什么是恐惧?答案看似简单,但关于其含义的激烈辩论一直在情感神经科学领域展开。这场辩论历史悠久,但最近因 Joseph LeDoux 而再次被点燃,他提出我们不仅应该重新定义恐惧,还应该改变我们实验性地研究这种情感的方式。这场辩论的核心观点是,情感是意识的、主观的状态。例如,与恐惧相关的“感觉”,如恐惧或惊恐,是对一个人所处情境的认知性组合概念,而不是从动物那里继承来的预先形成的、天生的心理状态。因此,LeDoux 认为,人类大脑的这种复杂状态无法在动物身上进行研究。相反,他建议,应将作为防御行为基础的“防御性生存回路”作为动物研究的重点。这些硬连接的回路被认为是与主观恐惧状态正交的,后者可能涉及更高阶的回路——它们可以调节但不能决定情感。Lisa Feldman Barrett 的“构建情感理论”提出了一个同样具有挑衅性的理论,该理论认为,人类大脑构建恐惧实例,是预测和推断来自身体(即,内感受和躯体感觉输入)和世界(即,外感受输入)的传入感觉输入原因的结果。Barrett 提出,大脑不断地向前投射自身,预测骨骼运动和内脏运动的变化,并推断这些运动行为将导致的感觉变化。Barrett 理论最受争议的地方可能是,它提出恐惧与其他情感类别一样,不具有硬连接的神经解剖学特征,而是动态系统的一部分,在该系统中,预测信号被理解为临时的、抽象的类别或概念,这些类别或概念是从与当前条件相似的过去经验中生成性地组装而成的。在这种观点中,大脑是一个分类机器,不断创建与动物生态位相关的、在情境上相关的概念。
这些发人深省的观点似乎与其他突出的观点相悖,例如已故 Jaak Panksepp 和该领域其他著名人物(例如,Michael Davis、Robert Bolles、O. Hobart Mowrer)的基本(或主要)恐惧回路理论。例如,Ralph Adolphs 强调防御行为的普遍性,这增加了恐惧回路在物种间相互镜像并因此部分是天生的观点的可信度。Michael Fanselow 提出,恐惧(和焦虑)可以沿着威胁迫近连续统进行放置,这充当了一般的组织原则,并且威胁强度可以与动机过程和防御行为联系起来。同样,Kay Tye 认为恐惧是一种负面的内在状态,它驱动和协调防御反应。这些观点将防御行为视为硬连接的恐惧(或生存)回路的表现,并由认知上灵活的回路控制和修改。虽然这场辩论已经开始冲击临床科学和实践的海岸线,但在基础科学和临床科学领域之间,关于如何定义和研究恐惧和焦虑,仍然需要达成更多共识。在这里,我们邀请了一些当代最具影响力的科学家来讨论他们的观点。涵盖人类和动物研究,每个人都将针对以下讨论要点提出一个论点。
问题 1:Dean Mobbs(主持人):您如何定义恐惧?您的定义如何得到神经科学的支持?
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Ralph Adolphs (RA): 恐惧只能根据对自然环境中行为的观察来定义,而不是神经科学。在我看来,恐惧是一种具有特定功能特性的心理状态,在概念上与有意识的体验不同;它是一个潜在变量,为观察到的与恐惧相关的行为提供因果解释。恐惧指的是具有相似功能的一类粗略状态;科学可能会修改这幅图景,并向我们展示存在不同种类的恐惧(可能大约有十几种),它们依赖于不同的神经系统。
定义恐惧状态的功能特性是那些从进化角度来看,使这种状态适应于应对特定类别的生存威胁(例如,捕食者)的特性。恐惧具有几个功能特性——例如持久性、学习能力、可扩展性和普遍性——这些特性将情绪状态与反射和固定行为模式区分开来,尽管后者当然也可以促进行为。
调节动物与恐惧相关的行为的神经回路表现出许多相同的功能特性,包括在小鼠下丘脑中2,这是初步证据,表明这个大脑结构不仅仅参与将情绪状态转化为行为,而且在中心情绪状态本身中也发挥作用。恐惧与其他情绪的神经心理学分离表明,恐惧是一个独特的类别。
Michael Fanselow (MF): 恐惧是一种神经-行为系统,它进化出来是为了保护动物免受环境威胁,威胁到 John Garcia 称之为外部环境(相对于内部环境)的事物,而捕食是这种进化背后的主要驱动力(例如,相对于毒素)。这是我对恐惧的定义背后的组织思想。完整的定义还必须包括引起恐惧的信号(前因)和客观可观察的行为(后果)。对这种定义的神经科学支持是,许多外部威胁信号,例如预示可能疼痛的线索、天然捕食者的存在以及最近经历过外部威胁的同种气味,都会激活重叠的回路,并诱发一组常见的行为(例如,啮齿动物的僵住和镇痛)。与神经科学支持同样重要的是来自实地工作的支持,实地工作反复表明,诸如僵住之类的行为可以提高面对捕食者时的生存能力。
Lisa Feldman Barrett (LFB): 我假设,每一种心理事件,无论是恐惧还是其他,都是在动物的大脑中构建的,作为组装运动行为和支持它们的内脏运动行为的计划,以及这些行为的预期感觉后果。后者构成了动物对其周围生态位的体验(视觉、听觉、嗅觉等),包括物体的感受价值。这里的“价值”是一种描述大脑对其身体状态(即,内感受和骨骼运动预测)以及当动物移动或编码新事物时该状态将如何变化的方式。该计划是一种推论(或一组推论),它是从类似于当前条件的已学习或天生的先验知识中构建的;它们代表了大脑对预期感觉输入原因的最佳猜测以及如何应对它们。
与恐惧最常相关的功能是免受威胁的保护。恐惧的相应定义是动物大脑为生存构建防御行为的一个实例。人类大脑可能会构建在感觉或感知特征方面与当前条件相似的推论,但这些推论也可能是功能性的,因此是抽象的,因此它们可能由通常被定义为恐惧刺激的事件引发,也可能不引发,并且可能导致通常被定义为恐惧行为的行为,也可能不导致。例如,有时人类可能会在面对威胁时大笑或睡着。在这种观点中,恐惧不是由引发刺激的感觉特异性或动物产生的特定身体动作来定义的;相反,它以情境化的功能或目标为特征:一组特定的动作和感觉后果,这些后果是根据先验知识推断出来的,目的是在类似情况下服务于特定功能(例如,保护)。
在认知科学中,一组在某些方面彼此相似的物体或事件构成一个类别,因此构建推论也可以描述为构建类别。那么,措辞我的假设的另一种方式是,大脑正在动态地构建类别,作为对要采取哪些运动行为、它们的感官后果将是什么以及这些动作和预期感官输入的原因的猜测。类别的表示是一个概念,因此该假设也可以这样措辞:大脑正在动态地构建概念,作为关于即将到来的运动行为及其预期感官后果原因的假设。概念或类别是以情境对情境的方式构建的,因此它们被称为临时概念或类别。通过这种方式,生物学类别可以被认为是临时的概念类别。
Joseph LeDoux (JL): 我长期以来一直认为,有意识的情感体验,与所有其他有意识的体验一样,是由皮质回路认知性地组装起来的。例如,恐惧是一种有意识的意识,即你正处于危险之中。控制同时发生的行为和生理反应的皮质下回路的激活可以通过向认知回路提供输入来增强体验,但它们并不能决定体验的内容。在我的模型中,体验本身是一个人个人恐惧模式的模式完成的结果,它产生了一些你已经知道的、属于你一生中积累的“恐惧”概念下的众多变体之一。即使在某些或所有皮质下触发的后果缺失时,恐惧也可能发生:当威胁本身产生基于记忆的期望,从而在精神上模拟缺失的元素,从而完成你的恐惧模式时。恐惧通常被认为是普遍存在的。但实际上普遍存在的是危险。人类处于危险之中的体验是个人和独特的。虽然其他动物在处于危险之中时可能也有某种体验,但科学上无法衡量它们体验到的内容,而且即使我们能做到,它也不太可能等同于人类体验到的那种认知组装的个人危险意识。这种认知解释似乎是必要的,以便在一个框架内解释一个人可能在其中有意识地体验到恐惧的各种威胁情境(例如,捕食性、同种、稳态、社会性、生存性)。
Kerry Ressler (KR): 我对恐惧的定义是务实的和临床的,也许是从 Adolphs 的角度来看的“功能主义”定义。“恐惧”是由特定刺激激发的防御反应(生理的、行为的和(可能在人类的情况下)对这些反应的有意识体验和解释)的组合。在实验系统中,这些刺激是外部线索,但据推测,在人类中也可能具有内部表征(可能引发恐惧的线索的思想和记忆本身)。这种引发恐惧的线索会导致积极的防御反应,当刺激不再存在时,这些反应会逐渐消退。临床上,恐惧可以被认为是反映对特定线索的反应(例如,对蛇的恐惧),而焦虑是一种持续时间更长的现象,可能不特定于明显的线索。数十年的临床前神经科学研究检查了巴甫洛夫恐惧或威胁条件反射的机制,结合人类神经影像学工作,表明多个大脑区域参与与杏仁核及其下游连接的交流,以支持“硬连接”的皮质下和脑干区域的调节,这些区域介导心血管、呼吸、自主神经系统、激素、惊吓、僵住和其他行为“恐惧”或“威胁”反射。

Kay Tye (KT): 恐惧是一种强烈的负面内在状态。它协调和组织各种协同功能,以激发我们的最佳表现,从而进行躲避、逃跑或对抗。恐惧类似于一个独裁者,它奴役所有其他大脑过程(从认知到呼吸)。恐惧可以是天生的,也可以是后天习得的。天生的恐惧可以在没有先前经验的情况下对环境刺激做出反应,例如人类对蛇和蜘蛛的恐惧,以及啮齿动物对捕食者气味的恐惧。恐惧关联——主要在巴甫洛夫恐惧条件反射的背景下研究——是最快速学习(一次尝试)、最稳健编码和检索的,并且容易激活多个记忆系统。鉴于其在生存中的关键重要性及其对大脑其余部分的独裁命令,恐惧应该是神经科学中最广泛研究的主题之一,尽管由于其主观性,它落后于对感觉和运动过程的研究。观察他人表现出恐惧的行为表达和反应可能会引起情绪传染或支持对环境的学习。“恐惧”一词在行为神经科学领域的使用,通过对最初被称为“恐惧条件反射”的非常刻板的行为范式的广泛使用和研究,而具有了相关但不同的含义。恐惧条件反射可以说是神经科学中最常用的行为范式,并且在神经回路解剖方面得到了最全面的挖掘,啮齿动物模型是主要模型,但也已用于人类、灵长类动物甚至无脊椎动物。恐惧条件反射指的是条件刺激(最常是听觉纯音)与足部电击的巴甫洛夫配对,足部电击最常在条件刺激终止时呈现。
问题 2:您的恐惧理论如何区分感觉、知觉和行动的神经回路?
RA: 我不声称拥有理论,但在我看来,恐惧、感觉、知觉和行动都是不同的。恐惧与许多其他过程(包括知觉、行动计划、注意力、记忆等)因果互动。但它是不同的,因为我们可以独立于许多其他认知变量来操纵恐惧。失去知觉,如失明,不会让你失去恐惧,只会让你失去视觉诱导恐惧的能力;失去所有行为,如瘫痪时,也不会让你失去恐惧;记忆和其他过程也是如此。重要的是要注意,恐惧状态本身什么也不做:它需要与其他所有这些过程联系起来才能导致行为(知觉、注意力等本身也是如此)。最重要的是区分感觉恐惧(有意识的恐惧体验)和恐惧的功能状态(解释威胁刺激对认知和行为产生的所有影响的状态)。我对这些状态如何相关持不可知论态度,但我认为出于方法论原因,例如,研究非人类动物恐惧的能力,我们需要在概念上将它们分开。区分感觉恐惧的神经相关性和恐惧的功能状态也非常困难。以上所有这些都暗示了一种由过程之间的构成和因果关系定义的认知结构。这实际上如何在神经上实现无疑在门和类之间有所不同;章鱼的恐惧与人类或老鼠的恐惧在神经细节上会有很大不同。
MF: 它没有区分。相关的回路整合了它们;对威胁的知觉导致感觉和行动。恐惧状态的激活也会反馈到知觉系统,改变它们对环境刺激的反应方式。对威胁的知觉是恐惧程度和防御行为形态的关键决定因素。请注意,并非所有行动都源于感觉,但所有与恐惧相关的感觉都会导致行动的某些改变。如果不是这样,它们将失去生物学意义,并且在感觉需要能量的程度上,它们将被进化淘汰。一个完整的回路将这些组件连接和整合到有效的防御模式中。
LFB: 在我看来,这不是关于恐惧的最佳问题,因为它基于一个没有根据的假设,即大脑最好被理解为神经元的集合,这些神经元被分组到解剖学上独立的系统中(神经回路),用于知觉、心理事件、感觉和各种类型的行动(例如,僵住、奔跑等),这些系统像接力赛中的接力棒一样彼此来回传递信息。我的研究方法受到另一种假设的指导,即大脑应该被理解为一个复杂的动力系统,它由元素组成:由神经元和支持神经胶质细胞组成的回路或子网络。这些元素不是彼此独立运作的,因为它们的排列和组织会动态变化。甚至构成它们的神经元也会动态变化。大脑作为一个动力系统,不断地穿梭于一系列事件,称为其状态空间,状态空间被指定为一组特征的值,这些特征描述了系统的当前状态。特征是物理的(例如,神经的、生理的、化学的)和心理的(知觉的、情感的、认知的等)。在这种观点中,大脑通过预测和纠正而不是通过刺激和反应来工作。在系统特定状态的动力学中,知觉是运动准备的结果,而不是相反(如刺激-反应方法所暗示的那样)。
JL: 在我的方案中,恐惧是害怕的感觉。在这种情况下,我会将“知觉”和“行动”称为“威胁检测”和“防御反应”。我将恐惧体验和行为反应视为威胁检测的独立后果,并由不同但相互作用的回路介导。威胁检测显然始于感觉处理,对其的研究有助于说明刺激处理、行为和体验之间的关系。例如,对盲视患者视觉知觉的研究表明,通往有意识知觉体验的路径可以与通往行为的路径分离。这表明,健康大脑中知觉体验与行为的相关性可能是由于不同系统对感觉信息的并行处理,并不一定意味着体验和行为在大脑中是纠缠在一起的。因此,知觉研究人员在从行为反应推断体验时往往持谨慎态度。就恐惧而言,盲视再次具有启发意义。这些患者对威胁做出反应,但不报告对威胁刺激的意识或有意识的恐惧感;此类患者对有意识感觉的自我报告与新皮质活动相关。同样,在对健康人的阈下刺激研究中,威胁会激活涉及杏仁核的皮质下防御回路,并在没有刺激意识的情况下引发生理反应;即使被专门询问,也不会报告感觉。因此,控制仅有时与恐惧体验相关的行为的回路不一定是体验的基础回路。当我们用“恐惧”一词来标记这些回路和行为时,我们会传播概念上的混乱。
KR: 我认为,在神经科学层面上,我们可以区分感觉成分(例如,感觉丘脑和皮质:感觉)、整合认知成分(例如,联合皮质和内侧前额叶皮质:知觉)以及反射和行为成分(例如,杏仁核、纹状体、脑干:行动)。然而,这些不同的回路如何映射到恐惧处理的有意识方面与行为方面可能更难以解析。解剖恐惧和威胁的神经连接的进展有助于我们理解它们如何调节自主神经、生理和行为活动模式,这些模式共同构成了“恐惧反射”,这似乎在物种之间高度保守。这些不同成分的某些方面显然在相似的区域中得到表示——例如,在人类的威胁知觉中观察到内侧前额叶皮质和杏仁核的激活,但也显然参与了跨物种的威胁行为的基础行动——而其他区域,例如,脑干核,可能主要参与恐惧过程的行动成分。
KT: 初始信息流通过感觉输入到达,感觉输入传播到边缘回路(例如,杏仁核),然后前馈到下游靶点(例如,纹状体、基底神经节),在那里情绪状态与威胁迫近程度相结合,以促进行动选择。边缘信号然后可以反馈到感觉系统,以改变知觉。恐惧本身并不映射到单个运动输出;它是一个中间过程,将感觉处理与行动选择联系起来。我目前的概念模型由三个心理过程组成,它们分别决定重要性(或显著性)、效价和行动。这三个过程由不同的回路介导。例如,如果一只吃草的鹿听到树枝折断的声音,它必须首先评估刺激的重要性。如果它身处空旷的景观中,没有捕食者可以躲藏的地方,那么刺激可能会被认为是不重要的,鹿可能会继续吃草。如果鹿看到一只熟悉的同种,那么它可能会将刺激解释为积极的效价信号,从而促使选择争斗性社会行为或接近。如果有茂密的灌木丛,那么刺激所预示的潜在捕食者威胁可能会引发一种内在的恐惧状态。给定恐惧状态,结果在很大程度上取决于威胁迫近程度。例如,如果捕食者离得很远或其位置未知,那么最适合的做法可能是躲藏或僵住以避免被捕食者发现。如果捕食者处于中间距离,探测很可能发生或已经发生,那么逃跑可能是最佳策略。如果捕食者正在发动攻击,那么与捕食者战斗的防御行为可能是最佳反应。
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问题 3:是否存在不同的防御回路(例如,捕食性与社会性、生存回路、反应性与认知性恐惧),如果是,它们是正交的还是协同的?您的立场的证据是什么?
RA: 是的,我认为有非常好的证据表明,存在专门用于恐惧亚型的神经回路。恐惧不是一回事。例如,在一些细节上,已经解剖了一个涉及上丘和导水管周围灰质<0xC2><0xA0>的回路,用于介导啮齿动物看到空中捕食者引发的恐惧行为。相反,腹内侧下丘脑具有参与恐惧状态的细胞群,并对同种的声音或气味做出反应,但不对空中捕食者做出反应。还有与威胁迫近程度相关的不同回路(焦虑、恐惧、恐慌)。对杏仁核损伤的人类的研究已经将对远距离感受刺激(蛇、蜘蛛等)的恐惧与对内感受刺激(窒息)的恐惧分离开来。在不同类型的威胁需要不同的适应性行为的程度上,它们将构成不同的功能状态——这种功能专业化应该反映在神经回路中。这些相对“专用”的恐惧亚型神经回路是皮质下的,而皮质的参与可能具有“混合选择性”,这样,相同的皮质神经元可以编码可能需要采取的多种行动,以适应对恐惧的适应性反应,这取决于情况。
MF: 是的。例如,味觉厌恶-厌恶-毒素规避系统(Garcia 的内部环境防御)与捕食防御(外部环境)不同。在一个很好的演示中,Bernstein 的实验室表明,在基底外侧杏仁核内,味道(条件刺激)和毒素(非条件刺激)与情境条件刺激和电击非条件刺激收敛于不同的神经元组。这说明了将基底外侧杏仁核视为与“恐惧”同构的常见错误。事实并非如此;它介导了几个厌恶和食欲动机系统,这些系统涉及杏仁核内不同的细胞和微回路。关于纯粹以杏仁核为中心的观点的另一个担忧是,并非所有反捕食者防御模块都同样依赖于杏仁核。例如,我提出了一个依赖于导水管周围灰质多于杏仁核的近距离打击-恐慌防御模块。该模型预测了二氧化碳引起的恐慌发生在杏仁核双侧丧失的患者身上,而该患者在其他方面严重缺乏恐惧反应。不同厌恶系统之间的相互作用,很像食欲和厌恶系统之间的相互作用,通常是抑制性的,因为这些系统服务于不同的功能,并且一个功能可能需要优先于另一个功能;例如,通过镇痛回路抑制疼痛或恢复系统是恐惧和防御系统的一部分。但也存在趋同。在啮齿动物中,防御捕食者(物种间)和雄性首领(同种)会激活非常相似的大脑结构和行为,这表明这些防御存在大量的趋同进化。我的文章(补充信息)为恐惧提供丰富(六部分)定义的原因之一是为了帮助区分恐惧与其他系统。
LFB: 关于运动控制的神经科学研究表明,运动动作不是由简单的、专用的回路触发的,而是在灵活的神经层级结构内组装的,其运动模块位于脊髓中。我假设,对于内脏运动动作来说,情况可能也是如此。在这种观点中,构建简单防御回路分类的尝试在科学上并不具有生成性。灵活神经层级结构的存在意味着,每种行为——例如僵住、逃跑和战斗——都不是一个特定回路的结果,而是可以通过多种方式来实现。在我看来,大脑作为一个单一的动力系统,其核心任务是调节骨骼运动动作以及支持这些动作的身体内部环境中的内脏运动动作。这个想法表明,即使在相同的情况下,每种行为都存在退化组装。此外,处理感觉输入的神经元(例如,在 V1、初级内感受皮质中)和代表感受价值的神经元都在为动作服务,并携带关于这些动作的信息,因此是动作控制的灵活层级结构的一部分。
JL: Nathaniel Daw 和我最近提出了防御行为及其神经基础的分类法<0xC2><0xA0>,这可能为考虑当前问题中暗示的一些不同分析层次提供一个组织框架。其中包括反射、固定反应、习惯、行动-结果行为以及受非意识和有意识审议控制的行为。例如,对捕食性和社会性线索的物种典型反应可以被认为是固定反应,当不同的,但在一定程度上重叠的皮质下“生存回路”被激活时,这些反应会被“释放”。相关的还有发出生存挑战信号的回路,这些回路监测稳态失衡并启动恢复行为。工具性习惯行为是固定的,但必须学习,并且涉及皮质纹状体回路,而行动-结果工具性行为是学习的,但灵活的,并且使用不同的皮质纹状体回路。审议性工具性反应是前瞻性的和基于模型的,并且它们激活前额叶回路;在这里,关于危险的非意识审议允许快速地在精神上模拟可能的解决方案,而在较慢的有意识审议中,恐惧体验可以指导未来的计划和行动。
KR: 为了简洁起见,我将重点关注“杏仁核”,它实际上是几个细胞簇(核)的复合体,并且从最原始的哺乳动物到大多数脊椎动物都是保守的。它接收来自大脑几乎所有感觉区域的神经投射,以及来自记忆处理区域以及联合和认知大脑区域的神经投射。它向许多这些区域发送投射,但最有趣的是,它还与一系列脑干和其他皮质下区域进行交流。值得注意的是,所有这些回路都参与防御和食欲行为,更不用说捕食性与社会性行为等等。最近令人着迷的研究表明,即使在杏仁核的同一亚区域内,相邻细胞也可能具有相反的功能或更细微的功能差异;例如,它们可能更喜欢对近端威胁而不是远端威胁做出反应。这些发现表明,平行的信息通路,例如编码“恐惧开启”与“恐惧关闭”信息的不同细胞,流经基底外侧和中央杏仁核。此外,关闭恐惧反应的相同细胞可能负责激活积极情绪,例如食欲甚至成瘾行为。因此,这些信息通道可能更适合被理解为潜在的接近与回避相关行为和驱动力的基础。然而,也可能的是,当在神经回路水平上解析这些行为时,它们与我们概述的防御回路的历史术语不太匹配。
KT: 协同作用。边缘系统中的一切都是连接在一起的,如果不是通过直接的相互连接,那么也是通过神经调节系统连接在一起的。介导不同类型恐惧的回路很可能汇聚到一些共同的通路,然后在行动选择之前再次分叉。例如,动物可以通过第一手经验学习恐惧环境刺激,也可以通过观察他人来学习。我们知道,基底外侧杏仁核 (BLA) 是将感觉信息转化为通过直接经验学习的关联的动机意义的关键核<0xC2><0xA0>,而观察性恐惧学习需要 BLA 和前扣带回皮层。前扣带回皮层的作用是解释演示者的痛苦并将该信号发送到 BLA,在那里发生关联学习。
问题 4:您的观点如何(或可以)与其他人的观点相适应?
RA: 我的功能性重点可能最接近 Mobbs 和 Fanselow 的观点。我特别喜欢威胁迫近性理论,这当然是一种功能性理论。我将恐惧视为一种不同于恐惧意识体验的状态,这种观点似乎与 LeDoux 在这方面的观点一致。这有点讽刺,因为我不同意 LeDoux 的结论(他将“恐惧”重新定义为“恐惧的意识体验”),但我认为他最清楚地阐述了这种区别,这很重要。我实际上会将他的观点重新解释为关于我们如何识别一个有机体处于恐惧状态。我们通过拥有恐惧的意识体验来识别自己身上的这种状态;我们通过他们的口头报告或行为来识别其他人身上的这种状态;我们通过它们的行为来识别动物身上的这种状态。如果我们想保持一致,我们应该将“恐惧”的任何含义应用于其他人类和动物,因为证据类型相同。Ressler 和 Tye 的观点更接近神经生物学,我当然也同意许多关于恐惧的问题是经验性问题,大多仍需解决。毫无疑问,即使在对概念或理论问题没有任何共识的情况下,恐惧科学也将取得进展,并且确实将为概念和理论问题提供信息。我同意即使在对哲学问题没有共识的情况下,继续研究神经科学也是有成效的;但我也认为我们需要继续评估和讨论哲学问题,以了解我们的前进方向。Feldman Barrett 的观点既与我的一些观点高度一致,又完全相反。我赞同她对情绪的情境依赖性的强调,特别是她对我们可以从面部表情“解读”情绪的观念的抨击(事实上,我们刚刚就此合著了一篇论文)。但我不同意她的观点,即没有客观标准来判断动物或人是否处于情绪状态或处于特定类型的情绪状态。
MF: 与 Adolphs 的方法一样,我强调进化需求的方法也是功能主义的一种体现;事实上,我的第一篇关于捕食者迫近性的论文的标题是“对厌恶动机行为的功能行为主义方法”。我完全赞同 Adolphs 的观点,即“情绪是有机体的状态,其定义在于它们的作用”。我注意到 Adolphs 和 LeDoux 都批判行为主义方法,但他们的批评是针对激进行为主义的。我的行为主义是托尔曼认知行为主义的产物,它强调行为的目的性,尽管托尔曼更关注直接或近端功能(我如何在这里获得食物)而不是最终功能(我为什么要寻找食物)。事实上,与恐惧相关的行为是系统发育编程的,因为它们在许多世代中具有很高的成功概率,但这些行为在当前的即时情况下可能是不适应的。这也意味着这些编程行为的任何个体实例在当前情况下都可能无效。这就是为什么任何特定的恐惧行为实例在当下都可能显得,并且实际上是,不理性的。我的方法似乎与 Feldman Barrett 和 LeDoux 的观点直接矛盾,他们的观点认为恐惧完全是更高阶的意识构建。意识的适应性功能通常被认为是提供灵活性和支持审议性的、近端理性的行为。我认为这与面对威胁的生命所必需的特征相悖。反应必须是即时的;任何花在审议上的时间都会增加死亡的可能性。因此,这些恐惧反应是系统发育编程的反应。当面对捕食者时,没有时间根据试验和错误来习得行为,也没有时间进行新的计划。与托尔曼的对比再次具有启发意义。托尔曼强调达到固定目的的可变手段;如果你有一张认知地图,揭示了食物的位置,动物可能会使用许多不同的方式来获取食物。这个想法与 Feldman Barrett 对运动系统中一对多映射的描述非常相似。但托尔曼的理论是基于对食物强化物的实证研究,在这种情况下,相当大的灵活性不仅可以容忍,而且是有益的:如果你错过一顿饭,你不会死,尝试一些新的东西可能会带来更丰富的食物来源或前一顿饭中没有的营养。防御的需求完全不同。因此,啮齿动物研究最多的觅食反应——杠杆按压,在受惊的大鼠中几乎不可能进行研究。
LFB: 从经验上看,科学发现构成了关于恐惧的神经生物学基础的未被发现事物的一小部分。我的科学方法在指导本体论承诺方面与指导当前恐惧本质研究的方法有很大不同。
JL: 每位参与者都为自己的立场提出了令人信服的论据。我很高兴阅读这些文章,并且我学到了一些关于每位作者想法的新知识。我对恐惧的意识体验的想法与 Barrett 的想法重叠,因为我们都将恐惧视为一种认知组装的状态,它基于情境的心理模型和概念化。对我来说,其他有助于恐惧的因素或成分,例如大脑唤醒和来自身体反应的反馈,会调节但不会决定体验的质量。另一方面,我对诸如杏仁核等大脑区域在检测威胁和启动身体反应中的作用,以及在引导工具性行为的由此产生的动机状态中的作用的想法,在很大程度上与其他贡献者的观点相符。我们争论的大部分内容是语义上的——在存在威胁的情况下,恐惧是体验本身还是威胁触发的各种后果?但说差异是语义上的并不意味着它们不重要。文字是强大的。它们是我们概念的基础,塑造了我们理论观点的含义,并影响他人对我们研究的结论。我们应该尽最大努力消除科学用词中的歧义和混乱。我们的词汇表为我们提供了做到这一点的方法,我们应该在科学地使用语言时利用我们语言的微妙之处。一个简单的开始方法是避免使用心理状态术语来描述不基于心理状态的行为。在人类中,我们可以区分这些,因此当然应该避免使用心理状态术语来描述动物的行为,而在人类中,类似的反应不受主观体验的心理状态控制。我认为诸如威胁性刺激、防御性反应和防御性生存回路等词语比恐惧刺激、恐惧回路和恐惧反应更能描述动物的刺激-反应关系。
KR: 在大多数方面,我同意其他观点,因为我觉得每个人都在陈述更广泛的共同理解的相似方面,但存在细微的差异。我认为我的观点最关注的是,在人类神经精神病学研究中,厌恶行为和与恐惧相关的疾病的科学,或许还有食欲行为和成瘾的科学,对于临床转化而言是最成熟的。具体而言,我同意 Adolphs 的观点,即“像恐惧这样的情绪的功能主义观点需要跨学科的方法”。我同意 Fanselow 对恐惧的定义特征——一种形式主义方法,我认为这种方法非常有用,特别是在区分焦虑、恐惧和恐慌之间不同功能模式的不同体验状态方面。我同意 Barrett 的观点,即恐惧的特征“包括一些身体变化(自主神经系统变化、化学变化、行为等)和感觉,这些感觉变成了对周围世界和身体的感知”。我同意 LeDoux 的观点,即“恐惧是一种意识体验,在这种体验中,你开始相信自己即将受到伤害”,并且同意 Tye 关于由“分别决定重要性(或显着性)、效价和行为的三个心理过程”组成的概念模型的重要性。虽然我也同意许多细微的、哲学的、心理学的、行为的和基于神经科学的定义,但我不想忽视已经取得的进展以及“恐惧”的概念对于转化神经精神病学的强大作用。
Q5:当前用于研究恐惧的行为分析是否限制了我们提高对恐惧的理解能力?
RA: 当代的分析方法存在严重的缺陷,因为它们比较了动物研究和人类研究中的苹果和橘子。动物中有很多种恐惧的行为分析方法,但基本上没有一种用于人类研究中,人类研究通常使用口头报告作为真实依据。由于不可能在动物中使用口头报告,因此原则上解决方案似乎很简单:我们需要将动物研究中的行为量表调整到人类研究中。只有少数研究尝试过这样做。当然,另一个挑战是生态效度。Mobbs 对将狼蛛越来越靠近你的脚的研究,而你正在扫描仪中,是这个方向上罕见但经典的成功案例。这个问题也延伸到使用的刺激物。许多研究向人类受试者展示情绪的面部表情,或让他们阅读简短的小插曲。这些研究可能显示了一些关于社会感知或人们关于恐惧概念的语义知识,但它们并没有评估恐惧的实际状态。我非常担心大多数研究人类恐惧的实验方案的不充分性,这些方案使人类恐惧的研究与动物恐惧的研究脱节。人类研究需要更具生态效度的刺激和更好的行为分析方法,特别是那些不依赖于口头报告并且可以被认为与动物研究中使用的行为分析方法具有某种同源性的方法。
MF: 巴甫洛夫恐惧条件反射是猎物识别捕食者的自然组成部分,并且在实验室中效果很好。但它的成功也伴随着危险。这些危险之一是,它导致过度强调威胁连续体中的一个模块(遭遇后恐惧),而我们对其他组成部分(临近攻击恐慌和遭遇前焦虑)的了解则滞后。也许更大的危险是将程序视为与过程同构的趋势。从程序上讲,恐惧条件反射被定义为将中性刺激与厌恶性刺激配对,但此程序不会总是条件反射出恐惧状态,因为并非所有厌恶性刺激都支持反捕食者防御系统的参与。毒素显然是一种厌恶性刺激,但将中性味道与毒素配对会导致适口性转移,从而减少消耗,而不是反捕食者防御。同样,一些电击足够新颖和强大,可以条件反射出恐惧,但另一些则不然;轻微的电击很可能令人恼火,但不足以条件反射出恐惧。大鼠在非常微弱的电击下行为更灵活,但随着电击强度的增加,这种灵活性逐渐丧失。我将这种行为灵活性的丧失视为恐惧状态的诊断。因此,在选择电击强度或让受试者选择电击强度时必须谨慎。此外,人类恐惧研究中常用的其他结果,例如金钱损失,不太可能触及支持反捕食者防御的神经系统。
LFB: 当代范式,在简单、专门的恐惧神经回路的概念指导下,以单一分类法排列,在几个重要方面限制了对恐惧的研究。首先,恐惧实例通常在实验室环境中进行研究,这些环境与它们自然出现的伦理学环境大相径庭。所有潜在的行动都有能量成本,动物的大脑会在特定环境中权衡这些成本与潜在的回报和收入。因此,关于行动的经济选择必然会受到许多特定情境的考虑因素的影响,这些因素涉及动物的状态和环境状态,其中大多数因素在典型的实验室实验中保持不变。这些因素不仅影响执行哪种防御行为(正如某些防御行为分类法所建议的那样),而且还影响任何给定行为的实施方式。忽视这些因素会使防御行为的神经原因显得比实际情况更原子化,因此,大多数当代范式都不够整体(参见我对问题 2 的回答)。其次,当代范式混淆了应该分开的事物。例如,区分情感和情绪非常重要。诸如效价和唤醒等情感特征最好被认为是更高维度内感受的低维摘要,这些内感受来自异速稳态;效价和/或唤醒在情绪发作期间可能很强烈,但并非特定于这些发作。由于异速稳态和内感受在动物的生命中持续进行,因此效价和唤醒可能是描述该生命中每个清醒时刻的心理特征。为了使这种说法在比较人类和非人类动物时有意义,有必要区分大脑的意识能力(一种体验)和它的觉察能力(报告或反思体验的能力);相关地,区分以特定方式感知直接情境的感官特征与觉察到该感知(例如,觉察到感知到威胁)以及觉察到感到恐惧非常重要。同样重要的是不要将威胁性刺激与威胁出现的背景混淆,这在恐惧分类法中经常发生;大脑不会感知刺激,它们感知感觉阵列,即情境中的“刺激”。也许最重要的是,不应混淆观察和推断。科学家测量诸如骨骼运动动作(例如僵住)和支持这些骨骼运动动作的内脏运动动作(例如心率变化)等事物,他们可能会将其称为“恐惧”;相应地,他们测量支持这些动作的神经放电变化,他们可能会将其称为“恐惧回路”。这种方法混淆了观察到的事物(例如,僵住,心率变化)与它们推断的原因(例如,恐惧)。如果两者不经常混淆,恐惧科学将更有效率,更具生成性。当科学家观察到动作并推断出恐惧的实例时,科学家正在进行情绪感知。恐惧始终是一种感知——一种推断——无论是在科学家观察动物的动作时,人类观察另一个人的人的动作时,还是动物在理解其感官环境以作为行动控制的一部分时。自主神经系统或骨骼运动动作的任何变化本身都没有恐惧的意义。大脑通过推断(也可以描述为预测信号或临时概念)使它们具有恐惧的意义。动物的大脑——人类或其他——在没有意识到这样做的情况下进行这些推断。从这个角度来看,理解推断的神经生物学基础是理解恐惧神经生物学的一部分。
JL: 当然,恐惧研究的一个主要内容一直是“恐惧”条件反射范式。它产生了大量关于大脑如何检测和响应危险的有用信息。它也可以用来探测人类参与者的意识体验。但是在非人类动物的研究中,由于在其他地方详细讨论过的原因,研究人员只能测量行为和生理反应。因为类似的反应,包括杏仁核激活,可以在人类中使用未被有意识地感知并且不引发恐惧感报告的阈下刺激来引发,所以恐惧的体验似乎不是驱动反应的原因。因此,杏仁核回路可能被更好地认为是威胁回路或防御回路,而不是恐惧回路。因此,限制不在于我们的范式;相反,范式揭示了当使用这些范式时,可以从动物与人类身上学到的东西的局限性。然而,我们对恐惧的理解受到其他事物的限制。一是真正令人恐惧和创伤性的情况,出于伦理原因,不能用于恐惧的实验室研究;较温和的替代品只能给我们一些暗示,因为大脑反应不会随刺激强度线性缩放。另一个是概念上的自满和语言的随意使用。如上所述,流行的恐惧和恐惧条件反射观点与莫厄和米勒可以追溯到 1940 年代的概念化有关。“恐惧条件反射”一词暗示该任务揭示了恐惧是如何产生的。如果一个人像我一样将恐惧视为一种意识体验,那么恐惧条件反射(或我称之为“威胁条件反射”)原则上可以在动物研究中用于帮助理解间接促进恐惧的过程;但它不能揭示人类恐惧体验的潜在机制,而人类恐惧体验只能在人类中研究(我不否认动物意识是一种自然现象,但质疑我们是否可以科学地研究它)。我认为,使用诸如“恐惧”之类的心理状态词语来描述行为控制系统不可避免地会造成混乱,并导致对动物研究可以和不能告诉我们什么产生错误的期望。因此,如果有人使用“恐惧”一词,那么他或她应该每次使用该术语时都澄清“恐惧”的预期含义(例如,添加诸如“有意识”或“无意识”或“显性”或“隐性”之类的形容词)以避免混淆。从一开始就将有意识的“恐惧”与无意识的“威胁处理”分开将避免这种混淆。
KR: 当前研究临床前模型系统中恐惧的最常见方法是基于巴甫洛夫恐惧条件反射模型——检查恐惧记忆的习得、表达、消退等不同的记忆相关结构——并使用僵住、回避和惊吓的行为指标。同样,在大多数人类模型中,实验室试图进行受控实验,但通常使用自我报告或生理结果指标(例如,皮肤电反应、心率或听觉惊吓)。大多数转化研究的一个局限性是,人类和模型系统研究通常不使用相同的范式和相同的结果指标。此外,使用良好控制的学习范式使得明确定义与先天或无条件恐惧线索、过程和行为相关的途径和公认的回路变得更加困难,尤其是在动物模型系统中。一般来说,实验范式越受控和还原论,就越难观察和量化自然的威胁反应模式及其潜在的生物学。
KT: 我认为,对于巴甫洛夫恐惧条件反射来说,拥有一个非常刻板的行为范式,有助于提高重现性,并更深入地研究解剖学和机制(用于在啮齿动物中将纯音与共同终止的足部电击配对)。然而,还有许多其他类型的恐惧尚未被充分研究或根本没有研究过,这使我们对恐惧的理解更深入但广度较小。目前,绝大多数关于“恐惧”的出版物都指的是一种非常具体的范式,这种范式只是这种情绪状态神经机制的一个很小的子集。
Q6:动物模型能否为我们提供关于人类恐惧模型的信息(反之亦然)?
RA: 我会说动物研究对于理解恐惧至关重要,因为与人类相比,它们可以进行更好的测量和操作——两者都不是任何事物的“模型”。动物研究调查动物恐惧;人类研究调查人类恐惧。毫无疑问,不同物种之间既有相似之处也有不同之处,而且某些动物将具有功能性定义的恐惧状态,而这些状态在其他动物中完全不存在(生活在没有空中捕食者环境中的动物将不具有涉及上丘的回路,该回路处理小鼠中该类型的威胁)。我实际上更喜欢动物研究而不是人类研究的原因是,它们可以简化我们正在寻找的东西。正如我之前提到的,人类研究通常将对恐惧的研究与对恐惧概念、恐惧的意识体验或恐惧的口头报告的研究混合在一起。老鼠当然没有口头报告,不太可能有概念,我们也不知道如何测量它的意识体验——当面对威胁时,它只是处于功能性定义的恐惧状态。在动物身上也更容易诱导生态有效的恐惧(它们不知道自己正在进行实验),而且动物更难随意调节自己的情绪。由于所有这些原因,在动物身上研究真实、强烈的情绪远比在人类身上研究容易,并且应该是神经科学家开始的地方。
MF: 当然,它们可以并且已经提供了信息。沃尔普开发的暴露型疗法是从巴甫洛夫和赫尔的动物研究中汲取灵感的,并且仍然是焦虑症的标志性治疗方法。Mobbs 提供了对捕食者迫近性理论的复杂扩展,使其能够捕捉人类情绪的许多独特特征。
LFB: 动物模型可以为我们提供关于人类恐惧实例的信息,但目前存在一些障碍。首先,大多数动物研究仅在少数模型物种中进行,并且未能考虑不同物种基于大脑和基于生态位的特征的异同,以及作为神经典型人类大脑发育和功能的模型系统。大多数主要大脑部分的计算作用在整个脊椎动物谱系中仍然是保守的,所有大脑都可以被描述为自动且毫不费力地形成推断(即临时概念),以分类预期的感觉输入并指导行动。但由于一般大脑缩放功能和动物生态位中可用的信息,物种可能在大脑可以构建的概念类型上有所不同。例如,与其他灵长类动物相比,人类大脑具有扩展的联合皮层,从而能够提高信息压缩和降维;这表明人类大脑可能能够创建以更抽象为特征的多模态摘要。这一假设绝不会削弱与生存相关的行为在人类情感中的重要性,也不会使在动物模型中研究与生存相关的行为以理解人类情感生物学的目的而无效。然而,它确实表明,解决人类情感之谜——以及更普遍的人类进化——可能需要一门“情感生态学”科学,试图理解物种通用和物种特有的过程。此外,实验动物通常在贫乏的实验室环境中饲养,与自然伦理学环境中典型的传感器运动挑战范围相比,它们遇到这些挑战的机会更少;这可能会影响发育过程中的大脑布线,从而引发实验室动物是否甚至是“神经典型”的问题。
JL: 这个问题的答案显然是肯定的,但细节取决于所涉及的动物以及人们对恐惧的理解。无脊椎动物可能为我们提供关于哺乳动物(包括人类)威胁学习的细胞和分子机制的信息。非灵长类哺乳动物可能为我们提供关于检测威胁和控制各种反应(例如,反应、习惯、工具性行动)的回路的信息。非人类灵长类动物可能为我们提供关于支持审议性认知的皮质回路的信息。但在每种情况下,尽可能验证研究结果与人类的相关性都很重要,方法是在人类中进行近似于动物研究的研究,尽管神经生物学细节较少。人类研究对于研究恐惧和其他情绪的意识体验也是必要的。这至少有两个原因。首先,方法论障碍限制了对非人类动物意识的评估。正如杰弗里·格雷所说,我们只能使用非人类的行为代理来逐步接近意识。虽然存在缺陷,但口头报告是人类的强大工具。我们通常可以对我们有意识的信息做出口头或非口头回应,但只能对我们缺乏意识的信息做出非口头回应;仅凭非口头回应,很难区分其他动物的有意识和无意识处理。其次,即使我们假设某些非口头测试揭示了非人类动物意识的某些方面,但鉴于人类大脑在语言、分层认知、概念化、前瞻性认知和自我反思方面的独特能力,意识的本质很可能大相径庭,我认为所有这些都有助于恐惧和其他情绪体验。
KR: 虽然很明显,很少有(如果有的话)动物模型能够完全代表人类神经精神疾病的复杂性,但有大量证据表明物种之间——从老鼠到人类——对于基本行为(包括许多防御性威胁反应及其潜在回路)是保守的。数据有力地表明,食欲性和厌恶性行为分别是成瘾综合征和与恐惧相关的疾病(如恐惧症、焦虑症和创伤后应激障碍 (PTSD))的潜在现象。此外,皮质下杏仁核、纹状体终纹床核 (BNST)、纹状体、海马和脑干回路,以及在某种程度上皮质调节区域的各个方面,在哺乳动物中在形式和功能上高度保守。数十年的工作已经建立了一个清晰的回路,该回路在人类成像和生理学研究以及使用现代工具(如光遗传学、化学遗传学、钙和电生理学工具)的啮齿动物研究中在很大程度上得到了证实。虽然还需要建立更多,但强大的方法,如跨区域和物种的单细胞 RNA 测序、与转录组学相结合的大规模遗传工具以及跨物种的数字表型分析,正在实现真正新颖而强大的转化方法,这些方法本身并不模拟疾病,而是模拟其组成部分,从分子到回路,再到构成防御性“威胁”到“恐惧”连续体的行为语法的各个方面。
KT: 新技术和方法可以增强我们对恐惧的理解,因为它们可以促进我们对大脑回路和一般功能的理解。恐惧条件反射通常是用于验证新技术的第一个原理验证行为范式,因为它非常稳健且可重复。
Q7:新技术和方法如何增强我们对恐惧的理解?
RA: 人们已经非常关注提高对大脑的测量和操作的精确度,但我认为我们需要提高刺激和行为测量的有效性。只有少数研究使用了高维度、多变量的行为测量方法。例如,可以测量乌贼用来伪装自己的数万个小色素细胞的身体表面变化,这种测量方法据称可以直接读取动物的感知状态。人类的丰富测量方法似乎也是可以实现的:我们需要详细测量人们在 3D 空间中的运动、他们的全身血流等等。在刺激端,最好的刺激是真实世界,在动物的自然环境或人们的日常生活中进行的研究将有助于提高实验室研究的有效性。虚拟现实可能在这里有所帮助。当然,行为并非一切(恐惧的功能不仅仅是引起行为);与其他认知过程的相互作用对于量化也很重要。在理想情况下,我们不仅会探测当呈现生态有效的威胁刺激时行为如何随时间变化,还会探测这如何影响记忆、注意力、感知和决策。

MF: 尤其有用的是我们能够绘制参与不同情境和行为的大型细胞网络图谱。这些在很大程度上是通过即时早期基因成像技术(如 catFISH)实现的。在上面,我描述了伯恩斯坦的研究,该研究使用这种方法证明,味觉厌恶和恐惧条件反射激活了很大程度上独立的杏仁核网络,这有助于我们区分两种厌恶动机系统。新型可植入显微镜也为增进我们的理解带来了巨大的希望。但是,我们对现象的概念性理解不能为这些技术成就所牺牲;两者必须携手并进。
LFB: 新技术和方法可以通过提供以下能力来增强我们对恐惧的理解:在更广泛的、高度可变的行为学背景下,使用更高维度的测量程序以及改进的时间和空间特异性来观察动物。测量和建模自然情境变异的能力至关重要,特别是对于遗传研究而言;与个体差异相关的、使动物易患疾病的大多数遗传变异都位于基因组的非编码区域,这些区域受到情境的强烈影响。
JL: 今天可用的新方法正在彻底改变大脑研究。但有时方法似乎优先于问题。只有当我们充分概念化问题时,新方法才能帮助我们。设计不良的研究带来的复杂性相对容易纠正——只需做一个更好的实验即可。概念性问题更难改变。想法变成教条,而教条通常不会受到质疑;新方法无法解决这个问题。很高兴在这个练习中,我们退后一步,评估我们在概念上相对于我们需要达到的位置。
KR: 一系列奇妙的新型分子工具,从光遗传学到化学遗传学再到体内动态成像,使得对细胞、分子和途径的功能解剖成为可能,这些细胞、分子和途径突出了威胁处理和抑制。理解这些过程将为控制特定类型的情绪反应,特别是恐惧和威胁,提供新颖而可靠的见解。从转化角度来看,这种细胞水平的行为控制精度带来了非凡的可能性。通过单细胞 RNA 测序,我们现在可以评估细胞类型和微回路是否在小鼠和人类之间是保守的。此外,我们可以询问这些保守的通路是否也共享分子靶点,以便人们可以将数据分析和生物信息学应用于理解可能特异性抑制保守恐惧回路或增强消退回路的药物组合。例如,即使在人类中,我们能否使用脑刺激技术甚至基因疗法以可靠的治疗方式靶向恐惧回路?
结论性评论
经过这次讨论,我们能否就恐惧的定义达成一致?
RA: 我认为我们应该谨慎地为修订和发现留出空间,而不是僵化地“定义”恐惧。也许我们可以就以下几点达成一致:(i)恐惧涉及大脑的特定区域,尤其是明显的皮层下区域。我们可以通过操纵特定的神经回路(例如,杏仁核)而不是其他回路(例如,小脑)来测量和诱导恐惧。这些回路是否是恐惧特有的,这是一个进一步的经验问题。我们可以初步列出参与恐惧的特定脑结构的证据强度。(ii)恐惧有亚型、变体或维度。我主张,首先,根据功能标准对其进行区分。我们也可以在这里列出清单。(iii)恐惧状态、恐惧的意识体验、“恐惧”概念的含义以及“恐惧”这个词的含义都是不同的事物(后两者只能在人类中研究)。如果你给人们词语或故事来评分,你正在测试后两者。制定分类法或术语表将很有用。
MF:几种方法(阿道夫斯、雷斯勒、泰伊和范瑟洛)似乎都将进化方面的考虑以及恐惧表达之间的共性作为核心。重要的是,这些方法认识到可以从所有恐惧测量中学习到一些东西。勒杜和费尔德曼·巴雷特与众不同。在我看来,他们的方法受人类倾向于美化口头报告而忽视所有其他测量的影响。因此,障碍在于同意将口头报告视为信息性的,但并非唯一的信息来源。勒杜对支持恐惧意识报告的回路的描述承认,杏仁核和反捕食者系统的其他组成部分有显着的输入。我相信费尔德曼·巴雷特的描述也是如此,尽管她没有讨论明确的回路。产生任何个体恐惧反应的回路将有两个组成部分。一个组成部分来自核心防御回路,这对于所有恐惧反应都是相似的。但也会有第二个组成部分提供特定信息以及执行特定反应所需的处理。这对于僵住和口头报告来说都是如此。每种反应都会有其独特的子回路,其中一部分将属于所有恐惧反应共有的基本回路。每种反应都反映了恐惧和其他情境信息。如果我们认识到这一点,那么我们可能就接近达成共识了。即使像僵住这样看似简单的事情也是一个复杂的构造。启动僵住的基底外侧杏仁核神经元的放电是短暂且瞬时的,需要在其他地方转换为维持持续运动反应所需的放电模式。我们称之为僵住的运动模式在姿势上差异很大;僵住的大鼠可以蹲在地上,也可以后腿站立并靠在墙上。这与费尔德曼·巴雷特对“多对一”反应映射的描述非常相似,其中僵住的“意图”是通过不同的运动计划来实现的。僵住不会发生在随机的地方:动物更喜欢在墙壁附近、角落和黑暗的地方僵住。因此,僵住子回路处理与信号危险的感官刺激完全不同的视觉情境信息。过去的经验也会影响当前的行动。这些多重信息流必须以支持每个僵住实例的方式结合在一起。因此,即使是僵住,用费尔德曼·巴雷特的话来说,也是“高度情境依赖性和可变的”。也许我们并没有那么大的分歧。
LFB:我乐观地认为科学家们可以就恐惧的定义达成一致,但这将要求我们重新考虑我们的一些本体论承诺以及构成我们实证探究基础的哲学假设。恐惧科学(以及更广泛的情绪科学)中的一些争论是哲学性的,而不是科学性的,因此不太可能通过实验或数据来解决。尽管如此,像这样的讨论还是值得进行的,因为承诺和假设是概念工具,它们会影响(和约束)科学探究的过程和产物。
JL: 我们正在讨论的根本问题是主观体验在情绪科学中的作用。它是情绪的众多方面之一,还是情绪的全部意义所在?这是情绪理论中一个长期存在的问题。我们在这里讨论这个问题,仿佛它是一个新颖的话题,是因为许多当代关于恐惧的大脑机制的研究都涉及恐惧条件反射,而恐惧条件反射在很大程度上与主流情绪理论隔离。我在 1970 年代后期的博士论文包括对裂脑患者情绪意识的研究,并向我介绍了情绪的认知理论。从那时起,我就将情绪视为认知组装的状态,并试图将关于情绪的认知思维整合到“恐惧”条件反射(或我称之为“威胁条件反射”)领域。但这一直是一场艰苦的战斗。例如,在 1980 年代后期,我的一位行为主义传统同事问我,“你为什么用情绪来谈论恐惧条件反射?” 如今,无论好坏,情绪谈论在动物厌恶条件反射领域相当普遍。但是,情绪的概念通常仍然受到 1940 年代米勒-莫勒行为主义“恐惧理论”的严重影响,该理论将条件反射的“恐惧”视为回避行为的潜在因素。虽然行为主义传统中的一些人,尤其是在托尔曼传统中,将动物的恐惧视为一个介入变量,一个假设的“中心状态”(例如,一个假设的非主观心理或生理状态),可能将刺激与行为联系起来,但另一些人则将其视为一种主观的意识体验;然而,大多数人没有在这两种观点之间表态,这造成了很多混乱。关于人类恐惧的大脑机制的研究也经常以混淆行为和生理反应与主观体验的方式使用“恐惧”一词,进一步加剧了我们现在所处的混乱局面。正如我上面指出的,参与本次讨论的一些参与者之间的分歧主要是语义上的。但是,正如指出的那样,语义对于我们的概念和假设至关重要。表达不同的想法是件好事。长期以来,人们谈论恐惧的方式暗示着我们都意味着相同的事情。既然不同的概念正在公开讨论,正如我上面建议的那样,研究人员应该更严格、更警惕地定义每次使用“恐惧”这个词时各自的含义,以便其他人能够理解在给定实例中指的是什么。我更喜欢的、不那么繁琐的替代方案是简单地将恐惧限制在恐惧本身。正如社会心理学家马修·利伯曼最近所说,“情绪就是情绪体验”。更笼统地说,像恐惧这样的心理状态术语应该用来指心理状态,而不是指行为或生理控制回路。
KR: 我相信我们可以就一个定义达成一致。我认为大多数人已经说明了人类意识觉醒成分子集的一些共同理解,以及人类和模型系统中可观察到的生理和行为成分。我认为,将效价、显着性和行为(或感觉、感知和行为)描述分开将有助于解决一些语义问题。此外,我认为,专注于实用主义而不是理论将有助于提高制定可行定义的效率。
在您看来,对恐惧的明确定义有哪些临床意义?
RA: 临床意义是巨大的。可能最好的证据是勒杜和派恩的论文,以及范瑟洛随后的反驳。勒杜和派恩认为,在啮齿动物身上研究的抗焦虑药物的效果并不能说明恐惧的意识体验,这就是为什么抗焦虑药物在缓解人类恐惧方面效果不佳的原因:它们的目标是错误的。例如,一种让抑郁症患者真正清醒和活跃并让他们早上起床的抗抑郁药,如果他们仍然感到抑郁,则无济于事。这只是一个例子,但它表明,当我们研究动物和人类的恐惧以及当我们测量或操纵其神经成分时,弄清楚我们正在研究什么非常重要。
MF: 恐惧的科学定义必须帮助我们理解恐惧的临床表现。让我们从我看到的两个大问题开始。首先,为什么焦虑症如此普遍?在其他地方,我将此描述为在评估威胁存在时,命中与未命中成本和收益的自然且可预测的后果。其次,为什么焦虑症如此有害?在没有实际危险的情况下,恐惧、焦虑和恐慌是没有益处的,那么为什么认识到这一事实并不能使焦虑症消失呢?我认为这是启动了一个系统的结果,该系统的策略是由在系统发育而不是个体发育过程中起作用的偶然性决定的。我还回到我的观点,即如果意识进化是为了实现灵活和理性的决策,那么焦虑症的特征是缺乏灵活性和理性行动,这表明意识的贡献是有限的。我并不是说没有贡献,但我们必须用临床情况的事实来缓和我们的结论。
LFB: 理解恐惧的神经生物学基础的一个目标是帮助治疗和预防精神和身体疾病中与情绪相关的症状。只有当我们结合更广泛的证据实际表明的关于神经系统的进化和发育的情况来考虑恐惧的机制和特征时,才能实现这一目标。进化发育方法要求考虑更广泛的证据实际表明的关于人类神经系统的特征,这些特征是深度进化保守的,还是在人类与非人类大脑发育过程中出现的特征。此外,科学家应该理解,强烈暗示恐惧和/或焦虑的疾病,例如 PTSD,不是特定的“恐惧”障碍;这对于如何理解、治疗和预防这些疾病具有重要意义。
JL: 面对突如其来的危险,我们通常有意识地体验到恐惧,并做出行为和生理反应。由于体验和反应常常同时发生,我们感觉它们在大脑中是交织在一起的,因此都是恐惧模块的后果。这是一种普遍而流行的恐惧观点,它导致人们寻找药物和行为疗法,以减轻患有恐惧或焦虑症的患者的主观痛苦。由于行为和主观反应都被认为是恐惧模块的产物,因此也假设改变动物行为的治疗方法将改变人的恐惧和焦虑。很少有人声称这项努力取得了巨大成功。在一些研究中发现了相对于安慰剂对照组的微小但具有统计学意义的差异,但对于任何个体而言,成功治疗的机会都远低于期望值。即使成功,副作用也会带来其他问题。但与我们这里关注的问题更相关的是,这些治疗方法在奏效时,为什么会奏效。是因为治疗直接改变了主观体验的内容,还是因为它间接影响了体验(例如,通过降低大脑唤醒、身体反应的反馈),还是因为它影响了有助于体验的认知过程(情景记忆和语义记忆;分层审议、工作记忆、自我意识),还是所有这些?对于患者来说,治疗方法如何起作用可能并不重要,但为了找到新的和更好的药物,了解潜在的作用机制至关重要。为了理解这一点,我们需要概念化,不仅要概念化大脑如何控制威胁引起的行为和生理反应,还要概念化威胁如何产生恐惧的意识体验——这只能在人类身上探索。经过几十年的边缘化,被视为“仅仅是恐惧的另一种衡量标准”,心理学、神经科学和各种心理治疗界对意识(包括情绪意识)重新产生了兴趣——不仅仅是因为主观体验是一个有趣的研究课题,还因为它在我们的生活中起着核心作用,并且必须是治疗的核心部分。
KR: 恐惧处理障碍(以及相关的恐慌和焦虑),从恐慌症、社交焦虑症和恐惧症到 PTSD,是精神疾病中最常见的疾病之一,影响着全球数亿人。总的来说,它们也是发病率、工作损失、合并精神和内科疾病以及自杀死亡率最高的疾病之一。尽管有这些不幸的统计数据,但我们对这些疾病的了解还算不错,并且有合理的治疗方法。这些疾病都具有恐惧和威胁相关症状的核心情绪。在所有这些疾病中共享的惊恐发作的诊断包括心跳加速、出汗、胸痛、呼吸困难、失控感以及恐惧、恐怖、末日来临和死亡感——基本上是“失控的恐惧反射”!那些患有焦虑症的人一直都在体验在威胁情况下“正常”的反射和症状——就好像他们无法“关闭”恐惧开关一样。此外,对这些疾病最有效、经验证有效的治疗方法依赖于重复暴露,现在被理解为“恐惧消退”的过程。我们对恐惧和威胁处理机制、其潜在神经回路和分子生物学的理解的进步,以及恐惧抑制和消退方法的改进,将有助于推进这些毁灭性疾病的治疗和预防。
未来研究(和资助)应该努力填补的一个重要空白是什么?
RA: 整合性的、跨物种的研究。现在,对恐惧(和其他情绪)的研究就像盲人摸象。每个实验室要么研究人类,要么研究单一动物模型,并且每项研究都侧重于恐惧的狭隘方面。我们需要弄清楚如何将所有这些整合在一起。我并不是建议一个研究所有物种和人类的大型项目,但我们应该制定一套科学界可以使用的标准化实验协议——特别是,这些协议及其措施必须在某种程度上跨越物种。目前,对动物和人类恐惧的研究实际上是脱节的,如果要取得进展,就必须改变这一点。我们需要统一的标准来评估论文和资助,并建立恐惧的累积科学。不用说,现在常见的可重复性和数据共享标准也应该适用。
MF: 目前神经科学的技术发展既重要又令人叹为观止,但我们不足之处在于概念发展和推进行为的形式理论。如果没有概念发展,使用这些工具收集的数据可能而且经常被严重误解。虽然本次讨论的一些贡献者对行为主义的影响表示遗憾,但我认为一个更成问题的趋势是对行为的直觉和通常拟人化的方法,这种方法是目前正在进行的许多技术最先进的神经科学的特征。这种告诫是行为主义最初发展的主要动机。再次,我注意到上面关于行为主义的负面评论是针对过时的行为主义形式,学习理论家在几十年前就抛弃了这种形式,因此这些评论可以被认为是稻草人论证。行为至关重要,不仅因为它允许客观观察,还因为它是有机体与选择压力联系的地方。仔细观察情绪激动的动物表明,行为常常是非理性的,我们关于如何解释行为的直觉很可能会失败。我将“捕食迫近理论”称为一种功能行为主义方法,因为它的思想源于对进化和行为地形的关注。
LFB: 每种行为都是关于动物全球能量预算的经济决策的结果,并且涉及估计动物在其行为学背景下相关的各种时间窗口内的支出和存款,同时考虑到动物当前的生理状况。如果要从进化和发育的角度理解恐惧,那么就必须在这些经济决策的现实中研究恐惧,因为它们出现在动物的行为学背景中。必须更加关注基本代谢和能量调节,包括神经元和神经胶质细胞的细胞呼吸。必须考虑预测处理方法,而不是刺激-反应方法。并且必须考虑在所有分析层面上的变异和退化,以及神经重用。
JL: 我的观点是,阻碍进步的最大障碍是我们的概念以及我们用来描述心理结构的语言。我个人的偏好是,在讨论控制行为的相对原始的过程时,应该避免使用诸如恐惧之类的心理状态术语;心理状态词语应该仅在专门指心理状态时使用,例如恐惧的意识体验。
KR: 我同意泰伊的观点,即“鉴于恐惧在生存中的关键重要性及其对大脑其余部分的权威控制,恐惧应该成为神经科学中研究最广泛的主题之一,尽管由于其主观性,它落后于感觉和运动过程的研究。” 我认为它是行为和转化神经科学中最容易实现的“最低垂的果实”之一,并且解释性科学——从分子到细胞到回路到行为——将为神经科学和神经精神病学的其他领域提供变革性的范例。我认为当前的差距包括本次讨论中提出的许多问题,例如效价、显着性、感知和行为如何在神经回路水平上分离。捕食性与社会生存回路之间以及反应性恐惧与认知恐惧之间是否存在关键差异?在细胞回路和微回路水平上,构成威胁处理基础的不同成分和行为有多么离散?最后,从转化的角度来看,分子、细胞和回路在人类中是如何保守的——哪些构成了具有不同机制的相似行为的趋同进化,哪些代表了在啮齿动物和人类中基本相同的真正保守机制?
KT: 该领域将极大地受益于其他范式,这些范式是独特的但又是刻板的,以便促进围绕它的关键研究质量,就像巴甫洛夫恐惧条件反射所经历的那样,以便真正能够进行比较。
总结
我们在理解参与恐惧的神经回路方面取得了实质性进展。这是一项跨物种的努力,但——正如这里讨论的那样——在如何调查和定义恐惧方面存在差异。我们希望这里提出的辩论,代表了该领域一些杰出研究人员的观点,将激励社区统一对恐惧(及其亚型)的明确定义,并展现出勇气去追求新的行为测定,这些测定可以更好地区分参与感知、感觉和行为的恐惧回路(或概念)。其影响将是深远的,因为对哪些神经系统参与恐惧和恐惧学习缺乏连贯性将阻碍科学进步,包括对人类情感障碍(如 PTSD、焦虑症和恐慌症)的研究。也就是说,我们如何定义恐惧决定了我们如何研究这种情绪。
本文经许可转载,最初于 2019 年 7 月 22 日首次发表。