Biologiczne podstawy

zachowaniaWYKŁAD 12

Emocje negatywne

Prof. dr hab. Krzysztof Turlejski

WBNS

Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego

Układ nerwowy i emocje

Już w drugiej połowie XIX wieku zauważono, że

są pewne struktury mózgu, których

uszkodzenie wywołuje u chorych zmiany

emocjonalne.

Były to zarówno struktury podkorowe, jak i

korowe. Natomiast uszkodzenia innych

struktur mózgu nie wywoływały zmian

emocjonalnych.

Nasunęło to myśl o istnieniu układu

generującego i kontrolującego emocje.

1. Wiele mechanizmów percepcji, emocji i regulacji zachowania, a więc mechanizmów psychicznych, jest bardzo podobnych u ludzi i zwierząt, zwłaszcza ssaków.

2. Bardzo podobne są mechanizmy mózgowe i fizjologiczne związane z odczuwaniem strachu i agresji (n.p. rola układu adrenergicznego i cholinergicznego, jąder pnia mózgu, ciała migdałowatego).

3. Zarówno u ludzi i zwierząt, jedna z projekcji dopaminergicznych (do jądra półleżącego) jest związana z odczuwaniem euforii. Stan ten motywuje zwierzęta (i człowieka) do wykonywania niezmiernie biologicznie ważnych zachowań.

4. Także aktywacja bocznego podwzgórza jest zawsze związana z odczuwaniem stanów przyjemnych.

Mechanizmy niektórych procesów

psychicznych są bardzo podobne u

ludzi i zwierząt

Układ limbicznyPojęcie to zostało

wprowadzone przez Paula Broca

w roku 1878.

kora zakrętu obręczy

kora śród- i

okołowęchowa

wzgórze

podwzgórze

hipokamp

przegroda i sklepienie

ciała suteczkowate

podwzgórza

jądra migdałowate

Widok przyśrodkowej części

przodomózgowia człowieka

5 – zakręt parahipokampalny; 6 – zawój brzeżny; 7- zawój obręczy

Układ nerwowy i emocje

W 1937roku James Papez (neurofizjolog z USA) sformułował szczegółową hipotezę, mówiącą, że w mózgu istnieje zamknięta pętla obiegu informacji, która jest niezbędna do zaistnienia i prawidłowego wyrażania emocji. Później nazwano ją kręgiem Papeza.

Elementy tej zamkniętej pętli są: hipokamp – ciało suteczkowate podwzgórza - sklepienie – jądra przednie wzgórza - zakręt obręczy, którego aktywność ponownie pobudza hipokamp.

Hipoteza ta po raz pierwszy zakładała istnienie zamkniętego obwodu pobudzeń sprawiającego, że emocje utrzymują się pomimo braku pobudzenia z zewnątrz.

Podwzgórze i hipokamp są tu strukturami kluczowymi.

Papez nie zauważył roli jednego z jąder przodomózgowia, ciała migdałowatego.

Wkład MacLeana

W 1952 Paul MacLean rozszerzył koncepcję Papeza, wprowadzając koncepcję układu limbicznego (rąbkowego, brzeżnego) = krąg Papeza + kora przedczołowa i ciało migdałowate.

Ta koncepcja po raz pierwszy połączyła niektóre struktury podkorowe, oraz struktury starej i nowej kory, wyodrębniając jeden układ funkcjonalny, kontrolujący emocje.

W jeszcze szerszej koncepcji Mac Leana („Trójjedyny mózg”) system ten został uznany za drugą warstwę mózgu ssaków (1- mózg gadzi; 2 – stary mózg ssaków; 3 – nowy mózg ssaków). Hipoteza ta straciła aktualność.

Doświadczenia z drażnieniem

struktur mózgu Delgado i inni neurofizjolodzy w latach 1950-tych

wykonywali eksperymenty na zwierzętach, a następnie na ludziach, którym montowano elektrody dla opanowania ich ataków padaczkowych.

Delgado stwierdził, że, „Stymulacja różnych punktów ciała migdałowatego i podwzgórza u czterech pacjentów spowodowała u nich całe spektrum stanów emocjonalnych, takich jak uczucie przyjemności, uniesienia, głęboką koncentrację na pewnej myśli, poczucie dziwności sytuacji, całkowite zrelaksowanie, kolorowe wizje i inne efekty.„

Doświadczenia Delgado pokazały, że aktywność pewnych struktur podkorowych może wywołać równocześnie obiektywne objawy i subiektywne odczucia emocji, że zatem są to struktury które generują emocje. Delgado miał nadzieję, że otwiera to drogę do kontroli ludzkich emocji.

Główne struktury mózgu

kontrolujące emocje:

Badanie skutków uszkodzenia lub drażnienia różnych struktur mózgu wykazało, że najważniejszymi strukturami anatomicznymi generującymi emocje są: Pień mózgu

Podwzgórze

Ciało migdałowate

Struktury podstawy przodomózgowia (jadro półleżące, jądra przegrody)

Struktury hipokampa

Jądra przednie i przyśrodkowe wzgórza.

Kora zakrętu obręczy i kora przedczołowa

Pień mózgu W pniu mózgu, oprócz jader ruchowych i czuciowych

znajdują się najstarsze ośrodki związane z kontrolą pobudzenia oraz emocji i zachowań obronnych i agresywnych.

Układ siatkowaty pnia mózgu generuje ogólny stan pobudzenia i kontroluje rytm snu i czuwania.

Istota szara okołowodociagowa zawiera podłużne pasma komórek zawiadujących reakcjami obronnymi. Podrażnienie jednego z tych pasów powoduje niekontrolowaną agresję, a sąsiedniego – zamieranie lub panikę i ucieczkę. Jest to neurologiczne podłoże reakcji obronnych typu „walcz lub uciekaj”.

Pacjenci z uszkodzeniami pnia mózgu mogą mieć niekontrolowane napady agresji, smutku, płaczu, strachu.Często napady te, pomimo zewnętrznych objawów emocji nie są świadomie odczuwane jako związane z emocjami. Widoczna jest tu dysocjacja zachowania i subiektywnego odczucia emocji.

Reakcje obronne – zależność od

istoty szarej pnia mózgu

Pobudzenie dolnej części – pasywne reakcje na zagrożenie (znieruchomienie, zwolnienie akcji serca, obniżenie ciśnienia)

Pobudzenie górnej części – reakcje aktywne. Podniesienie ciśnienia krwi i częstotliwości pracy serca. Pobudzenie tylnejczęści – ucieczka. Pobudzenie przedniej części – atak obronny.

Podwzgórzowe mechanizmy agresji

Jose M.R. Delgado i byk

Doświadczenie to było tylko spektakularnym zastosowaniem wcześniej zdobytej wiedzy o regulacji emocji przez podwzgórze.

W 1965 roku amerykański neurofizjolog, Jose Delgado wprowadził w Sewilli elektrody do ciała migdałowatego i bocznego obszaru podwzgórza byka i połączył je z odbiornikiem fal radiowych i stymulatorem.

Delgado wszedł na arenę i gdy byk go zaatakował, nacisnął jeden z guzików radionadajnika, co spowodowało podrażnienie ciała migdałowatego.

Byk zatrzymał się, a potem odwrócił i uciekł z objawami strachu.

Wówczas Delgado podrażnił podwzgórze i byk ponownie zaatakował go z furią.

Podwzgórze

Podwzgórze jest niewielką strukturą (u człowieka 3,5 cm3) leżącą u podstawy mózgu. Nad nią leży wzgórze, od dołu związana jest z nim przysadka. Jest to najważniejszy ośrodek mózgu integrujące wydzielanie hormonów, reakcje układu wegetatywnego i emocje.

Skutki pobudzenia podwzgórza

Pobudzenie bocznej części podwzgórza

wywołuje uczucia nieprzyjemne lubi agresję.

Jednak pobudzenie innych miejsc tej części

podwzgórza powoduje stany przyjemności,

nasycenia, rozkoszy.

Drażnienie większości jąder przyśrodkowej

części podwzgórza wywołuje uczucie głodu,

pragnienia, pożądania seksualnego.

Pobudzenie najbardziej wewnętrznej części

podwzgórza uruchamia reakcje stresowe.

Skutki pobudzenia podwzgórza

Podrażnienie określonych części podwzgórza silnie motywuje zwierzę do wykonywania czynnościzwiązanych z osiąganiem stanu przyjemności lub ich zaniechania, gdy potrzeby są zaspokojone, lub gdy działanie skutkuje odczuciem nieprzyjemnych emocji.

Po takim doświadczeniu zwierzę uczy się też reakcji na kontekst: podąża do miejsc, gdzie odczuwało reakcje pozytywne i ucieka od miejsc, gdzie odczuwało reakcje negatywne.

W ten sposób zwierzę (i człowiek też) uczy się reagować emocjonalnie na samo miejsce w którym coś się stało lub na podobną sytuację. Jest to ważny mechanizm biologiczny.

Neurologiczny mechanizm agresji

Struktury wyzwalające agresję leżą w pniu mózgu i podwzgórzu.

Ciało migdałowate tłumi agresję.

Poziom agresji kontroluje również kora czołowa.

Ponadto na poziom agresji wpływa skomplikowana interakcja wpływów neurotransmiterów i hormonów.

Testosteron i agresja

Bardzo ważną rolę w wyzwalaniu agresji grają androgeny (hormony męskie), w tym głównie testosteron.

To dlatego tzw. nadmężczyźni - czyli tacy mężczyźni, który zamiast jednego chromosomu Y od ojca mają dwa takie chromosomy (w sumie XYY) - są z reguły więksi, bardziej agresywni, mają ostry trądzik, najczęściej obniżone IQ i są nadreprezentowani w więzieniach.

Agresja – męska specjalność

Na całym świecie ponad 90% napastników

i ofiar agresji stanowią mężczyźni w wieku

od 17-18 do około 30 lat.

Jedna trzecia zabójstw bierze się z

powodów błahych. Ofiara nieuprzejmie się

odezwała, potrąciła, obraziła, popchnęła.

Neuromodulatory i agresja

Do tego dochodzą neuromodulatory - dopamina, noradrenalina i serotonina. Wiadomo, że osoby bardziej agresywne mają trochę inne receptory odbierające te substancje.

U osób, które mają niski poziom MAO(monoaminooksydazy, enzymu, który rozkłada neuromodulatory) dopamina, noradrenalina i serotonina działają w mózgu dłużej.

Osoby te są bardziej pobudliwe.

Tylko niektórzy stają się agresywni

w wyniku złego traktowania

Dorośli, którzy byli maltretowani jako

dzieci nie muszą być ponadprzeciętnie

agresywni.

Złe traktowanie w dzieciństwie zwiększa

agresję tylko z tych, którzy mają naturalnie

niski poziom enzymu MAO

(monoaminooksydaza), a więc zwiększony

poziom serotoniny i noradrenaliny).

Powszechnie stosowane leki

zwiększające poziom agresji

prowadzącej do przemocy 1. Varenicline (Chantix) 18-krotnie zwiększa częstotliwość

zachowań agresywnych. Stosowany w terapii przeciwnikotynowej, działa na nikotynowe receptory acetylocholiny.

2. Fluoxetyna (Prozac), paroksetyna. 10-11x. Antydepresanty, podnoszą poziom serotoniny i dopaminy.

3. Amfetaminy (różne) 10x. Używane w leczeniu ADHD, wpływają na poziom dopaminy i noradrenaliny.

4. Atomoxetine (Strattera) 9x. Używane w leczeniu ADHD, wpływają na poziom noradrenaliny.

5. Triazolam (Halcion) 9x. Benzodiazepiny używane w leczeniu bezsenności. Mogą uzależniać.

6. Fluvoxamine (Luvox) 8x. Antydepresant, w pływa na poziomserotoniny.

7. Venlafaxine (Effexor), a także podobny do nich Pristiq. 8x.Wpływją na poziom serotoniny i noradrenaliny. Używane w leczeniu depresji i stanów lękowych.

Społeczne uwarunkowania agresji

Philip Zimbardo przeprowadził w latach

1970-tych słynny eksperyment, w którym

podzielił zdrowych psychicznie i nigdy nie

karanych studentów na „więźniów” i

„strażników”.

Po kilku dniach musiał przerwać

eksperyment, bo przemoc w "więzieniu"

wymknęła się spod kontroli.

Biologiczne znaczenie agresji

Agresja jest biologicznie uwarunkowana. Za poziom agresji w 50% odpowiadają geny, w 10% środowisko, a reszty czynników nie potrafimy dokładnie określić.

Agresja pojawia się już u dzieci, które nie skończyły roku.

Agresja to jeden ze sposobów na wywalczenie sobie wysokiej pozycji społecznej przekładającej się na dostęp do różnych pożądanych zasobów.

Szczególnie biologicznie cenne są pokarm, bezpieczne schronienie, terytorium, a w przypadku mężczyzn także o kobiety.

W ostatecznym rachunku chodzi o przekazanie swoich genów następnemu pokoleniu i zapewnienie mu środków do życia.

Biologia, cywilizacja i agresja

Agresja wielokrotnie bywa niezbędna. Gdyby do populacji, w której zupełnie nie było by przemocy nagle wkroczył osobnik agresywny, to w szybkim tempie pokonał by wszystkich konkurentów, zdobył wszystkie kobiety i rozsiał swoje geny. Następne pokolenie było by skrajnie agresywne

Choć agresja istnieje w każdym społeczeństwie, to jednak ryzyko zostania zabitym czy zgwałconym zmienia się wraz z rozwojem cywilizacji.

W krajach nowoczesnych jest ono dużo niższe niż w większości pierwotnych społeczeństw zbieracko-łowieckich.

W dzisiejszej Europie dwudziestokrotnie mniej ludzi umiera gwałtowną śmiercią niż w Europie średniowiecznej.

Hierarchia Choć hierarchii społeczna może narzucać

zachowania sprzeczne z naturalnymi zachowaniami jednostki, to jest ona niezbędna do funkcjonowania społeczeństwa.

Hierarchia stabilizuje sytuację społeczną i ogranicza rywalizację o władzę, co zmniejsza poziom przemocy.

Paradoksalnie więc, przemoc (na ogół nie kończąca się rozlewem krwi) prowadzi do pokoju. Gdyby nie hierarchia, to walki o władzę byłyby znacznie krwawsze.

Wiedza o sile i agresji „jednostki alfa” tłumi agresję u znacznej liczby jej konkurentów.

Wojna

Także szympanse prowdzą prawdziwe wojny.

Wojna jest zawsze zbiorową agresją samców jednej grupy, wobec samców innej grupy.

Chodzi o zdobycie terytorium i wykończenie samców grupy przeciwnej. Kobiet z reguły się nie zabija, tylko zagarnia.

Na wojnie gwałty są powszechnością. Żołnierz, z reguły jest długo odseparowany od swojej partnerki. Jednocześnie mało ryzykuje, szczególnie, jeśli obca kobieta nie ma obrońców.

Dodatkowo żołnierze są w silnym stresie, mają świadomość tego, że w każdej chwili mogą stracić życie. W takiej sytuacji gwałt daje mężczyźnie szansę na przekazanie swoich genów.

Przygotowania do wojny: my i oni

Dzieląc się na grupy, zarówno zwierzęta, jak i ludzie automatycznie tworzą podział "swój - obcy„

We wszystkich kulturach powszechne jest mniemanie, że tylko mu jesteśmy prawdziwymi ludźmi.

Powszechną konsekwencją jest dehumanizacja obcego, uznawanie go za podczłowieka lub zwierzę.

Pozwala to uniknąć konfliktów moralnych, gdy się zabija.

Ciało migdałowate Część korowo-przyśrodkowa

(pobudzająca; generacja lęku)

Część podstawno-boczna

(hamująca; generacja strachu)

Sygnały czuciowe płyną najpierw do wzgórza, a następnie, w sytuacji zagrożenia dla bytu jednostki (lub innych) bezpośrednio do ciała migdałowatego.

Te same sygnały płyną do kory nowej, umożliwiając ichobiektywne opracowanie.

Joseph LeDoux wykazał, że

ciało migdałowate interpretuje

napływające od zmysłów

sygnały. Jest ono rodzajem

systemu alarmowego, który

wyzwala emocje związane z

reakcjami obronnymi i

uruchamia proces wydzielania

się hormonów z podwzgórza,

wywołujących w ciele

przygotowanie do walki lub

ucieczki.

Choroby afektywne: fobie

Większość fobii jest związana z hyperaktywnością ciała migdalowatego, lub niemożnością zahamowania jego aktywności prez korę czołową. akrofobia - lęk wysokości,

aidsofobia, wenerofobia - lęk przed chorobami;

arachnofobia - lęk przed pająkami

antropofobia - lek przed ludźmi

agorafobia - lęk otwartych przestrzeni, to najczęściej spotykana fobia.

brontofobia - lęk przed piorunami;

gefynofobia - lęk przed przekraczaniem mostów;

klaustrofobia - lęk przed zamkniętymi przestrzeniami, przciwieństwo agorafobii.

mykofobia - wstręt do grzybów

nadmierna trema,

strach przed lotem samolotem.

fobię ostrych narzędzi i płynów niespożywczych;

fobia czystości - całe życie w wannie?

basifobia - lęk przed chodzeniem

stasifobia – lęk przed staniem

stasibasifobia – lek przed staniem i chodzeniem

Ciało migdałowate i hipokamp

Ciało migdałowate odpowiada za pamięć emocjonalną i bierze udział w rozpoznawaniu stresora i przypisywaniu mu znaczenia emocjonalnego. Pełni główną rolę w zachowaniach warunkowanych negatywnymi emocjami, zwłaszcza lękiem.

Nadmierna aktywacja ciała migdałowatego, powodowana powtarzającymi się silnymi stresami lub stresem przewlekłymprowadzi do zahamowania czynności hipokampa, pełniącego bardzo ważną funkcję w procesach pamięci.

Pod wpływem kortykoliberyny wydzielanej przez podwzgórze, hipokamp hamuje reakcje stresowe. Jednak bardzo wysoki poziomglukokortykoidów powoduje, że hipokamp nie hamuje, a dalej aktywuje kaskadę glukokortykoidów, co prowadzi do utrzymywania się reakcji stresowej i jego uszkadzania.

Hipokamp uszkodzony przez działanie silnego stresu nie ma zdolności hamowania podwzgórza.

Skutki uszkodzenia ciała

migdałowatego:

ślepota psychiczna

Obustronne uszkodzenie ciała migdałowatego przez chorobę albo uraz powoduje u ludzi:

manie, hiperseksualność

upośledzenie pamięci

trudności w rozpoznawaniu emocji na twarzach innych ludzi, zwłaszcza strachu i gniewu (prozopagnozja)

niemożność rozpoznawania przedmiotów.

Zespół Klüvera-Bucy'ego

Przy uszkodzeniach ciała migdałowatego u naczelnych zaobserwowano:

- hiperreaktywność

- utratę lęku (brak reakcji strachu)

- patologiczne formy popędu płciowego

(kopulacja z przedmiotami)

- próby jedzenia obiektów niejadalnych,

zanik wstrętu (część przyśrodkowa)

- zanik reakcji obronnych i agresywnych

Funkcjonalne połączenia ciała

migdałowatego

Syndrom kompulsywno-obsesyjny

Uporczywe, niemożliwe do zahamowania powtarzanie pewnych czynności nie prowadzących do celu nazywamy syndromem kompulsywno-obsesyjnym. (termin angielski: OCD, obsessive-compulsive disorder).

zachowanie przeniesione,

uporczywe powtarzanie czynności i niezdecydowanie,

spontaniczne stereotypie

syndrom Tourette‘a (niemożliwe do zahamowania zachowanie nieprzyzwoite).

Mechanizmy zaburzeń obsesyjno-

kompulsywnych

Jako przyczynę OCD postuluje się upośledzenie aktywności ciała migdałowatego, jego zbyt słaby wpływ na zachowanie.

Badania na zwierzętach wykazały, że w ważną rolę w stanach maniakalnych gra rozregulowanie mechanizmów serotonergicznych i dopaminergicznych.

Ostatnio podkreśla się rolę neuroaktywnych peptydów, takich jak cholecystokinina, kortykoliberyna, neuropeptyd Y czy tachykininy.

Mechanizmy zaburzeń obsesyjno-

kompulsywnych Jako przyczynę OCD postuluje się upośledzenie

aktywności ciała migdałowatego, jego zbyt słaby wpływ na zachowanie. Niska aktywność jąder migdałowatych wzmaga skłonności psychopatyczne.

Zdolność do odczuwania umiarkowanego strachu, lęku i awersji są konieczne, byśmy byli normalni.

Badania na zwierzętach wykazały, że ważną rolę w stanach maniakalnych gra również rozregulowanie mechanizmów serotonergicznych i dopaminergicznych.

Ostatnio podkreśla się rolę neuroaktywnych peptydów, takich jak cholecystokinina, kortykoliberyna, neuropeptyd Yczy tachykininy.

Syndrom kompulsywno-obsesyjny

(OCD) i stres

Objawy OCD pojawiają się lub wzmagają w sytuacji napięcia emocjonalnego lub stresu. Są wówczas analogiczne do popędowej aktywności przeniesionej obserwowanej u zwierząt (na przykład czyszczenie się w sytuacji stresu).

Zarówno u zwierząt, jak i u osób zdrowych stres wywołuje zachowania stereotypowe, które jednak zanikają w miarę przyzwyczajania się do sytuacji stresującej (habituacji).

Natomiast u ludzi cierpiących na OCDpowtarzający się stress zawsze wywołuje zachowania stereotypowe.

Choroby afektywne: fobie

Większość fobii jest związana z hyperaktywnością ciała migdałowatego, lub niemożnością zahamowania jego aktywności przez korę czołową.

akrofobia - lęk wysokości,

wenerofobia - lęk przed zarazkami i chorobami (Michal Jackson);

arachnofobia - lęk przed pająkami

antropofobia - lek przed ludźmi

agorafobia - lęk otwartych przestrzeni, to najczęściej spotykana fobia.

klaustrofobia - lęk przed zamkniętymi przestrzeniami, przciwieństwo agorafobii.

nadmierna trema,

strach przed lotem samolotem.

fobia czystości - całe życie w wannie?

Kora wyspy a ciało migdałowate

Centralna część ciała migdałowatego

połączona jest obustronnie z korą wyspy.

FUNKCJE KORY WYSPY

Drażnienie kory wyspy prowadzi do: rozszerzenia źrenic,

zmian oddychania,

zmiany pracy serca,

zmian ciśnienia tętniczego,

ruchów kończyn.

Zniszczenie kory wyspy łagodzi reakcje emocjonalne wywołane bodźcami bólowymi. Prowadzi jednak również do braku reakcji emocjonalnych, co przypomina zespół autyzmu.

W innej części kory wyspy znajduje się korowa okolica smakowa, ośrodek percepcji smaku.

Funkcje kory wyspy Kora wyspy gra ważną rolę w analizie bólu, strachu,

wstrętu, złości, smutku i szczęścia.

Jest też kluczową strukturą w tworzeniu poczucia przymusu wykonania pewnych czynności związanego z uzależnieniami narkotycznymi, jak i z uczuciem głodu.

Prawdopodobnie jedną z jej ról jest interpretacja zmiany stanów ciała w wyniku emocji, co pozwala na ich ocenę i zapamiętanie, uprzytomnienie, świadomość emocji (por. teorię Williama Jamesa).

Przednia część kory wyspy oraz przednia część kory zakrętu obręczy (aCC) u człowieka i małp naczelnych zaangażowane są w procesy poznawczo-emocjonalne związane z samoświadomością i empatią.

Pytanie na egzamin do wykładu 12

1. Jakie struktury mózgu są związane z generacją emocji negatywnych (strachu lęku i agresji) i co wiesz o ich roli biologicznej?