Hogyan fél az agyunk? Félelem és jutalmazás az agyban 1/3

Fotó: Profimedia

A fejlett országokban körülbelül minden hetedik embert patológiás szinten is érint valamilyen félelemmel/szorongással összefüggő mentális betegség (pl. generalizált szorongás, poszttraumás stressz). De vajon mit és értünk pontosan félelem és szorongás alatt? És vajon hogyan alakítja ki az agyunk ezeket a jelenségeket?

Habár élete során mindenki megtapasztalja a félelmet (hiszen egyike a hat alapérzelemnek), pontos definiálása mégis nagy kihívást jelent, mellyel számos orvos, biológus, pszichológus és filozófus próbálkozott a történelem során.

Embereknél a hat alapérzelem univerzális arckifejezései (fent balról: harag, félelem, undor, meglepettség, öröm, szomorúság). A tipikus arckifejezésen túl a félelem megnyilvánulásának számos testi jellemzőjét is leírták úgy, mint verejtékezés, szájszárazság, libabőr, illetve a pulzus- és a légzésszám emelkedése.
Forrás: writersforensicsblog

Charles Darwin: Az érzelmek kifejezéséről embereknél és állatoknál című könyvében így ír: „A félelmet gyakran csodálkozás előzi meg, és hasonló is hozzá, hiszen mindkettő a látás és a hallás azonnali aktivizálásához vezet. Mindkét esetben a szem és a száj is szélesre nyitott, a szemöldökök pedig megemelkednek. A rémült ember először szoborként áll, mozdulatlanul és lélegzetvisszafojtva, vagy ösztönösen leguggol, mintha a menekülési lehetőséget mérné fel. A szív gyorsan és erőteljesen ver, úgy, hogy nekiütődik a bordáknak… Azt, hogy a bőr sokkal inkább az erős félelem hatása alatt áll, azon a csodálatos módon látjuk, hogy a veríték azonnal kiválik belőle… A szőrszálak a bőrön egyenesen állnak, és a felületi izmok reszketnek. A szív zavart mozgásával együtt a levegővétel felgyorsul. A nyálmirigyek hiányosan működnek, a száj kiszárad, és gyakran tátott és elnémult.”

Az egyes tudományterületek érthetően más-más irányból közelítik meg a félelem leírását, azonban általánosan mégis elmondható, hogy ez egy olyan, erős negatív érzelem, mely valamilyen vélt vagy valós fenyegetés hatására alakul ki az élőlényekben. Evolúciós jelentősége nyilvánvaló, hiszen segítségével kerülhetjük el a számunkra ártalmas vagy kellemetlen élethelyzeteket.

Fontos elkülöníteni az öröklött és a tanult félelmi reakciókat. Az öröklött félelmi reakciók esetén az állat (ember) akkor is félelmi viselkedést mutat bizonyos hatásokra, ha élete során sohasem találkozott még ezzel a fenyegetéssel, vagy közvetlenül nem tapasztalta még meg a káros hatásait. Embereknél ilyen veleszületett félelmi ingerek például bizonyos ragadozók látványa illetve a magasság.

A tanult félelmi reakciókat ezzel szemben az jellemzi, hogy egy korábban semleges inger (pl.: hang, fény, bizonyos környezet) és valamilyen természetesen negatív inger (pl.: fájdalom) között kapcsolat alakul ki. Ezt nevezzük klasszikus vagy Pavlovi félelmi kondicionálásnak/tanulásnak (mechanizmusa ugyanis megegyezik a Pavlov-féle klasszikus kondicionáláséval). A kondicionálás után az állat a negatív inger hiányában is félelmi választ mutat a kondicionált inger hatására, amit kondicionált válasznak neveznek.

A félelmi kondicionálás alapsémája. (A) Alaphelyzetben az állatok nem mutatnak félelmi választ a semleges (neutrális) hangstimulus (NS) hatására. (B) A kondicionálás során a kísérleti állat egyszerre hallja a kondicionált stimulust (CS – conditioned stimulus, korábbi NS) és valamilyen természetesen kellemetlen, nemkondicionált stimulust (US – unconditioned stimulus). (C) Sikeres kondicionálás után az állat az US hiányában is félelmi választ mutat a CS hatására.
Illusztráció: Babiczky Ákos

Ezzel a mechanizmussal magyarázható például a poszttraumás stressz szindróma is, hiszen itt is egy korábban semlegesnek számító inger (pl. egy autó látványa) és valamilyen erős negatív hatás (pl. autóbaleset átélése/végig nézése) között alakul ki asszociáció. Így, a korábban semleges inger (ez esetben egy autó látványa), később is kiválthat egy erős félelmi reakciót (pl. pánikroham).

Bár az angol és a magyar szakirodalom, sőt a köznyelv is gyakran szinte szinonimaként kezeli a félelem (fear) és a szorongás (anxiety) szavakat, mégis szükséges megkülönböztetni a két jelenséget. Míg a félelemnek jól meghatározható, konkrét tárgya van, a szorongás a félelem általános kiterjesztése hasonló tárgyakra, helyzetekre, (vélt vagy valós) jövőbeli eseményekre. A szorongás önmagában evolúciósan nem hátrányos jelenség (tehát önmagában nem számít betegségnek vagy rendellenességnek). Egy állat élete során előnyös lehet például, ha nem csak az őt korábban megtámadó konkrét ellenféltől, hanem a hozzá hasonlóktól (pl.: hasonlóan nagy fajtársak) is félni kezd.

A félelem és a szorongás megjelenése tehát önmagában nem minősül kóros folyamatnak, azonban számos olyan betegség létezik, ami a félelem természetes kifejezésének megváltozásával magyarázható. A legismertebbek ezek közül a generalizált szorongás (a szorongás kóros kiterjesztése), a különböző fóbiák (pl.: szociális fóbiák), és a már említett poszttraumás stressz szindróma. Egy 63 országra kiterjedő, 2014-es kutatás szerint a felnőtt lakosság 12,9 százaléka (minden 7. ember) érintett élete során valamilyen szorongással/félelemmel összefüggő pszichiátriai megbetegedésben. Ez azon túl, hogy az érintettek (és gyakran környezetük, családjuk) életminőségét jelentősen rontja, hihetetlen szociális és gazdasági következményekkel is jár.

De vajon hogyan is alakítja ki az agyunk ezt a rendkívül összetett érzelmet és a hozzá tartozó tipikus viselkedést és testi reakciókat? Mivel nyilvánvalóan hatalmas jelentőségű dologról van szó, ez a kérdés már a 20. század első felében is foglalkoztatta az agykutatókat.

Az első kísérlet, ami a félelem agyi központját valamilyen szinten meghatározta, Heinrich Klüver és Paul C. Bucy nevéhez kötődik 1939-ből. Az amerikai kutatók műtéti úton eltávolították egy rhesusmajom mindkét temporális (halánték-) lebenyét. A beavatkozást követően többek közt fokozott szexuális aktivitás, memóriazavar, illetve a félelem hiánya volt megfigyelhető az állatnál, amit más majmoknál is sikerült reprodukálni. Ezt a tünetegyüttest később embereknél is leírták és Klüver-Bucy szindrómának nevezték el. Jellemző okai a temporális lebenyre, azon belül is elsősorban az amigdala nevű területre kiterjedő fejlődési rendellenesség, sérülés vagy idegsejt-pusztulás

Az amigdala (Amy, piros) elhelyezkedése az emberi agyban
Illusztráció: Babiczky Ákos

Ezeken az eredményeken felbuzdulva a következő évtizedekben a félelemkutatás első sorban az amigdalára, illetve annak kapcsolatrendszerére fókuszált. Számos kísérleti eredmény született, ami az amigdalát mint az agy félelemközpontját azonosította, mely eredményeket számos neuropszichológiai esettanulmány is alátámasztott. Ezek közül a legismertebb talán annak az S.M. néven elhíresült betegnek az esete, aki kétoldali amigdala pusztulása következtében nem érzett félelmet, illetve például nem volt képes arcokról leolvasni a félelemhez társuló tipikus arckifejezést.

A kutatások rávilágítottak arra, hogy az amigdala több ponton is szoros kapcsolatban áll az ún. limbikus rendszerrel (pontosabban annak szerves részét képezi). Ezt az ősi agyi rendszert szokták felelőssé tenni a legalapvetőbb, akár ösztönösnek is nevezhető viselkedések és érzelmek kialakításáért. A rendszer fontos részét képezik többek között az ún. cinguláris kéreg (érzelem-feldolgozás) és a hippocampus (memória), melyek mind erős kapcsolatban állnak az amigdalával.

Az említett területeken kívül, az amigdalát természetesen elérik a különböző mértékben feldolgozott szenzoros (érzékelési) információk is, mind a külvilág felől, mind pedig az élőlény belső környezetéből. Ezek első sorban egy másik ősi agyterületen, a talamuszon, illetve bizonyos agykérgi régiókon keresztül érkeznek ide. Ezek a bemenetek nyilvánvalóan elengedhetetlenek a külvilág eseményeinek és a különböző belső (érzelmi) állapotoknak az összekapcsolásához.

Miután tehát az amigdalában „összefutottak” a különböző külső és belső információk, következhet a végső lépés, a megfelelő viselkedés és a testi reakciók kialakítása. Az amigdala kimeneti régiója olyan agyi központokkal áll közvetlen kapcsolatban, amelyek már közvetlenül képesek befolyásolni a viselkedést és a különböző fiziológiás válaszokat. Ezek közül a legfontosabbak az ún. hipotalamusz (hormonháztartás, testhőmérséklet, stb.), különböző agytörzsi mozgatóközpontok, illetve a szívverést a légzést szabályozó agyi központok. Ezeknek az összehangolt működése képes kialakítani azokat a reakciókat, amelyeket mi a félelem megjelenéseként (tulajdonképpen félelemként) élünk meg.

A félelmi rendszer univerzális modelljét (gyakorlatilag a fentebb leírtaknak megfelelően) a 2000-es évek elején dolgozta ki egy Joseph LeDoux nevű amerikai neurobiológus (aki egyébként a The Amygdaloids nevű, főleg idegtudományi témákról éneklő rockegyüttes frontembere is egyben). A modell egyszerűsített verzióját (és tulajdonképpen a cikk összefoglalóját is) a 4. ábrán láthatjuk.

A LeDoux-féle modell leegyszerűsített vázlata. A külvilág ingerei és a belső környezetre vonatkozó információk az agykérgen és a talamuszon keresztül, több úton érik el az amigdalát. Az ide befutó információk itt bizonyos mértékű feldolgozáson esnek át, majd ezek alapján az amigdala közvetlenül képes szabályozni a különböző viselkedéses- és élettani válaszokat.
Illusztráció: Babiczky Ákos

Természetesen a cikkben leírtak egy egyszerűsített képet vázoltak fel az agy félelmeket feldolgozó rendszeréről. A LeDoux-féle modell továbbfejlesztéséről, illetve a leírtakkal kapcsolatos újabb eredményekkel és esetleges ellentmondásokkal a minisorozat harmadik részében részletesebben is foglalkozom majd.