Отражают ли такие выводы полностью и точно роль миндалевидного тела в человеческом страхе? А как насчет способности ощущать страх в других, которая кажется столь важной для человеческого поведения, но редко исследуется в лабораторных условиях в контексте исследований на животных? С. М. предлагает редкий взгляд на эмоциональную жизнь, созданную человеческим мозгом, лишенным нейронов миндалевидного тела. Раннее исследование С.М., опубликованное в Nature описал ее как неспособную распознать выражения страха на лице [4]. На практике, когда ученые приходят к выводу, что человек не способен «распознать выражение страха на лице», они обычно имеют в виду, что рассматриваемый субъект испытывает трудности с применением слова «страх» к фотографиям людей, позирующих с широко раскрытыми глазами, задыхающимися лицами, которые символизируют выражение страха (). Так обстоит дело с С.М. Напротив, С.М. без труда называет улыбающиеся лица «счастьем», а сморщенные носы — «отвращением». И, что особенно важно, С.М. понимает концепцию страха – понимает ситуации, в которых может возникнуть страх, и правильно описывает поведение испуганных людей. Она также правильно определяет и использует синонимы страха, такие как «боится», «испуган», «беспокоится», «испуган» и «встревожен». В целом С. М. по-видимому, обладал специфической неспособностью воспринимать страх на лицах других людей, предполагая, по крайней мере, первоначально, что человеческое миндалевидное тело может быть незаменимым для распознавания страха.

Некоторые результаты, о которых сообщалось в исследованиях инициалов С.М. однако намекнул на более интересную загадку. Фотографии, изображающие другие эмоциональные выражения, такие как хмурые лица, изображающие гнев, и испуганные лица, изображающие удивление, также содержат широко раскрытые глаза. Оценки интенсивности С.М. для этих лиц также снижены по сравнению с таковыми у контрольных субъектов с поврежденным мозгом; только ее оценки лиц без широко раскрытых глаз — улыбки, изображающие счастье, и прищуривание, лица с морщинами, изображающие отвращение, — относительно нормальны. Далее, что интересно, С.М. не смогла нарисовать широко раскрытое задыхающееся лицо, когда ее попросили нарисовать выражение страха на лице, но она смогла нарисовать другие черты, изображающие страх, например, съежившись с волосами, стоящими дыбом [5]. Эти тонкости предполагали, что трудности С.М. имеют меньшее отношение к восприятию страха 9.0013 per se и более специфичны для обработки расширенных глаз на человеческих лицах.

Гипотеза «все дело в глазах» была подтверждена экспериментами по визуализации мозга (у здоровых людей), опубликованными в тот же период времени. Например, миндалевидное тело человека играет важную роль в контроле взгляда человека [6] и особенно реагирует на расширенные глаза, особенно на количество белых склер [7]. Возможно, миндалевидное тело было необходимо только для восприятия страха, потому что восприятие страха почти исключительно измеряется, когда испытуемых просят оценить лица с широко раскрытыми глазами и задыхающимися глазами! Действительно, тщательно спланированное исследование визуализации мозга, опубликованное в 2003 году, показало, что активность миндалевидного тела увеличивается в ответ на широко раскрытые глаза, задыхающиеся лица, когда взгляд направлен вперед, к наблюдателю, но не когда взгляд направлен в сторону [8].

В этом исследовании сообщалось об еще одном интригующем открытии: широко раскрытые хмурые лица (изображающие гнев) вызывают повышенную активность миндалевидного тела, когда взгляд отводится от зрителя, но не когда взгляд направлен прямо на зрителя [8]. быстро реагировать во время неопределенности и неопределенности [9]. Люди особенно хорошо умеют учить друг друга выдающимся особенностям мира, следя за взглядом друг друга, что называется общим или совместным вниманием. Эти идеи усовершенствовали рабочую гипотезу: возможно, контуры миндалевидного тела направляют пространственное внимание на человеческие глаза, особенно когда важно узнать о потенциальных угрозах и наградах, т.

В 2005 году Ральф Адольфс возглавил группу ученых, чтобы проверить гипотезу о том, что С.М. изо всех сил пыталась распознать испуганное выражение лица именно потому, что без ее миндалины она не обращала внимания на самую отличительную физическую черту в этих изображениях: расширенные глаза [10]. С. М. а нормальные субъекты контрольной группы смотрели на задыхающееся лицо с широко раскрытыми глазами или улыбающееся лицо примерно 3000 раз. Чтобы изучить, как испытуемые визуально извлекают информацию из изображений лиц, авторы использовали технику «пузырьков», впервые предложенную Фредериком Госселином и Филиппом Шинсом в 2001 году. Каждый раз большая часть лица скрывалась, оставляя лишь небольшую часть видимой через Гауссовский «пузырь» на одной из пяти пространственных частот. Рассмотрев часть лица через небольшой глазок, С.М. затем контрольные субъекты оценивали, принадлежат ли выявленные черты лицу, изображающему страх или счастье. Как и предполагалось, контрольные субъекты использовали информацию из высокочастотных пузырьков над областями глаз лиц, чтобы идентифицировать лица с широко раскрытыми глазами, задыхающимися, как изображающие страх (по сравнению с улыбающимися лицами, изображающими счастье). С.М., однако, этого не сделал (). Напротив, когда авторы исследовали использование информации высокой пространственной частоты из области рта (там, где появляется улыбка), они не обнаружили никакой разницы между контрольной группой и С. М. Дополнительные последующие анализы подтвердили, что С.М. не смогли использовать визуальную информацию из области глаз при оценке эмоций на лице. Одним из самых поразительных наблюдений было то, что нарушение С. М. можно было временно обратить вспять, просто попросив ее посмотреть на область глаз на лицах. Основываясь на этих выводах, авторы пришли к выводу, что они определили механизм, объясняющий роль миндалевидного тела в распознавании страха.

Тем не менее, появились любопытные находки, предполагающие еще более тонкую интерпретацию нарушений С.М.: кажется, что из-за поражений миндалины С.М. она не могла ориентироваться в пространстве человеческими глазами в конкретных контекстах. Например, С.М. спонтанно использовали информацию высокой пространственной частоты от глаз, когда их просили оценить пол лиц. Такие результаты, конечно, только наводят на размышления, но они вызывают гипотезу, аналогичную гипотезе, полученной в исследованиях визуализации мозга: нейроны миндалевидного тела могут быть важны для отслеживания взгляда другого человека, особенно в неоднозначных и неопределенных контекстах. В таких ситуациях взгляд может дать мозгу ключ к пониманию аллостатической ценности сенсорных сигналов. Взгляд может предсказывать предстоящую награду или угрозу, позволяя остальной части мозга (через миндалевидное тело) узнавать ценность сенсорных сигналов, чтобы лучше предсказывать потребности тела в будущих случаях (т. е. улучшать аллостатический баланс).

Эта гипотеза о том, что миндалевидное тело действует как контекстно-зависимый дозорный для изучения угрозы и вознаграждения, согласуется с новыми исследованиями его роли в предиктивной архитектуре мозга. Разнообразные компьютерно-формализованные подходы к функциям мозга (называемые предиктивным кодированием, активным выводом, распространением убеждений и байесовской гипотезой мозга) объединены гипотезой о том, что мозг создает внутреннюю модель мира, «запоминая» нейронные паттерны из предыдущего опыта. , восприятия и действия, которые затем функционируют как байесовские фильтры для обработки поступающей информации и направления действий. С этой точки зрения неожиданные угрозы и вознаграждения, называемые ошибками предсказания, действуют как сильные обучающие сигналы для изучения ценности сенсорных сигналов. Миндалевидное тело, по-видимому, важно для предупреждения остальной части мозга, когда нужно учиться на этих сигналах [11] и обновлять свою внутреннюю модель, чтобы лучше предсказывать важные (то есть аллостатически значимые) события в будущем. Подтверждая эту гипотезу, оптогенетическая активация нейронов в латеральном ядре миндалевидного тела преимущественно отвечает на неожиданные события [12], обучая животное лучше предсказывать эти события. Кроме того, потенциалы действия в нейронах миндалевидного тела, регистрируемые, когда люди и обезьяны рассматривают лица, слишком медленны, чтобы быть реакцией на восходящую визуальную информацию, посылаемую из зрительной коры [13]. улучшить свою способность прогнозировать вперед во времени и пространстве.

Общая совокупность результатов (см. ) предполагает, что дефицит С. М. не является специфичным для какой-то центральной системы страха, закрепленной в миндалевидном теле. Вместо этого С.М. может испытывать трудности с распознаванием задыхающихся лиц с широко открытыми глазами, потому что она менее способна ориентироваться в человеческом взгляде, когда другие находят его полезным и информативным. Это оставило бы С.М. в море, когда требуется предсказать угрозы и награды во всех обстоятельствах, кроме самых напряженных. Например, С.М. не может испытывать страх в различных ситуациях, таких как просмотр фильмов ужасов, прогулка по дому с привидениями и просмотр живых змей и пауков. Тем не менее, она испытывает сильный страх, когда вдыхает воздух с высокой концентрацией углекислого газа, из-за которого ей не хватает кислорода; она также спонтанно сообщает, что испытывает страх и беспокойство в своей повседневной жизни. Точно так же С.М. не может понять, что нейтральный визуальный сигнал предсказал мягкую угрозу, такую ​​как удар электрическим током, даже после того, как она испытала их пару много раз (т. Е. Павловское обусловливание). Но С.М. действительно может научиться страху в повседневной жизни, путем простой ассоциации, когда угрозы достаточно сильны. Например, она несколько раз избегала обращения за медицинской помощью из-за боли, которую она испытывала в предыдущих случаях.

Открыть в отдельном окне

Краткое изложение опубликованных наблюдений о нарушениях и способностях С.М.

Нарушения отображаются на оранжевой временной шкале; способности на синей временной шкале. Ссылки можно найти в [1]. Постановочное испуганное лицо = постановочное, задыхающееся лицо с широко раскрытыми глазами. УЗИ = безусловный раздражитель в павловском условном рефлексе. SCR = реакция проводимости кожи, которая является мерой активности симпатической нервной системы. Негативные лица относятся к постановочным изображениям хмурых (гнев), широко раскрытых глаз, задыхающихся (страх), хмурых (печаль) и сморщенных носов (отвращение). Повторный анализ относится к данным, которые были повторно проанализированы другой группой ученых. Нагрузка C02 = воздух для дыхания с более высокой концентрацией углекислого газа.

Наконец, в дополнение к способности С.М. испытывать страх в определенных контекстах, она также способна воспринимать страх во многих обстоятельствах (опять же, см. ). В лаборатории С.М. воспринимал страх в позах тела, изображающих страх. В контексте собственной жизни С.М. восприняла своего соседа как напуганного во время грозы. И важно отметить, что в целом, если говорить о мимике, расширенные глаза ни последовательно [14], ни конкретно [15] страха не выражают. Будь то С.М. могут воспринимать страх в более естественных движениях лица, которые происходят в их повседневном контексте и которые не всегда могут включать расширенные глаза, остается открытым вопросом, ожидающим будущих исследований.

Статья была поддержана грантами Исследовательского института поведенческих и социальных наук армии США (W911NF-16-1-019), Национального института рака (U01 CA193632) и Национального института психического здоровья (R01 Mh213234 и R01). Mh209464) и Национального научного фонда (CMMI 1638234). Взгляды, мнения и/или выводы, содержащиеся в этом документе, принадлежат авторам и не должны толковаться как официальная позиция, политика или решение Министерства армии США, если это не указано в других документах.

Отказ от ответственности издателя: Это PDF-файл неотредактированной рукописи, которая была принята к публикации. В качестве услуги нашим клиентам мы предоставляем эту раннюю версию рукописи. Рукопись будет подвергнута редактированию, набору текста и рецензированию полученного доказательства, прежде чем она будет опубликована в ее окончательной цитируемой форме. Обратите внимание, что в процессе производства могут быть обнаружены ошибки, которые могут повлиять на содержание, и все правовые оговорки, применимые к журналу, относятся к нему.

1. Файнштейн Дж. С., Адольф Р. и Транел Д., История выживания в мире пациента С. М., в книге «Жизнь без миндалевидного тела», Амарал Д. А. и Адольф Р. , редакторы. 2016, Гилфорд: Нью-Йорк: с. 1–38. [Google Scholar]

2. Барретт Л.Ф. и Сатпут А.Б. Исторические ловушки и новые направления в нейронауке эмоций. Neurosci Lett, 2017. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

3. Gross CT и Canteras NS, Множество путей к страху. Nat Rev Neurosci, 2012. 13(9): с. 651–8. [PubMed] [Академия Google]

4. Adolphs R, et al., Нарушение распознавания эмоций по выражению лица после двустороннего повреждения миндалевидного тела человека. Природа, 1994. 372(6507): с. 669–672. [PubMed] [Google Scholar]

5. Адольфс Р. и др. Страх и миндалевидное тело человека. Дж. Неврология, 1995. 15: с. 5879–5891. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

6. Кавасима Р. и др. Миндалевидное тело человека играет важную роль в мониторинге взгляда: исследование ПЭТ. Мозг, 1999. 122: с. 779–783. [PubMed] [Академия Google]

7. Whalen PJ, et al., Реакция миндалевидного тела человека на маскированные страхом белки глаз. Наука, 2004. 306(5704): с. 2061. [PubMed] [Google Scholar]

8. Адамс Р.Б. мл. и др. Влияние взгляда на чувствительность миндалевидного тела к гневу и страху лиц. Наука, 2003. 300: с. 1536. [PubMed] [Google Scholar]

9. Уэлен П.Дж. Страх, бдительность и двусмысленность: начальные нейровизуализационные исследования миндалевидного тела человека. Текущие направления в психологической науке, 1998. 7(6): с. 177–188. [Академия Google]

10. Adolphs R, et al., Механизм нарушения распознавания страха после повреждения миндалевидного тела. Природа, 2005. 433 (7021): с. 68–72. [PubMed] [Google Scholar]

11. Li SSY и McNally GP, Условия, способствующие обучению страху: ошибка предсказания и павловское обусловливание страха. Нейробиология обучения и памяти, 2014. 108: с. 14–21. [PubMed] [Google Scholar]

12. Johansen JP, et al., Нейронные субстраты для модулированного ожиданиями обучения страху в миндалевидном теле и околоаквидуктальном сером цвете. Природа нейронауки, 2010. 13(8): с. 979–86. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

13. Minxha J, et al., Видоспецифические реакции Fixations Gate на свободный просмотр лиц в миндалевидном теле человека и макаки. Сотовый представитель, 2017. 18(4): с. 878–891. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

14. Дюран Дж. И., Райзензейн Р. и Фернандес-Долс Дж. М., Согласованность между эмоциями и выражениями лица: исследовательский синтез, в Науке о выражениях лица, Фернандес-Долс Дж. М. и Рассел Дж. А., редакторы. 2017, издательство Оксфордского университета: Нью-Йорк: с. 107–129. [Google Scholar]

15. Crivelli C, et al., Лицо, задыхающееся от страха, как проявление угрозы в меланезийском обществе. Proc Natl Acad Sci U S A, 2016. 113(44): с. 12403–12407. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Все в глазах – Texas Applied Arts

«Все дело в глазах, как мне однажды сказали. Улыбка не искренняя, если глаза тоже не улыбаются. Слова ничего не значат, если их не говорят и глаза». – Неизвестно

Как вы, возможно, помните из статьи Саманты Коул «Что происходит ночью… и говорит «извините». Наши команды — Structure, Lighting, Sound, Art/Sculpt/Puppet и Eyes — усердно работали последние пару недель, разрабатывая, экспериментируя и создавая прототипы своих многочисленных идей.

Как член команды Eye, мы должны выполнить очень важную роль: оживить среду обитания Creek Monster! В конце концов, «Глаза — это зеркало твоей души [Монстра]» (Уильям Шекспир).

Процесс создания нашего глаза начался там, где должен начинаться любой хороший дизайн: ручка и бумага. По отдельности члены Eye Team быстро набросали, набросали и записали множество наших идей. Вот изображение моих первых набросков/заметок о том, как, по моему мнению, мог работать глаз. Как дизайнеры, мы должны были учитывать многие вещи в наших первоначальных концепциях: эстетику, материалы, вес, силы природы, свет, функциональность и установку.

Мы поговорили с Карен Мэнесс (наш инструктор класса Creek Monster), Деленой Брэдли (дизайнер проекта Creek Monster) и Джеймсом Ортисом (мастер-кукловод), чтобы узнать их мнение о наших проектах. Было брошено несколько идей. Это включало использование сервоприводов для движения наших глаз, использование прозрачного или непрозрачного Vacuform для создания наших глазных яблок, использование рождественских украшений для создания наших глазных яблок, использование ленточного света для освещения наших глаз… игрушка для движения наших век (вес и сила тяжести, чтобы открывать и закрывать веки нашего монстра). Я не буду вдаваться в подробности каждая идея, которую мы рассмотрели, однако, позвольте мне просто сказать, что это был довольно сложный процесс, чтобы выяснить, какие идеи (дизайны) будут работать лучше всего!

С тех пор мы занимаемся прототипированием! На прошлой неделе мы представили очень маленькую версию глаза, который (в идеале) висит на дереве или сидит в кусте. Сэм и Эмма использовали рождественские украшения, проволоку, ткань и много скотча и клея, чтобы воплотить наши идеи в физическую форму. Я нарисовал образец глаза на предварительно вакуумированном изделии, которое сделала Карен Манесс. Используя свой телефон, я поместил маленький нарисованный тестовый глаз на экран, чтобы посмотреть, как свет будет проходить через него.

После того, как мы показали наши маленькие прототипы нашему классу, мы кое-что подправили здесь и там и работали над более крупным, более детализированным прототипом.

Этот прототип изготовлен из ткани, пластиковой трубы, ленты, картона и вакуумной полусферы диаметром 14 дюймов. Мы создали это вакуумное формование, используя в качестве формы большую металлическую салатницу. Хотя изначально мы думали, что хотим, чтобы наш материал Vacuform был прозрачным, с тех пор мы решили с помощью группы освещения использовать материал Opaque Vacuform. Этот материал рассеивает светодиодный свет, который идеально сидит внутри нашего глаза!

По мере того, как мы продолжаем экспериментировать с различными материалами разных размеров, мы приближаемся все ближе и ближе к желаемому конечному продукту: 5 полных светящихся наборов для глаз, которые можно повесить на деревья или кусты, когда зрители входят и проходят через комнату Монстра.