: atenția, memoria. Odată generată, frica antrenează și modificări fiziologice, cum ar fi creșterea tensiunii arteriale și eliberarea unor cantități crescute de cortizol.

#raspunsuri

Ceea ce vreau să spun este că toate lucrurile acestea sunt răspunsuri emoționale. Ele apar odată ce a fost generată deja frica. Când te uiți la un răspuns motor, cum e înghețul motor, te uiți la ceva ce este produs odată ce a fost generată deja frica. Nu este frică în sine, dar este foarte greu să se desfacă această idee din mintea oamenilor. Și el spune în multe conferințe că lumea este avidă să înțeleagă ce se întâmplă în creier în timpul fricii și a altor emoții, și a fost apetitul atât de mare pentru a înțelege mecanismele din creier din timpul fricii, încât oamenii au îmbrățișat toate știrile care anunțau că s-a descoperit structura nervoasă a fricii. Este foarte greu să lupți împotriva unei confuzii care s-a răspândit prin presă foarte larg.

Simina Pițur: Doar ca să mă asigur că am înțeles corect, confuzia ar fi între o consecință a emoției și cauză?

Andrei Miu: Foarte clar spus, da.

Simina Pițur: Ce a urmat după studiile din anii ’80?

Andrei Miu: La sfârșitul anilor ‘90, au devenit disponibile metodele neuroimagistice funcționale, cum ar fi imagistica de rezonanță magnetică funcțională. Aceste studii au permis să investigăm ce se întâmplă în creierul uman, în timpul fricii. Pe un om poți să-l pui să se uite la un film și să-l întrebi, după acest film, în ce măsură simte frică. Dacă îți confirmă că simte frică, poți fi sigur că e vorba de această emoție și poți să te uiți la ce s-a întâmplat în creierul lui, ca să fie generată această emoție.

Studiile de neuroimagistică funcțională au dus investigarea emoției în neuroștiințe cognitive la un cu totul alt nivel. Există o literatură uriașă despre emoții, chiar și doar despre frică. Sintezele din ultimii 20 de ani, deci nu vorbim de concluzii recente, arată că amigdala nu este implicată întotdeauna în frică. În aproximativ 60 % din studiile în care s-a indus frică s-a văzut o modificare a activității amigdaliene. S-a văzut că activitatea amigdaliană, în egală măsură, este prezentă și în alte emoții, nu doar în alte emoții negative, cum ar fi furia sau dezgustul sau tristețea, dar și emoții pozitive, cum ar fi fericirea. Dacă contemplăm ideea că în aproximativ 60 % din studiile în care s-a indus fericire avem activitatea amigdaliană, poate că acesta este un antidot simplu la ideea că amigdala este implicată în generarea fricii.

#neuroimagistica

Concluziile acestor studii de neuroimagistică funcțională merg mai departe și arată că amigdala este parte dintr-o rețea cerebrală extinsă, care cuprinde structuri nervoase din multe părți ale creierului, și că amigdala ca parte a acestei rețele cerebrale este implicată și în alte procese psihice. Deci se vede activitate amigdaliană și în timpul unor procese cognitive, cum ar fi atenția sau memoria de lucru. Astfel, se susține ideea că amigdala nu este nici măcar o structura nervoasă emoțională  și cu atât mai mult nu este specific implicată în frică. Ea e implicată și în procese cognitive.

Mai mult, în ultimii 10-15 ani, pe baza foarte multor studii de neuroimagistică funcțională, s-a consolidat ideea că amigdala ar fi parte dintr-o rețea cerebrală care se ocupă de lucruri mult mai de baza, din punct de vedere cognitiv, lucruri cum ar fi: procesarea noutății, procesarea stimulilor externi. Nu specific emoție, nu specific frică, nici pe departe. Pentru oamenii de știință, inclusiv pentru LeDoux este de neacceptat ideea că frica e generată în amigdală.

#conexiuni

La ora actuală, se știu foarte multe lucruri despre conexiunile dintre structurile nervoase și Eu. Există un principiu, cu cât o structura nervoasă e conectată cu mai multe alte structuri nervoase, cu atât structura aceea nervoasă te aștepți să contribuie la mai multe funcții.

Amigdala este una din structurile nervoase cel mai dens interconectată cu restul creierului. Studiile arată că amigdala are în jur de 1000 de conexiuni cu majoritatea structurilor nervoase din creier. Deci amigdala este văzută ca o structură nodală care fiind atât de dens interconectată cu restul creierului te aștepți să facă mai multe lucruri. Aceasta fiind o altă perspectivă, care ar trebui să atragă atenția ascultătorilor, de ce oamenii de știință din domeniu nu mai discută despre amigdală și frică.

Simina Pițur: Partea a 2-a a mitului spune că amigdala este o structură primitivă.

Andrei Miu: Este foarte atrăgătoare ipoteza că emoțiile sunt procese primitive care generează impulsuri, care nu pot fi controlate ușor. Ne place ideea aceasta, că emoțiile sunt o parte primitivă a minții noastre și că asta ne absolvă de răspunderea de a le controla. Ceea ce nu este adevărat!

Înțeleg de ce multora le place ideea aceasta, că emoțiile ar fi generate într-o parte primitivă a creierului nostru. Treaba asta vine de la doi specialiști în Neuroștiințe. M-am gândit dacă să le spun specialiști în neuroștiințe, pentru că în vremea când gândeau aceste teorii nu existau Neuroștiințe, în anii 30, în anii 50. Este vorba de Papez și de Paul MacLean.

#emoție

Cei doi au încercat să strângă puținul care se știa despre cum funcționează creierul în niște teorii. A propus mai întâi Papez, în anii 30, pe urmă MacLean la sfârșitul anilor 40 și un pic mai târziu, niște circuite nervoase care se ocupau de diferite lucruri: de emoții, de percepție, de răspuns motor. Din nou, nu existau metode cu care să studiezi emoțiile în creierul uman, erau doar observații izolate, observații clinice izolate și experimente puține făcute pe animale. Așa cum a atras mai târziu atenția LeDoux, fiecare lucra pe altceva, care credea că ar fi emoție la animale.

De la MacLean vine ideea că amigdala ar fi implicată în generarea emoțiilor și el pune acest circuit nervos, în care era și amigdala, într-o teorie despre evoluția creierului, numită Triune Brain. Eu am tradus-o ca Teoria Creierului Triunitar.

De ce triunitar?

Pentru că MacLean spune că ar fi o parte reptiliană a creierului nostru, care a apărut ulterior la reptile și care pe urmă a fost înglobată și la speciile superioare. Așa se credea atunci în anii ’40. Adică peste creierul reptilian s-ar fi adăugat creierul care a apărut la primele mamifere și peste aceste două părți s-a adăugat și creierul care evoluase la primate.

Suntem în 2022 și perspectiva asupra evoluției creierului s-a schimbat, pentru că s-au acumulat foarte multe dovezi din studiul fosilelor din neuroanatomie comparative. Dovezi care arată un lucru simplu, care ar trebui să-i convingă pe ascultători, că ideea aceasta că creierul a evoluat în etape și că la ceea ce a aparut la o categorie de specii s-a adaugat altceva, apoi altceva, și că ar fi evoluție prin adăugire, este greșită.

#cortex

Ceea ce s-a descoperit, pe scurt, este că cortexul prefrontal, care conform teoriei lui MacLean ar fi trebuit sa fie specific primatelor, există și la șobolani, și la păsări, există și la reptile. Acest lucru contrazice clar ideea că ar exista părți de creier care să fi fost moștenite de la de la specii mai simple. Iată că, și din perspectiva mai veche, speciile astea, așa zis simple, prezintă o structură nervoasă care, conform acestor teorii, te așteptai să existe doar la primate și la mamiferele mai noi.

Astăzi știm că creierul a evoluat în paralel pe baza unui plan de baza, care a suferit variații la toate speciile care există la ora actuală. Deci toate speciile prezintă structuri nervoase echivalente dar forma, mărimea structurilor nervoase, conexiunile diferitelor structuri nervoase din planul ăsta de bază variază de la o specie la alta. Pentru că speciile acestea au trebuit să se adapteze la medii foarte diferite și să facă lucruri foarte diferite. Și atunci creierul lor s-a modificat. S-a păstrat acest plan de bază cu cortex prefrontal și la reptile și la primate la cimpanzei, Să zicem cu amigdală și la șobolan și la om, dar au apărut variații în funcție de presiunea la care a trebuit să se adapteze o specie sau alta.

Astfel, este depășită ideea că creierul s-a acumulat în mai multe etape, așezându-se peste creierul reptilian, un creier de la mamifere și pe urmă încă o parte de la mamiferele mai noi.