文摘
神经科学是一个跨学科的领域(心理学、生物学、物理学和化学),旨在研究神经系统包括大脑。我们的神经科学研究项目始于一个科幻故事:在未来,机器人(肉和骨头制成的机器人)成为几乎相同的人类,除了他们缺乏深刻的情感,如移情(感觉理解他人的能力)。如果在现实生活中,我们可以找到一种方式来告诉如果有人移情的感情只是通过测量大脑活动?,甚至更多的,如果人们可以提高他们的爱的感觉,温柔,或感情使用信息从自己的大脑活动?这是我们的目标——让人们改变自己的大脑接收信息时大脑的活动情况。我们问24志愿者进入磁共振成像扫描仪测量大脑活动。在机器内部,他们被要求考虑重要的人在他们的生活中,看着自己的大脑活动在一个监控——这一过程被称为“neurofeedback。“志愿者收到这个反馈能够增加他们的大脑活动相关联的活动与同理心。这个证据告诉我们,也许人们可以改变他们的大脑的情绪状态和增加他们的同情的感觉。
技术从科幻电影和书籍有时成为真正的现实生活中。我们的研究项目的灵感来源于一个科幻故事从菲利普•k•迪克写了本书叫“做机器人梦见电子羊”(1968),后来变成了一个电影叫“银翼杀手”(1982)。这个故事发生在2019年,当机器人制造的人造肉,骨头,和大脑变得如此类似于人类,他们几乎不可能被视为“机器。“检测设备必须被用来发现机器人和人类之间唯一的区别:只有人类可以有很深的情感,真正的关心别人,和经验的另一个人是什么感觉——我们称之为同理心。
移情的情绪,如感情是非常重要的对于人类来说,自从建立和维持连接别人的能力是至关重要的对我们的健康和生存1]。这些移情的情感,例如爱的关系很重要,一位母亲为她的孩子的照顾,团队精神,与合作,甚至像帮助朋友一样简单的事情。这些情绪会导致行为,如无私帮助人们社会生活在一起(2]。因此,就像在科幻的故事,这些移情的情绪是什么使我们人类的一个重要组成部分。先前的研究表明,大脑的特定区域对这些情绪很重要3]。
神经科学的科学研究是神经系统:它做什么,它的结构,以及它如何发展。作为神经学家非常感兴趣调查大脑功能和连接人类行为,我们问自己:“如果,在现实生活中,我们可以找出一种方法,”读作“移情的感情通过测量实时人的大脑的活动吗?“灵感来自最近的神经科学研究大脑的图像检查(称为神经影像学研究),当人们试图改变自己的大脑功能,我们进一步问道:“如果一个人可以增加他们的移情的感觉使用信息从自己的大脑活动?“这种技术被称为neurofeedback。反馈数据,告诉你你所做的与一个特定的任务。在这种情况下,我们称之为“neurofeedback”,因为反馈来自大脑和参与者使用自己的大脑信号的知识改变大脑的活动。
研究这个,我们招募了24人从当地大学和研究实验室。这些人被安置在一个磁共振成像(MRI)扫描仪测量大脑活动使用血液中的氧气水平(图1)。这种技术的一般原理,称为功能性磁共振成像,是这样的:当我们使用我们的大脑的一部分,例如,将我们的手或思考一个所爱的人,更多的血氧含量高并招募了大脑的特定部分,导致该函数。基于这一原则,科学家们可以用核磁共振扫描仪显示大脑的哪个部分在执行特定任务时激活。
- 图1 - MRI机器在实验环境下。
- 图像显示了参与者被实验者准备进入MRI机器,在那里他将试着调节自己的大脑活动。
在MRI机器内部,参与者被告知去思考快乐的回忆涉及他们爱的人(家人或朋友)和感觉温暖的感觉如感情和温柔。实验分为训练和反馈会议:在培训期间,参与者应该只考虑他们的亲人;训练后,参与者也做了同样的事情,但是这一次,当他们想快乐,爱的记忆和温暖的感觉,他们也看着电脑屏幕,给参与者neurofeedback——屏幕显示图片,代表他们的大脑活动。这些图片告诉他们他们的大脑活动是否一样的训练。在这个实验中,neurofeedback图片由环状为不同平滑的形状,从光滑环锯齿状/颠簸的环(见图2)。流畅的戒指形状参与者认为他们觉得移情的感情,越接近他们的大脑活动匹配他们的活动第一个他们在核磁共振,没有neurofeedback。如果环是“颠簸”,这意味着他们不感觉这些温暖的感觉像第一次那样。所以,如果他们看到一个崎岖不平的戒指,参与者可以尝试更难感觉到温暖的感情,如果他们成功地做到了这一点,戒指会消除。
- 图2 -视觉线索作为反馈。
- 图像显示反馈环与不同数量的“碰撞”根据测量大脑活动。完美的环形状(右下角)代表最清晰的大脑模式通过参与者,而张环形状(左上)代表一个不太清楚的大脑模式与移情的感情。
如果你想知道我们选择一个环形状的原因是为了避免使用可能影响大脑活动的图像。例如,如果我们显示反馈图像的人,复杂的场景,甚至基本颜色,这些照片就可以激活大脑的情感区域,复杂的实验。
回到我们的实验
在科学研究中,我们总是需要我们所说的一个“对照组“确保效应实验测量是由我们所做的,不仅仅是随机的。以确保我们的结果不仅仅是随机的,我们分配参与者的两个不同的组:一组收到上述实际neurofeedback他们的大脑活动(neurofeedback组),另一是随机变化的戒指的照片,有显示无事可做与他们的大脑活动(对照组)。这些控制参与者不知道有一个单独的neurofeedback集团,他们被告知,戒指被显示在屏幕上只是为了帮助他们专注于屏幕,保持他们的眼睛睁开。
我们也有另一个对照组。在这种控制,参与者被要求考虑的记忆,他们感到强烈的积极情绪的成就和骄傲在别人面前(例如,赢得游泳比赛)。这种控制是重要的检查是否我们的结果实际上是特定的移情的情绪还是如此积极的情绪。
目前为止一切都很顺利。但最终发生在参与者的大脑的“大脑训练”?那些看到自己的大脑活动反映在戒指的形状显示在屏幕上,然后改变了这个活动,努力提高他们的移情的感觉(neurofeedback组)实际上能够增加这些感觉,显示一致的大脑模式与这些情绪多于对照组。更准确地说,反馈组增加大脑活动模式与移情有关。这些参与者的大脑区域能够激活时感觉这些移情的情绪包括两个领域和复杂的名字:额极皮层和septohypothalamic区(图3)。这些地区之前与积极、移情的情绪。参与者在对照组,另一方面,未能改善他们的大脑模式与共鸣。我们还发现,这两个大脑区域活动增加的是移情的特定情感和骄傲的记忆并没有发生。
- 图3——大脑区域增加激活后反馈训练。
- 图像表明,大脑的两个区域,septohypothalamic区域和额极皮层(orange-black箭头)增加了激活大脑训练后。激活的增加只是观察反馈组,对照组。
除此之外,通过使用大脑活动模式在电脑屏幕上,我们还可以告诉他们想象的情绪状态如何(温柔/同理心或骄傲)在任何给定的时间点。这听起来很像的“大脑阅读”中看到一些科幻电影!但是,在这种情况下,我们能够“大脑读”一个非常具体和复杂的情绪状态,招标/移情的感觉。因为我们有两个情感条件可供选择——移情和骄傲——盲目猜测正确的大脑状态,相当于的机会猜硬币翻转是否会出现正面或反面,给我们一个两个的几率(50%)。我们这个实验的结果是75%的正确分类率大脑状态,意味着参与者是否感觉温柔或骄傲。这是一个了不起的结果,我们认为!
总之,我们的研究表明,人们可以用自己的大脑活动相关信息移情改变自己的大脑的情绪状态,在现实生活中具有重要的应用。也许在不久的将来,可以训练人们移情为了改善人际关系,促进人与人之间更多的是仁慈。谁知道呢?
术语表
同理心:↑的能力去理解和感受另一个人。
神经影像学:↑技术直接或间接形象神经系统的结构和功能。
Neurofeedback:↑计算机辅助方法,使用实时显示大脑活动通过监测和/或扬声器。显示了大脑活动参与者,通过这种实时反馈,他们可以学会自我调节他们的大脑。
磁共振成像(MRI):↑扫描仪测量大脑活动相关的血液中的氧气水平。
对照组:↑参与者不受实验操作(在这种情况下,neurofeedback),从而只能担任一个对照组。
利益冲突声明
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
原始的文章
↑摩尔·J。,Weingartner JH。,Bado P。巴西利奥R。,佐藤JR .,等。2014。自愿增强神经签名使用fmri neurofeedback亲和的情感。《公共科学图书馆•综合》9 (5):e97343。doi: 10.1371 / journal.pone.0097343
引用
[1]↑Insel, t·R。年轻,l . j . 2001。附件的神经生物学。Nat。启> 2 (2):129 - 36。doi: 10.1038 / 35053579
[2]↑摩尔,J。,德Oliveira-Souza, R。加里多,g . J。、Bramati即。Caparelli-Daquer, e . M。Paiva, m . L。,等。2007。自我道德代理人:连接的神经基础的社会机构和道德敏感性。Soc。> 2 (3 - 4):336 - 52。doi: 10.1080 / 17470910701392024
[3]↑摩尔,J。Bado, P。,德Oliveira-Souza, R。、Bramati即。,利马,d . O。、Paiva F F。,等。2012。神经签名亲和的情感在人类septohypothalamic区域。j . > 32 (36): 12499 - 505。doi: 10.1523 / jneurosci.6508 - 11.2012