علوم اعصاب شناختی؛ هیجان؛ سیستم های عصبی درگیر در پردازش هیجان

Any emotion, if it is sincere, is involuntary.

Mark Twain

هر هیجانی، اگر صادقانه باشد، غیر ارادی است. مارک تواین

When dealing with people, remember you are not dealing with creatures of logic, but creatures of emotion.

Dale Carnegie

هنگام برخورد با مردم، به یاد داشته باشید که شما با موجودات منطقی سر و کار ندارید، بلکه با موجودات هیجانی سروکار دارید. دیل کارنگی

BIG Questions

▪️ What is an emotion?
▪️ What role do emotions play in behavior?
▪️ How are emotions generated?
▪️ Is emotion processing localized, generalized, or a combination of the two?
▪️ What effect does emotion have on the cognitive processes of perception, attention, learning, memory, and decision making, and on our behavior? What effect do these cognitive processes exert over our emotions?

پرسش‌های مهم

▪️ هیجان چیست؟
▪️ هیجانات چه نقشی در رفتار دارند؟
▪️ هیجانات چگونه ایجاد می‌شوند؟
▪️ آیا پردازش هیجانات محلی، تعمیم یافته یا ترکیبی از این دو است؟
▪️ هیجانات چه تأثیری بر فرآیندهای شناختی ادراک، توجه، یادگیری، حافظه و تصمیم گیری و بر رفتار ما دارد؟ این فرآیندهای شناختی چه تأثیری بر هیجانات ما می‌گذارند؟

WHEN SHE WAS 42 YEARS OLD, S.M. couldn’t remember actually having felt scared since she was 10. This is not because she has not been in frightening circumstances since then; she has been in plenty. She has been held at both knife- and gunpoint, physically accosted by a woman twice her size, and nearly killed in a domestic-violence attack, among multiple other frightening experiences.

وقتی او ۴۲ ساله بود، S.M. نمی‌توانستم به خاطر بیاورم که از ۱۰ سالگی هیجان ترس کرده باشد. او در مقدار زیادی بوده است. او با ضربات چاقو و اسلحه، توسط زنی دو برابر جثه او مورد اصابت فیزیکی قرار گرفته و نزدیک بود در یک حمله خشونت‌آمیز خانگی کشته شود، در کنار چندین تجربه ترسناک دیگر.

S.M. has a rare autosomal recessive genetic disorder, Urbach-Wiethe disease, that leads to degeneration of the amygdalae, typically with an onset at about 10 years of age. Because S.M. doesn’t notice that things don’t frighten her, she didn’t realize anything was wrong until she was 20, when she started having seizures. A CT scan and an MRI revealed highly specific lesions: Both of her amygdalae were severely atrophied, yet the surrounding white matter showed minimal damage.

S.M. دارای یک اختلال ژنتیکی نادر اتوزومال مغلوب، بیماری Urbach-Wiethe است که منجر به انحطاط آمیگدال می‌شود، که معمولاً در حدود ۱۰ سالگی شروع می‌شود. چون S.M. متوجه نمی‌شود که چیزها او را نمی‌ترسانند، او تا زمانی که ۲۰ سالگی شروع به تشنج کرد، متوجه نشد که چیزی اشتباه است. سی تی اسکن و MRI ضایعات بسیار خاصی را نشان داد: هر دو آمیگدال او به شدت آتروفی شده بودند، اما ماده سفید اطراف کمترین آسیب را نشان داد.

Standard neuropsychological tests on S.M. revealed normal intelligence, perception, and motor ability, but something curious popped up during tests of her emotion processing: When asked to judge the emotion being expressed on the faces in a series of photographs, she accurately identified expressions conveying sadness, anger, disgust, happiness, and surprise, but one expression stumped her. Although she knew that an emotion was being expressed on those faces and she was capable of recognizing the facial identities, she could not recognize fear. S.M. also had a related deficit: When asked to draw pictures depicting different emotions, she was able to provide reasonable cartoons of a range of states, but not fear. When prodded to try, she eventually drew a picture of a crawling baby but couldn’t say why (Figure 10.1).

تست‌های عصب روانشناختی استاندارد بر روی S.M. هوش، ادراک و توانایی حرکتی طبیعی خود را نشان داد، اما در طول آزمایش‌های پردازش هیجانات او چیزی کنجکاو ظاهر شد: وقتی از او خواسته شد تا هیجانات بیان شده در چهره‌ها را در یک سری عکس قضاوت کند، عباراتی را که حاکی از غم، خشم، انزجار بود، به دقت شناسایی کرد. خوشحالی و تعجب، اما یک بیان او را مبهوت کرد. اگرچه او می‌دانست که هیجانی در آن چهره‌ها بیان می‌شود و توانایی تشخیص هویت چهره را دارد، اما نمی‌توانست ترس را تشخیص دهد. S.M. همچنین کمبود مرتبطی داشت: هنگامی‌که از او خواسته شد تا نقاشی‌هایی که هیجانات مختلف را به تصویر می‌کشد بکشد، او توانست کاریکاتورهای معقولی از طیف وسیعی از حالات ارائه دهد، اما نه ترس. هنگامی‌که او را تشویق به تلاش کرد، در نهایت تصویری از یک نوزاد در حال خزیدن کشید اما نتوانست دلیل آن را بگوید (شکل ۱۰.۱).

S.M. was able to process the concept of fear. She was able to describe situations that would elicit fear, could describe fear properly, and had no trouble labeling fearful tones in voices. She even stated that she “hated” snakes and spiders and tried to avoid them. Yet, contrary to her declarations, when taken to an exotic pet store, she spontaneously went to the snakes and readily held one, rubbed its scales, and touched its tongue, commenting, “This is so cool!” Was her inability to experience fear due to a lack of experience with it? No, she described being cornered by a growling Doberman pinscher when she was a child (before her disease manifested itself), screaming for her mother, and crying, along with all the accompanying visceral fear reactions. Perhaps this is why she drew a toddler when asked to depict fear.

S.M. توانست مفهوم ترس را پردازش کند. او می‌توانست موقعیت‌هایی را توصیف کند که باعث ترس می‌شد، می‌توانست ترس را به درستی توصیف کند، و هیچ مشکلی در برچسب زدن لحن‌های ترسناک در صداها نداشت. او حتی اظهار داشت که از مارها و عنکبوت‌ها «نفرت» دارد و سعی می‌کند از آنها دوری کند. با این حال، برخلاف اظهارات او، هنگامی‌که به یک فروشگاه حیوانات خانگی عجیب و غریب برده شد، خود به خود به سراغ مارها رفت و به راحتی یکی را نگه داشت، فلس‌های آن را مالید و زبانش را لمس کرد و گفت: “این خیلی باحاله!” آیا ناتوانی او در تجربه ترس به دلیل عدم تجربه با آن بود؟ نه، او توضیح داد که در کودکی توسط یک پینچر دوبرمن که غرغر می‌کرد (قبل از اینکه بیماری خود را نشان دهد) گوشه ای از او گرفته بود، برای مادرش فریاد می‌زد و گریه می‌کرد، همراه با تمام واکنش‌های ترس احشایی همراه. شاید به همین دلیل است که وقتی از او خواسته شد ترس را به تصویر بکشد، یک کودک نوپا را نقاشی کرد.

FIGURE 10.1 S.M.’s deficit in comprehending fear is also observed on a production task.
S.M. was asked to draw faces that depicted basic emotions. When prompted to draw a person who was afraid, she hesitated and then produced a picture of a baby. She was, however, not happy with her drawing of “afraid.”

شکل ۱۰.۱ نقص S.M در درک ترس نیز در یک کار تولید مشاهده شده است.
S.M. از او خواسته شد تا چهره‌هایی را ترسیم کند که هیجانات اولیه را به تصویر می‌کشد. وقتی از او خواسته شد فردی ترسیده را ترسیم کند، مردد شد و سپس تصویر یک نوزاد را تهیه کرد. با این حال، او از نقاشی خود از “ترس” راضی نبود.

Even though S.M. understands the concept of fear and has been studied extensively since 1990, she continues to have no insight into her deficit and is unaware that she still becomes involved in precarious situations. It seems that because she cannot experience fear, she does not avoid dangerous situations. What part does the amygdala play in the emotion of fear? Does it have a role in other emotions?

حتی اگر S.M. او مفهوم ترس را درک می‌کند و از سال ۱۹۹۰ به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است، او همچنان هیچ بینشی نسبت به کمبود خود ندارد و نمی‌داند که هنوز در موقعیت‌های مخاطره آمیز درگیر می‌شود. به نظر می‌رسد چون نمی‌تواند ترس را تجربه کند، از موقعیت‌های خطرناک اجتناب نمی‌کند. آمیگدال چه نقشی در هیجان ترس دارد؟ آیا در سایر هیجانات نقشی دارد؟

We begin this chapter with some attempts to define emotion. Then we review the areas of the brain that are thought to mediate emotion processing. We also survey the theories about emotions and discuss whether some emotions are universal, whether they have specific circuits, and how they are generated. A good deal of research on emotion has concentrated on the workings of the amygdala, so we examine this part of the brain in some detail. We also look at how emotions affect the cognitive processes of perception, attention, learning, memory, and decision making, and thus behavior. Finally, we take a quick look at other areas of the brain involved in emotions other than fear, and we consider whether cognitive processes exert any control over our emotions.

ما این فصل را با تلاش‌هایی برای تعریف هیجانات آغاز می‌کنیم. سپس نواحی از مغز را که تصور می‌شود واسطه پردازش هیجانات هستند، مرور می‌کنیم. ما همچنین نظریه‌های مربوط به هیجانات را بررسی می‌کنیم و در مورد اینکه آیا برخی از هیجانات جهانی هستند، آیا مدارهای خاصی دارند و چگونه ایجاد می‌شوند بحث می‌کنیم. تحقیقات زیادی در مورد هیجانات بر روی عملکرد آمیگدال متمرکز شده است، بنابراین ما این قسمت از مغز را با جزئیات بررسی می‌کنیم. ما همچنین به چگونگی تأثیر هیجانات بر فرآیندهای شناختی ادراک، توجه، یادگیری، حافظه و تصمیم گیری و در نتیجه رفتار می‌پردازیم. در نهایت، نگاهی گذرا به سایر بخش‌های مغز درگیر هیجانات غیر از ترس می‌اندازیم و بررسی می‌کنیم که آیا فرآیندهای شناختی کنترلی بر هیجانات ما اعمال می‌کنند یا خیر.

 ۱۰.۱ What Is an Emotion?

۱۰.۱ هیجان چیست؟

People have been struggling to define emotion for several thousand years. While the layperson can easily identify an emotion, and emotion has been an actively researched topic for the past 40 years, there is still no consensus on its definition. In the Handbook of Emotions (3rd ed.), the late philosopher Robert Solomon (2008) devoted an entire chapter to discussing why emotion is so difficult to define.

مردم چندین هزار سال است که در تلاش برای تعریف هیجانات هستند. در حالی که افراد غیرعادی می‌توانند به راحتی یک هیجان را شناسایی کنند، و هیجانات در ۴۰ سال گذشته موضوعی است که به طور فعال مورد تحقیق قرار گرفته است، هنوز هیچ اتفاق نظری در مورد تعریف آن وجود ندارد. در کتاب راهنمای هیجانات (ویرایش سوم)، فیلسوف فقید رابرت سولومون (۲۰۰۸) یک فصل کامل را به بحث در مورد اینکه چرا تعریف هیجانات بسیار دشوار است اختصاص داد.

As a psychological state, emotion has some unique qualities that have to be taken into account. Emotions are embodied; that is, you feel them. They are uniquely recognizable; that is, they are associated with characteristic facial expressions and behavioral patterns of comportment and arousal. They are triggered by emotionally salient stimuli, which are highly relevant for the well-being and survival of the observer-and they can be triggered with- out warning. Emotions are less susceptible to our intentions than other states are, and they have global effects on virtually all other aspects of cognition (Dolan, 2002).

به عنوان یک حالت روانی، هیجانات دارای ویژگی‌های منحصر به فردی است که باید در نظر گرفته شوند. هیجانات تجسم می‌یابند. یعنی شما آنها را احساس می‌کنید. آنها منحصر به فرد قابل تشخیص هستند. یعنی با حالات چهره و الگوهای رفتاری محبت و برانگیختگی همراه هستند. آنها توسط محرک‌های هیجانی برجسته تحریک می‌شوند که برای رفاه و بقای ناظر بسیار مرتبط هستند و می‌توانند بدون هشدار تحریک شوند. هیجانات نسبت به سایر حالت‌ها کمتر مستعد نیات ما هستند و تأثیرات جهانی تقریباً بر سایر جنبه‌های شناخت دارند (دولان، ۲۰۰۲).

Evolutionary principles might suggest a general, though vague, definition: Emotions are neurological processes that have evolved to guide behavior in such a manner as to increase survival and reproduction; for example, they improve our ability to learn from the environment and the past. But while this helps us understand their effect, it does not tell us what they are.

اصول تکاملی ممکن است یک تعریف کلی، هرچند مبهم، پیشنهاد کند: هیجانات فرآیندهای عصبی هستند که برای هدایت رفتار به گونه‌ای تکامل یافته‌اند که بقا و تولید مثل را افزایش می‌دهند. به عنوان مثال، آنها توانایی ما را برای یادگیری از محیط و گذشته بهبود می‌بخشند. اما در حالی که این به ما کمک می‌کند تا تأثیر آنها را درک کنیم، به ما نمی‌گوید آنها چیست.

How would you define emotion? Maybe your definition starts, “An emotion is a feeling you get when…” In that case, we already have a problem, because many researchers claim that a feeling is the subjective experience of the emotion, not the emotion itself. These two events are dissociable and they use separate neural systems.

هیجانات را چگونه تعریف می‌کنید؟ شاید تعریف شما از این جمله شروع شود: «هیجان هیجانی است که وقتی به دست می‌آورید…» در این صورت، ما از قبل مشکل داریم، زیرا بسیاری از محققان ادعا می‌کنند که یک هیجان تجربه ذهنی هیجان است، نه خود هیجان. این دو رویداد قابل تفکیک هستند و از سیستم‌های عصبی جداگانه استفاده می‌کنند.

Another problem is that researchers do not yet agree on the components of emotions. They also dispute  whether the entire constellation of the components and associated behaviors is the emotion, or whether emotion is a state that puts the others in play. Finally, it is debated whether there are specific circuits for specific emotions, and to what extent cognition is involved. As all this makes plain, the study of emotion is a messy and contentious business with plenty of job security.

مشکل دیگر این است که محققان هنوز در مورد اجزای هیجانات به توافق نرسیده اند. آنها همچنین در مورد اینکه آیا کل صورت فلکی اجزا و رفتارهای مرتبط با آن هیجان است یا اینکه هیجان حالتی است که دیگران را در بازی قرار می‌دهد اختلاف نظر دارند. در نهایت، این بحث مطرح می‌شود که آیا مدارهای خاصی برای هیجانات خاص وجود دارد و تا چه حد شناخت درگیر است. همانطور که همه اینها واضح است، مطالعه هیجانات یک تجارت کثیف و بحث برانگیز با امنیت شغلی فراوان است.

In 2010, research psychologist Carroll Izard was concerned that researchers attributed different meanings to the word emotion, contributing to the oft-expressed notion that there are as many theories of emotions as there are emotion theorists, so he decided to seek a consensus on its definition (Izard, 2010). After querying 35 distinguished scientists in the various disciplines and specialties concerned with emotions, he couldn’t quite come up with a definition, but he at least put together a description that contained many aspects of “emotion”:

در سال ۲۰۱۰، کارول ایزارد، روانشناس پژوهشی نگران بود که محققان معانی مختلفی را به واژه هیجان نسبت می‌دهند، که به این تصور غالباً بیان شده کمک می‌کند که به تعداد نظریه پردازان هیجانات، تئوری‌های هیجانات وجود دارد، بنابراین او تصمیم گرفت به دنبال اجماع بر سر تعریف آن باشد. (ایزارد، ۲۰۱۰). او پس از پرس و جو از ۳۵ دانشمند برجسته در رشته‌ها و تخصص‌های مختلف مرتبط با هیجانات، نتوانست به طور کامل به تعریفی دست یابد، اما حداقل توصیفی را ارائه کرد که حاوی جنبه‌های بسیاری از «هیجانات» بود:

Emotion consists of neural circuits (that are at least partially dedicated), response systems, and a feeling state/process that motivates and organizes cognition and action. Emotion also provides information to the person experiencing it, and may include antecedent cognitive appraisals and ongoing cognition including an interpretation of its feeling state, expressions or social-communicative signals, and may motivate approach or avoidant behavior, exercise control/ regulation of responses, and be social or relational in nature. (Izard, 2010)

هیجانات شامل مدارهای عصبی (که حداقل تا حدی اختصاص داده شده اند)، سیستم‌های پاسخ، و یک حالت/فرایند هیجانی است که شناخت و عمل را برانگیخته و سازماندهی می‌کند. هیجان همچنین اطلاعاتی را در اختیار فرد تجربه‌کننده قرار می‌دهد و ممکن است شامل ارزیابی‌های شناختی پیشین و شناخت مستمر از جمله تفسیر حالت هیجانی، عبارات یا سیگنال‌های ارتباطی اجتماعی باشد و ممکن است رفتار رویکردی یا اجتنابی، اعمال کنترل/تنظیم پاسخ‌ها، و ماهیت اجتماعی یا رابطه ای داشته باشد. (ایزارد، ۲۰۱۰)

Most current models posit that emotions are valenced responses (positive or negative) to external stimuli and/or internal mental representations that

اکثر مدل‌های فعلی بیان می‌کنند که هیجانات پاسخ‌های پرقدرتی (مثبت یا منفی) به محرک‌های بیرونی و/یا بازنمایی‌های ذهنی درونی هستند که

▪️ Involve changes across multiple response systems (e.g., experiential, behavioral, peripheral, physiological)

▪️ شامل تغییرات در سیستم‌های پاسخ چندگانه (به عنوان مثال، تجربی، رفتاری، محیطی، فیزیولوژیکی)

▪️ Are distinct from moods, in that they often have identifiable objects or triggers

▪️ از خلق و خوی متمایز هستند، زیرا اغلب دارای اشیاء یا محرک‌های قابل شناسایی هستند

▪️ Can be either unlearned responses to stimuli with intrinsic affective properties (eg, smiling after your very first taste of sugar), or learned responses to stimuli with acquired emotional value (e.g., fear when you see a dog that previously bit you)

▪️ می‌تواند پاسخ‌های آموخته‌نشده به محرک‌هایی با ویژگی‌های هیجانی ذاتی باشد (مثلاً لبخند زدن بعد از اولین طعم شکر)، یا پاسخ‌های آموخته‌شده به محرک‌هایی با ارزش هیجانی اکتسابی (مثلاً ترس از دیدن سگی که قبلاً شما را گاز گرفته است).

▪️Can involve multiple types of appraisal processes that assess the significance of stimuli to current goals

▪️ می‌تواند شامل انواع مختلفی از فرآیندهای ارزیابی باشد که اهمیت محرک‌ها را برای اهداف فعلی ارزیابی می‌کند

▪️ Depend on different neural systems (Oschner & Gross, 2005)

▪️ به سیستم‌های عصبی مختلف بستگی دارد (Ochsner and Gross, 2005)

Most who study emotion in nonhuman animals do not fully agree with this model. For example, an opposing model that suggests something quite different comes from California Institute of Technology researchers David Anderson and Ralph Adolphs (2014). While they agree that emotions involve highly coordinated behavior, body, and brain effects, they disagree that these various effects are part of the emotion state. They view them as the result or consequence of the emotion state. They argue the following:

اکثر کسانی که هیجانات را در حیوانات غیر انسانی مطالعه می‌کنند با این مدل کاملا موافق نیستند. به عنوان مثال، یک مدل مخالف که چیزی کاملاً متفاوت را پیشنهاد می‌کند، از محققان موسسه فناوری کالیفرنیا، دیوید اندرسون و رالف آدولف (۲۰۱۴) آمده است. در حالی که آنها موافق هستند که هیجانات شامل رفتار بسیار هماهنگ، اثرات بدن و مغز است، آنها موافق نیستند که این اثرات مختلف بخشی از حالت هیجانی است. آنها آنها را نتیجه یا پیامد حالت هیجانی می‌دانند. آنها به موارد زیر استدلال می‌کنند:

▪️ An “emotion” constitutes an internal, central (as in central nervous system) state.
▪️This state is triggered by specific stimuli (extrinsic or intrinsic to the organism).
▪️This state is encoded by the activity of particular neural circuits.
▪️ Activation of these specific circuits gives rise, in a causal sense, to externally observable behaviors, and to separately (but simultaneously) associated cognitive, somatic, and physiological responses (Figure 10.2).

▪️ «هیجان» یک حالت درونی مرکزی (مانند سیستم عصبی مرکزی) را تشکیل می‌دهد.
▪️این حالت توسط محرک‌های خاص (خارجی یا درونی برای ارگانیسم) ایجاد می‌شود.
▪️این حالت توسط فعالیت مدارهای عصبی خاص کدگذاری می‌شود.
▪️ فعال شدن این مدارهای خاص، به معنای علّی، منجر به رفتارهای قابل مشاهده بیرونی، و پاسخ‌های شناختی، جسمی‌و فیزیولوژیکی به طور جداگانه (اما به طور همزمان) می‌شود (شکل ۱۰.۲).

FIGURE 10.2 The causal flow of emotion postulated by Anderson and Adolphs.

شکل ۱۰.۲ جریان علّی هیجانات که توسط اندرسون و آدولف فرض شده است.

(a) The conventional view of emotion reflects theories in which emotions have multiple components that need to be coordinated.

(الف) دیدگاه مرسوم از هیجانات، نظریه‌هایی را منعکس می‌کند که در آنها هیجانات دارای اجزای متعددی هستند که باید هماهنگ شوند.

(b) Anderson and Adolphs propose that a central emotion state causes multiple parallel responses. 

(ب) اندرسون و آدولف پیشنهاد می‌کنند که یک حالت هیجانی مرکزی باعث پاسخ‌های موازی متعدد می‌شود.

Elena, a sophomore in college, feels overwhelmed by her classes and constantly worries about losing her scholarship or not getting into graduate school if her grades fall short. She did well in high school, but since moving away to college, she has found it difficult to manage her study time and social life. She feels nervous all the time, has a hard time getting to sleep, and finds it difficult to concentrate both during lectures and while studying, making her feel even more anxious. Occasionally her heart races and her palms get sweaty.

النا، دانش‌آموز سال دوم کالج، احساس می‌کند در کلاس‌هایش غرق شده است و دائما نگران از دست دادن بورس تحصیلی یا عدم ورود به مقطع کارشناسی ارشد در صورت پایین آمدن نمراتش است. او در دبیرستان به خوبی درس می‌خواند، اما از زمانی که به دانشگاه رفت، مدیریت زمان مطالعه و زندگی اجتماعی برایش دشوار بود. او دائماً عصبی است، به سختی می‌خوابد، و به سختی می‌تواند در حین سخنرانی و در حین مطالعه تمرکز کند و این باعث می‌شود که او حتی بیشتر مضطرب شود. گاهی قلبش تند تند می‌زند و کف دستش عرق می‌کند.

Elena has generalized anxiety disorder, one of a group of anxiety disorders that include phobias, posttraumatic stress disorder (PTSD), panic disorder, and obsessive- compulsive disorder. The cognitive driver of anxiety disorders is an attention system that is overly focused on threatening stimuli (Mineka et al., 2003), and the emotional driver is fear or grief. Although 20% of the U.S. population suffers some form of anxiety each year (Kessler et al., 2005), college students report a much higher incidence. In 2013, surveying the health of nearly 100,000 college students from 153 different campuses, the American College Health Association found that at some point in the previous year, 84.3% had felt overwhelmed by all they had to do and 51.3% had felt overwhelming anxiety. Similar statistics were reported in 2016, though the sample size was smaller.

النا دارای اختلال اضطراب فراگیر است که یکی از گروهی از اختلالات اضطرابی است که شامل فوبیا، اختلال استرس پس از سانحه (PTSD)، اختلال هراس و اختلال وسواس فکری اجباری است. محرک شناختی اختلالات اضطرابی یک سیستم توجه است که بیش از حد بر محرک‌های تهدید کننده متمرکز است (مینکا و همکاران، ۲۰۰۳) و محرک هیجانی ترس یا اندوه است. اگرچه ۲۰ درصد از جمعیت ایالات متحده هر سال از نوعی اضطراب رنج می‌برند (کسلر و همکاران، ۲۰۰۵)، دانشجویان کالج شیوع بسیار بیشتری را گزارش می‌کنند. در سال ۲۰۱۳، با بررسی سلامت نزدیک به ۱۰۰۰۰۰ دانشجو از ۱۵۳ پردیس مختلف، انجمن سلامت کالج آمریکا دریافت که در مقطعی از سال قبل، ۸۴.۳ درصد از تمام کارهایی که باید انجام می‌دادند و ۵۱.۳ درصد هیجان اضطراب شدید داشتند. آمار مشابهی در سال ۲۰۱۶ گزارش شد، اگرچه حجم نمونه کوچکتر بود.

Why the increased incidence of anxiety in college students? Theories abound. One points the finger at “helicopter” parents who, though well-intentioned, push their children academically and micromanage their lives. A study found that when these children are in college, they are more likely to be medicated for anxiety and depression (LeMoyne & Buchanan, 2011). Some researchers speculate that because these students never had to solve problems on their own, they are unable to do so in college, becoming anxious when facing difficult situations such as a problem roommate, or when needing to prioritize activities.

علت افزایش بروز اضطراب در دانشجویان چیست؟ نظریه‌ها فراوان است. یکی انگشت را به سمت والدین «بالگردی» نشانه می‌رود که اگرچه نیت خوبی دارند، اما فرزندان خود را از نظر تحصیلی تحت فشار قرار می‌دهند و زندگی آنها را مدیریت می‌کنند. یک مطالعه نشان داد که وقتی این کودکان در دانشگاه هستند، احتمال بیشتری دارد که برای اضطراب و افسردگی دارو مصرف کنند (LeMoyne & Buchanan, 2011). برخی از محققان حدس می‌زنند که چون این دانش‌آموزان هرگز مجبور نبودند خودشان مسائل را حل کنند، در دانشگاه نمی‌توانند این کار را انجام دهند، هنگام مواجهه با موقعیت‌های دشوار مانند هم اتاقی مشکل‌دار یا زمانی که نیاز به اولویت‌بندی فعالیت‌ها دارند، مضطرب می‌شوند.

Evidence for this idea comes from researchers who found that children who spend more time in less structured activities develop better executive functioning than those who spend more time in structured activities (Barker et al., 2014). Executive function (see Chapter 12) refers to cognitive control processes that support goal-directed behavior, such as attention; planning and decision making; maintenance and manipulation of information in memory; inhibition of unwanted thoughts, feelings, and actions; and flexible shifting from one task to another.

شواهدی برای این ایده از سوی محققانی به دست می‌آید که دریافتند کودکانی که زمان بیشتری را صرف فعالیت‌های ساختاریافته کمتری می‌کنند، نسبت به کسانی که زمان بیشتری را در فعالیت‌های ساختاریافته صرف می‌کنند، عملکرد اجرایی بهتری دارند (بارکر و همکاران، ۲۰۱۴). عملکرد اجرایی (به فصل ۱۲ مراجعه کنید) به فرآیندهای کنترل شناختی اشاره دارد که از رفتار هدفمند مانند توجه حمایت می‌کند. برنامه ریزی و تصمیم گیری؛ نگهداری و دستکاری اطلاعات در حافظه؛ مهار افکار، هیجانات و اعمال ناخواسته؛ و تغییر انعطاف پذیر از یک کار به کار دیگر.

As you may have intuited already, researchers who can’t even agree on the definition of their topic are not going to reach a clear consensus on many aspects of it. Nevertheless, most psychologists agree that emotion entails (at least) the following three components:

همانطور که ممکن است قبلاً متوجه شده باشید، محققانی که حتی نمی‌توانند در مورد تعریف موضوع خود به توافق برسند، قرار نیست در بسیاری از جنبه‌های آن به اجماع روشنی برسند. با این وجود، اکثر روانشناسان موافقند که هیجان شامل (حداقل) سه جزء زیر است:

۱. A physiological reaction to a stimulus
2. A behavioral response
3. A feeling

۱. واکنش فیزیولوژیکی به یک محرک
2. پاسخ رفتاری
3. یک احساس

For emotions to be adaptive in swiftly changing environments, they need to be short in duration. We need to switch from feeling surprise to feeling fear quickly, if we unexpectedly stumble into a dangerous situation. Emotions fall under the umbrella term of affect, which includes not only discrete emotions that have a relatively short duration, but also more diffuse, longer-lasting states such as chronic stress and mood (Scherer, 2005). These two states have received increasing attention in recent years, so we will take a moment to define them here.

برای اینکه هیجانات در محیط‌هایی که به سرعت در حال تغییر هستند سازگار باشند، باید مدت زمان کوتاهی داشته باشند. اگر به طور غیرمنتظره ای در موقعیت خطرناکی قرار گرفتیم، باید به سرعت از هیجان تعجب به هیجان ترس تغییر کنیم. هیجانات تحت عنوان چتر هیجان قرار می‌گیرند که نه تنها شامل هیجانات گسسته ای است که مدت نسبتاً کوتاهی دارند، بلکه شامل حالات پراکنده تر و طولانی تر مانند استرس مزمن و خلق و خوی نیز می‌شود (Scherer, 2005). این دو ایالت در سال‌های اخیر مورد توجه فزاینده‌ای قرار گرفته‌اند، بنابراین در اینجا لحظه‌ای به تعریف آنها خواهیم پرداخت.

Encountering a stimulus or event that threatens us in some way—whether a snarling dog, public speaking, or a gravely ill relative-triggers stress, a fixed pattern of physiological and neurohormonal changes (Ulrich-Lai & Herman, 2009). These changes disrupt homeostasis, leading to immediate activation of the sympathetic nervous system’s fight-or-flight responses, but also to activation of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis and release of stress hormones, such as cortisol. Cortisol has many effects on the body, including increasing blood glucose levels and decreasing inflammatory responses, which are adaptive for an acute situation. These changes can lead to a state that can last for many minutes, or even hours (Dickerson & Kemeny, 2004).

مواجهه با یک محرک یا رویدادی که به نوعی ما را تهدید می‌کند – خواه یک سگ خرخر، صحبت در جمع یا یک بستگان به شدت بیمار – باعث استرس، یک الگوی ثابت از تغییرات فیزیولوژیکی و عصبی هورمونی می‌شود (Ulrich-Lai & Herman, 2009). این تغییرات هموستاز را مختل می‌کند و منجر به فعال شدن فوری پاسخ‌های جنگ یا گریز سیستم عصبی سمپاتیک می‌شود، اما همچنین به فعال شدن محور هیپوتالاموس-هیپوفیز-آدرنال (HPA) و ترشح هورمون‌های استرس مانند کورتیزول منجر می‌شود. کورتیزول اثرات زیادی بر بدن دارد، از جمله افزایش سطح گلوکز خون و کاهش پاسخ‌های التهابی، که برای شرایط حاد سازگار است. این تغییرات می‌تواند منجر به حالتی شود که می‌تواند چندین دقیقه یا حتی ساعت‌ها ادامه داشته باشد (Dickerson & Kemeny, 2004).

If the stress system is in fine fettle, the cortisol feeds back an inhibitory signal to the hypothalamus that shuts down the HPA response, marking the end of the acute episode and restoring homeostasis. With frequent or chronic stress, however, another picture emerges. While the acute stress response is adaptive, chronic levels of stress may lead to changes in HPA axis functioning and sustained release of cortisol and other stress hormones. The chronically elevated level of cortisol can lead to medical disorders such as insulin resistance and weight gain, decreased immunity, and high blood pressure, as well as to mood and anxiety disorders (McEwen, 1998, 2003; see Box 10.1). A great deal of recent research has focused on how stress impacts cognitive functions, such as memory and decision making.

اگر سیستم استرس در وضعیت خوبی باشد، کورتیزول یک سیگنال بازدارنده را به هیپوتالاموس باز می‌گرداند که پاسخ HPA را خاموش می‌کند و پایان دوره حاد را نشان می‌دهد و هموستاز را بازیابی می‌کند. با این حال، با استرس مکرر یا مزمن، تصویر دیگری ظاهر می‌شود. در حالی که پاسخ استرس حاد تطبیقی ​​است، سطوح مزمن استرس ممکن است منجر به تغییر در عملکرد محور HPA و آزادسازی پایدار کورتیزول و سایر هورمون‌های استرس شود. افزایش مزمن سطح کورتیزول می‌تواند منجر به اختلالات پزشکی مانند مقاومت به انسولین و افزایش وزن، کاهش ایمنی و فشار خون بالا و همچنین اختلالات خلقی و اضطرابی شود (McEwen، ۱۹۹۸، ۲۰۰۳؛ به کادر ۱۰.۱ مراجعه کنید). بسیاری از تحقیقات اخیر بر چگونگی تأثیر استرس بر عملکردهای شناختی مانند حافظه و تصمیم گیری متمرکز شده است.

A mood is a long-lasting diffuse affective state that is characterized by primarily a predominance of enduring  Others wonder how much of the increase in anxiety can be attributed to the increased use of electronic technology. Nearly half of individuals born since 1980 feel moderately to highly anxious if they can’t check their text messages every 15 minutes (L. D. Rosen et al., 2013). If heavy smartphone users have their phones confiscated or merely placed out of sight, they exhibit measurable levels of anxiety within 10 minutes, which increase as time passes or if the users are prevented from answering a call (Cheever et al., 2014). An Australian study found that students studying in a computer lab spent an average of only 2.3 minutes on a study task before switching tasks- usually to checking e-mail, looking at social media, or texting (Judd, 2014).

خلق یک حالت هیجانی پراکنده طولانی مدت است که در درجه اول با غلبه ماندگاری مشخص می‌شود. دیگران تعجب می‌کنند که چقدر از افزایش اضطراب را می‌توان به افزایش استفاده از فناوری الکترونیک نسبت داد. تقریبا نیمی‌از افرادی که از سال ۱۹۸۰ متولد شده اند، اگر نتوانند هر ۱۵ دقیقه پیامک‌های خود را چک کنند، هیجان اضطراب متوسط ​​تا شدید می‌کنند (L. D. Rosen et al., 2013). اگر کاربران سنگین گوشی‌های هوشمند تلفن‌هایشان را مصادره کنند یا صرفاً دور از دید قرار گیرند، در عرض ۱۰ دقیقه سطوح قابل اندازه گیری اضطراب را نشان می‌دهند که با گذشت زمان یا اگر کاربران از پاسخ دادن به تماس منع شوند، افزایش می‌یابد (Cheever et al., 2014). یک مطالعه استرالیایی نشان داد که دانش‌آموزانی که در یک آزمایشگاه کامپیوتری درس می‌خواندند، به طور متوسط ​​تنها ۲.۳ دقیقه قبل از تعویض تکالیف-معمولاً به بررسی ایمیل، نگاه کردن به رسانه‌های اجتماعی یا ارسال پیامک، صرف یک کار مطالعه کردند (جاد، ۲۰۱۴).

Some studies (see Chapter 12) have found that people who switch tasks frequently between electronic media are less able to ignore distracting stimuli (Cain & Mitroff, 2011; Moisala et al., 2016; Ophir et al., 2009), report frequent mind wandering and attention failures in everyday life (Ralph et al., 2014), and exhibit a generalized reduction in coding and retrieving of information in working and long- term memory (Uncapher et al., 2016). Using fMRI, University of Helsinki researchers reported that in the presence of distracting stimuli, frequent media multitaskers performed worse on cognitive tasks and had increased brain activity in the right prefrontal regions, brain areas involved with attentional and inhibitory control, suggesting that frequent media multitaskers require more effort or top-down attentional control to perform tasks when any distractions are present (Moisala et al., 2016).

برخی از مطالعات (به فصل ۱۲ مراجعه کنید) دریافته اند که افرادی که به طور مکرر وظایف خود را بین رسانه‌های الکترونیکی تغییر می‌دهند کمتر قادر به نادیده گرفتن محرک‌های حواس پرتی هستند (Cain & Mitroff, 2011; Moisala et al., 2016; Ophir et al., 2009). سرگردانی و نارسایی توجه در زندگی روزمره (رالف و همکاران، ۲۰۱۴) و کاهش عمومی‌در کدگذاری و بازیابی اطلاعات در حافظه کاری و بلند مدت (آنکافر و همکاران، ۲۰۱۶). محققان دانشگاه هلسینکی با استفاده از fMRI گزارش دادند که در حضور محرک‌های حواس‌پرتی، افراد چندکاره رسانه‌ای مکرر در انجام وظایف شناختی بدتر عمل می‌کنند و فعالیت مغز را در نواحی راست پیشانی، نواحی مغزی درگیر با کنترل توجه و بازدارندگی افزایش می‌دهند، که نشان می‌دهد که انجام مکرر چندکاره رسانه‌ای نیاز دارد. تلاش بیشتر یا کنترل توجه از بالا به پایین برای انجام وظایف در صورت وجود هرگونه حواس پرتی (Moisala et al., 2016).

Currently we don’t know the direction of causality: Frequent multitasking behaviors may lead to reduced cognitive control, or people who have decreased cognitive control may indulge in more frequent media multitasking activity. Adam Gazzaley and Larry Rosen (2016) suggest that the ability to socially connect at any time via technology has pressured us to expect more social interactions, resulting in increased anxiety when communication with the social network is decreased or cut-the fear of missing out. And fear of poor performance is not unreasonable when we consider the effects on learning that increased distractibility, less time spent on task, and less effective working and long-term memory have. With fear being the emotional driver of anxiety, the case can be made that technology has contributed to the increased anxiety in both the social and academic lives of college students like Elena.

در حال حاضر ما جهت علیت را نمی‌دانیم: رفتارهای چندوظیفه ای مکرر ممکن است منجر به کاهش کنترل شناختی شود، یا افرادی که کنترل شناختی آنها کاهش یافته ممکن است در فعالیت‌های چندوظیفه ای رسانه ای مکرر افراط کنند. آدام گازالی و لری روزن (۲۰۱۶) پیشنهاد می‌کنند که توانایی برقراری ارتباط اجتماعی در هر زمان از طریق فناوری، ما را تحت فشار قرار داده است تا انتظار تعاملات اجتماعی بیشتری را داشته باشیم و در نتیجه هنگام کاهش ارتباط با شبکه اجتماعی اضطراب افزایش می‌یابد یا ترس از دست دادن را کاهش می‌دهد. و ترس از عملکرد ضعیف بی‌معقول نیست، زمانی که تأثیراتی را بر یادگیری در نظر بگیریم که حواس‌پرتی را افزایش می‌دهد، زمان کمتری برای انجام کار صرف می‌شود و کارکرد و حافظه بلندمدت کارآمد کمتری دارد. با توجه به اینکه ترس عامل هیجانی اضطراب است، می‌توان گفت که فناوری به افزایش اضطراب در زندگی اجتماعی و تحصیلی دانشجویانی مانند النا کمک کرده است.

subjective feelings without an identifiable object or trigger. While moods generally are of low intensity, they may last hours or days and can affect a person’s experience and behavior. Unlike stress, moods do not have a well-defined neurohormonal or physiological substrate, and the neural correlates of different moods are still poorly understood. We can induce moods in the lab by having people watch film clips (e.g., a scene from the movie The Champ might bring on a sad mood; Lerner et al., 2004), or by asking them to write about personal events (see, for example, DeSteno et al., 2014).

هیجانات ذهنی بدون یک شی یا محرک قابل شناسایی. در حالی که حالت‌های خلقی عموماً شدت کمی‌دارند، ممکن است ساعت‌ها یا روزها ادامه داشته باشند و بر تجربه و رفتار فرد تأثیر بگذارند. بر خلاف استرس، خلق و خوی یک بستر عصبی هورمونی یا فیزیولوژیکی به خوبی تعریف شده ندارد و همبستگی‌های عصبی خلق‌های مختلف هنوز به خوبی درک نشده است. ما می‌توانیم با تماشای کلیپ‌های فیلم (به‌عنوان مثال، صحنه‌ای از فیلم قهرمان می‌تواند حالت غم‌انگیز ایجاد کند؛ لرنر و همکاران، ۲۰۰۴)، یا با درخواست از آن‌ها برای نوشتن در مورد رویدادهای شخصی، خلق و خوی را در آزمایشگاه ایجاد کنیم. به عنوان مثال، DeSteno و همکاران، ۲۰۱۴).

TAKE-HOME MESSAGES

پیام‌های کلیدی

▪️The word emotion has eluded a consensus definition.

▪️ کلمه هیجان از تعریف اجماعی دور مانده است.

▪️Three commonly agreed-upon components of emotion are a physiological reaction to a stimulus, a behavioral response, and a feeling.

▪️ سه مؤلفه هیجانی مورد توافق عموم عبارتند از یک واکنش فیزیولوژیکی به یک محرک، یک پاسخ رفتاری و یک هیجان.

▪️The acute stress response is adaptive, but chronic stress can result in medical, mood, and anxiety disorders.

▪️ پاسخ استرس حاد تطبیقی ​​است، اما استرس مزمن می‌تواند منجر به اختلالات پزشکی، خلقی و اضطرابی شود.

▪️Moods are diffuse, long-lasting emotional states that do not have an identifiable object or trigger.

▪️ حالات هیجانی پراکنده و طولانی مدتی هستند که یک شی یا محرک قابل شناسایی ندارند.

۱۰.۲ Neural Systems Involved in Emotion Processing

۱۰.۲ سیستم‌های عصبی درگیر در پردازش هیجان

Since there is no set agreement on what an emotion is, identifying the neural systems involved in emotion processing is difficult. Other problems contribute to this haziness: technical issues with the various methods used to study emotion; controversies over whether emotional feelings, which are subjective, can be studied in animals or only in humans, who can report them (LeDoux, 2012); and the various interpretations of research findings. An ever-growing number of imaging studies have found that emotional processes, at least in humans, are intertwined with many other mental functions. Accordingly, our emotions involve many parts of the nervous system, including both subcortical and cortical structures, depending on one’s definition.

از آنجایی که هیچ توافق مشخصی در مورد چیستی یک هیجان وجود ندارد، شناسایی سیستم‌های عصبی درگیر در پردازش هیجانات دشوار است. مشکلات دیگری به این گیجی کمک می‌کند: مسائل فنی با روش‌های مختلف مورد استفاده برای مطالعه هیجانات. اختلاف نظر در مورد اینکه آیا هیجانات هیجانی که ذهنی هستند را می‌توان در حیوانات مطالعه کرد یا فقط در انسان که می‌تواند آنها را گزارش کند (LeDoux, 2012). و تفاسیر مختلف از یافته‌های تحقیق. تعداد فزاینده ای از مطالعات تصویربرداری نشان داده اند که فرآیندهای هیجانی، حداقل در انسان، با بسیاری از عملکردهای ذهنی دیگر در هم تنیده است. بر این اساس، هیجانات ما بسته به تعریف فرد، بخش‌های زیادی از سیستم عصبی، از جمله ساختارهای زیر قشری و قشری را درگیر می‌کند.

When emotions are triggered by an external event or stimulus (e.g., a crying baby), our sensory systems play a role; with an internal stimulus, such as an episodic memory (e.g., remembering your first kiss), our memory systems are involved. The physiological components of emotion that produce physical feelings (eg, the shiver  up the spine and the dry mouth that people experience with fear) involve the autonomic nervous system (ANS), a division of the peripheral nervous system.

هنگامی‌که هیجانات توسط یک رویداد یا محرک خارجی (مثلاً گریه کودک) تحریک می‌شوند، سیستم‌های حسی ما نقش دارند. با یک محرک داخلی، مانند یک خاطره اپیزودیک (مثلاً به یاد آوردن اولین بوسه خود)، سیستم‌های حافظه ما درگیر می‌شوند. اجزای فیزیولوژیکی هیجان که باعث ایجاد هیجانات فیزیکی می‌شود (به عنوان مثال، لرز در ستون فقرات و خشکی دهان که افراد با ترس تجربه می‌کنند) شامل سیستم عصبی خودمختار (ANS)، یک تقسیم از سیستم عصبی محیطی است.

Recall from Chapter 2 that the ANS, with all its subcortical circuits, is made up of the sympathetic and parasympathetic nervous systems (see Figure 2.18), and that its motor and sensory neurons extend to the heart, lungs, gut, bladder, and sexual organs. The two systems work in combination to achieve homeostasis. As a rule of thumb, the sympathetic system promotes the fight-or-flight response (which uses the motor system), and the parasympathetic system promotes the rest-and-digest response.

از فصل ۲ به یاد بیاورید که ANS، با تمام مدارهای زیر قشری خود، از سیستم عصبی سمپاتیک و پاراسمپاتیک تشکیل شده است (شکل ۲.۱۸ را ببینید)، و نورون‌های حرکتی و حسی آن تا قلب، ریه‌ها، روده، مثانه و جنسی امتداد دارند. اندام‌ها این دو سیستم برای رسیدن به هموستاز با هم کار می‌کنند. به عنوان یک قاعده کلی، سیستم سمپاتیک پاسخ جنگ یا گریز (که از سیستم حرکتی استفاده می‌کند) را افزایش می‌دهد، و سیستم پاراسمپاتیک پاسخ استراحت و هضم را تقویت می‌کند.

The ANS is regulated by the hypothalamus, which also controls the release of multiple hormones through the HPA axis, made up of the paraventricular nucleus (PVN) of the hypothalamus, the anterior lobe of the pituitary gland, and the cortex of the adrenal glands, which sit above the kidneys. For example, the PVN contains neurons that make corticotropin-releasing factor (CRF). Descending from the PVN, axonal projections stretch to the anterior pituitary gland. If the PVN is activated by a stressor, CRF is released and, in a domino effect, causes the pituitary gland to release adrenocorticotropic hormone (ACTH) into the bloodstream, which carries it to the adrenal glands (and other locations throughout the body). In the adrenal glands, ACTH triggers the adrenal cortex to release stress hormones, such as cortisol. Through negative feedback to the PVN, elevated levels of cortisol inhibit the release of CRF, turning off the response.

ANS توسط هیپوتالاموس تنظیم می‌شود، که همچنین ترشح هورمون‌های متعدد را از طریق محور HPA که از هسته پارابطنی (PVN) هیپوتالاموس، لوب قدامی‌غده هیپوفیز و قشر غدد فوق کلیوی تشکیل شده است، کنترل می‌کند. که بالای کلیه‌ها می‌نشینند. به عنوان مثال، PVN حاوی نورون‌هایی است که فاکتور آزاد کننده کورتیکوتروپین (CRF) را می‌سازند. با نزول از PVN، برآمدگی‌های آکسونی به سمت غده هیپوفیز قدامی‌کشیده می‌شوند. اگر PVN توسط یک عامل استرس زا فعال شود، CRF آزاد می‌شود و در یک اثر دومینو، غده هیپوفیز باعث ترشح هورمون آدرنوکورتیکوتروپیک (ACTH) به جریان خون می‌شود که آن را به غدد فوق کلیوی (و سایر نقاط در سراسر بدن) می‌برد. در غدد فوق کلیوی، ACTH قشر آدرنال را تحریک می‌کند تا هورمون‌های استرس مانند کورتیزول را آزاد کند. از طریق بازخورد منفی به PVN، سطوح بالای کورتیزول آزاد شدن CRF را مهار می‌کند و پاسخ را خاموش می‌کند.

Arousal is a critical part of many theories on emotion. The arousal system is regulated by the reticular activating system, which is composed of sets of neurons running from the brainstem to the cortex via the rostral intralaminar and thalamic nuclei. All of the neural systems mentioned so far are important in triggering an emotion or in generating physiological and behavioral responses. But can we be more specific about where emotions are produced in the brain? We turn to that question next.

برانگیختگی بخش مهمی‌از بسیاری از نظریه‌ها در مورد هیجانات است. سیستم برانگیختگی توسط سیستم فعال کننده شبکه ای تنظیم می‌شود که از مجموعه ای از نورون‌ها تشکیل شده است که از ساقه مغز به سمت قشر مغز از طریق هسته‌های داخل لامینار و تالاموس منقاری حرکت می‌کنند. همه سیستم‌های عصبی که تاکنون ذکر شد در برانگیختن یک هیجان یا در ایجاد پاسخ‌های فیزیولوژیکی و رفتاری مهم هستند. اما آیا می‌توانیم درباره محل تولید هیجانات در مغز دقیق‌تر باشیم؟ در ادامه به آن سوال می‌پردازیم.

Early Concepts: The Limbic System as the Emotional Brain

مفاهیم اولیه: سیستم لیمبیک به عنوان مغز هیجانی

The notion that emotion is separate from cognition and has its own network of brain structures that underlie emotional behavior is not new. As we mentioned in Chapter 2, James Papez proposed a circuit theory of the brain and emotion in 1937, suggesting that emotional responses involve a network of brain regions made up of the hypothalamus, anterior thalamus, cingulate gyrus, and hippocampus.

این تصور که هیجان جدا از شناخت است و شبکه‌ای از ساختارهای مغزی خاص خود را دارد که زیربنای رفتار هیجانی است، جدید نیست. همانطور که در فصل ۲ اشاره کردیم، جیمز پاپز در سال ۱۹۳۷ یک نظریه مداری در مورد مغز و هیجانات ارائه کرد که نشان می‌دهد پاسخ‌های هیجانی شامل شبکه‌ای از مناطق مغز است که از هیپوتالاموس، تالاموس قدامی، شکنج سینگوله و هیپوکامپ تشکیل شده است.

Paul MacLean (1949, 1952), a physician and neuro- scientist, hypothesized that the human brain had three regions that had developed gradually and sequentially over the course of evolution. His studies suggested that evolution had left its footprints on the brain’s anatomy, histology, structure, and function, with the conserved ancient systems located medially and caudally, and more recent systems situated to the side and rostrally. He became convinced that conserved ancient systems exist in humans just as they do in other mammals, are comparable, and are responsible for the primary social emotions.

پل مک لین (۱۹۴۹، ۱۹۵۲)، پزشک و عصب شناس، این فرضیه را مطرح کرد که مغز انسان دارای سه ناحیه است که به تدریج و به طور متوالی در طول سیر تکامل رشد کرده اند. مطالعات او نشان داد که تکامل ردپای خود را بر روی آناتومی، بافت‌شناسی، ساختار و عملکرد مغز با سیستم‌های باستانی حفاظت‌شده در قسمت‌های میانی و دمی‌و سیستم‌های جدیدتر در کنار و منقاری قرار داده است. او متقاعد شد که سیستم‌های باستانی حفاظت‌شده در انسان‌ها درست مانند سایر پستانداران وجود دارند، قابل مقایسه هستند و مسئول هیجانات اولیه اجتماعی هستند.

MacLean used the term limbic system (from the Latin limbus, meaning “rim”) to describe the complex neural circuits involved with the processing of emotion. The structures of the limbic system roughly form a rim around the corpus callosum (see the “Anatomical Orientation” box on p. 433; also see Figure 2.32). In addition to the Papez circuit, MacLean extended the emotional network to include what he called the visceral brain: most of the medial surface of the cortex, some subcortical nuclei, and portions of the basal ganglia, the amygdala, and the orbitofrontal cortex.

مک لین از اصطلاح سیستم لیمبیک (از واژه لاتین limbus به معنی لبه) برای توصیف مدارهای عصبی پیچیده درگیر با پردازش هیجانات استفاده کرد. ساختارهای سیستم لیمبیک تقریباً یک لبه در اطراف جسم پینه ای تشکیل می‌دهند (به کادر “جهت تشریحی” در صفحه ۴۳۳ مراجعه کنید؛ همچنین به شکل ۲.۳۲ مراجعه کنید). علاوه بر مدار پاپز، مک‌لین شبکه هیجانی را گسترش داد تا آنچه را که او مغز احشایی می‌نامید شامل شود: بیشتر سطح داخلی قشر، برخی از هسته‌های زیر قشری و بخش‌هایی از عقده‌های قاعده‌ای، آمیگدال و قشر اوربیتوفرونتال.

MacLean’s work identifying the limbic system as the “emotional” brain was influential. To this day, studies on the neural basis of emotion include references to the “limbic system” or “limbic” structures, and his work continues to influence those who seek to understand the evolved nature of emotions (Panksepp, 2002). The limbic system structures as strictly outlined by MacLean, how- ever, had some errors (Brodal, 1982; Kotter & Meyer, 1992; LeDoux, 1991; Swanson, 1983).

کار مک لین در شناسایی سیستم لیمبیک به عنوان مغز «هیجانی» تأثیرگذار بود. تا به امروز، مطالعات بر روی مبانی عصبی هیجانات شامل ارجاعاتی به “سیستم لیمبیک” یا ساختارهای “لیمبیک” است و کار او همچنان بر کسانی که به دنبال درک ماهیت تکامل یافته هیجانات هستند (پانکسپ، ۲۰۰۲) تاثیر می‌گذارد. با این حال، ساختارهایی که به طور دقیق توسط مک لین بیان شد، دارای برخی خطاها بودند (برودال، ۱۹۸۲؛ کوتر و مایر، ۱۹۹۲; LeDoux، ۱۹۹۱؛ سوانسون، ۱۹۸۳).

We now know that many brainstem nuclei that are connected to the hypothalamus are not part of the limbic system, and that some brainstem nuclei that are involved in autonomic reactions were not included in MacLean’s model. At the same time, a few classic limbic areas have been shown to be more important for other, non emotional processes, as with the hippocampus and memory, although the hippocampus does play an important part in emotional learning as well. For some researchers, MacLean’s concept has proved to be more descriptive and historical than functional, while for others it is foundational to their approach, depending on their concepts of emotion.

اکنون می‌دانیم که بسیاری از هسته‌های ساقه مغز که به هیپوتالاموس متصل هستند، بخشی از سیستم لیمبیک نیستند، و برخی از هسته‌های ساقه مغز که در واکنش‌های خودمختار دخیل هستند، در مدل مک لین گنجانده نشده اند. در عین حال، نشان داده شده است که چند ناحیه لیمبیک کلاسیک برای سایر فرآیندهای غیر هیجانی مانند هیپوکامپ و حافظه اهمیت بیشتری دارند، اگرچه هیپوکامپ نقش مهمی‌در یادگیری هیجانی نیز دارد. برای برخی از محققان، مفهوم مک‌لین بیشتر توصیفی و تاریخی است تا کاربردی، در حالی که برای برخی دیگر، بسته به مفاهیم هیجاناتشان، مبنایی برای رویکرد آنها است.

Early attempts to identify neural circuits of emotion viewed emotion as a unitary concept that could be localized to one specific circuit or circuits, such as the limbic system. Viewing the “emotional brain” as separate from the rest of the brain spawned a locationist view of emotions. The locationist account hypothesizes that all mental states belonging to the same emotion category, such as fear, are produced by activity that is recurrently associated with specific neural circuits—and that these circuits, when activated, produce behavior that has been evolutionarily successful, is an inherited trait, and exhibits homologies that are seen in other mammalian species (Panksepp, 1998).

تلاش‌های اولیه برای شناسایی مدارهای عصبی هیجانات، هیجان را به عنوان یک مفهوم واحد می‌نگریست که می‌توان آن را در یک مدار یا مدارهای خاص، مانند سیستم لیمبیک، محلی‌سازی کرد. مشاهده “مغز هیجانی” به عنوان جدا از بقیه مغز باعث ایجاد یک دیدگاه مکان گرایی از هیجانات شد. روایت مکان گرا فرض می‌کند که تمام حالات ذهنی متعلق به یک دسته هیجانی، مانند ترس، توسط فعالیتی که به طور مکرر با مدارهای عصبی خاص مرتبط است، ایجاد می‌شود – و این مدارها، وقتی فعال می‌شوند، رفتاری را ایجاد می‌کنند که از نظر تکاملی موفق بوده است. صفت ارثی، و مشابهاتی را نشان می‌دهد که در سایر گونه‌های پستانداران دیده می‌شود (پانکسپ، ۱۹۹۸).

ANATOMICAL ORIENTATION
Anatomy of Emotion

جهت گیری آناتومیک
آناتومی هیجان

The limbic system, whose primary structures are identified here, contains complex neural circuits that Paul MacLean posited were involved in the processing of emotion.

سیستم لیمبیک، که ساختارهای اولیه آن در اینجا مشخص شده است، شامل مدارهای عصبی پیچیده ای است که پل مک لین معتقد بود در پردازش هیجانات دخیل هستند.

Emerging Concepts of Emotional Networks

مفاهیم نوظهور شبکه‌های هیجانی

Over the last several decades, scientific investigations of emotion have focused more on human emotion specifically and have become more detailed and complex. By measuring brain responses to emotionally salient stimuli, researchers have revealed a complex interconnected network involved in the analysis of emotional stimuli. This network includes the thalamus, the somatosensory cortex, higher-order sensory cortices, the amygdala, the insular cortex (also called the insula), the ventral striatum, and the medial prefrontal cortex, including the orbitofrontal cortex and anterior cingulate cortex (ACC).

در چند دهه گذشته، تحقیقات علمی‌در مورد هیجانات بیشتر بر روی هیجانات انسانی متمرکز شده است و جزئیات و پیچیده تر شده است. محققان با اندازه‌گیری پاسخ‌های مغز به محرک‌های هیجانی برجسته، شبکه‌ای پیچیده به‌هم‌پیوسته درگیر در تجزیه و تحلیل محرک‌های هیجانی را نشان دادند. این شبکه شامل تالاموس، قشر حسی تنی، قشر حسی درجه بالاتر، آمیگدال، قشر منزوی (همچنین به نام اینسولا)، جسم مخطط شکمی، و قشر پیش پیشانی داخلی، از جمله قشر اوربیتوفرونتال و قشر سینگولیت قدامی‌(ACC) است. 

Those who study emotion acknowledge that it is a multifaceted concept that may vary along a spectrum from basic to more complex. Indeed, S.M.’s isolated emotional deficit in fear recognition after bilateral amygdala damage (Adolphs et al., 1994, 1995; Tranel & Hyman, 1990; Figure 10.3) supports the idea that there is no single emotional circuit. Emotion research now focuses on specific types of emotional tasks and on identifying the neural systems that underlie specific emotional behaviors. Depending on the emotional task or situation, we can expect different neural systems to be involved.

کسانی که هیجانات را مطالعه می‌کنند اذعان دارند که این یک مفهوم چند وجهی است که ممکن است در طیفی از پایه تا پیچیده تر متفاوت باشد. در واقع، نقص هیجانی ایزوله S.M. در تشخیص ترس پس از آسیب دو طرفه آمیگدال (آدولفس و همکاران، ۱۹۹۴، ۱۹۹۵؛ ترانل و هیمن، ۱۹۹۰؛ شکل ۱۰.۳) از این ایده حمایت می‌کند که هیچ مدار هیجانی واحدی وجود ندارد. تحقیقات هیجانی اکنون بر انواع خاصی از وظایف هیجانی و شناسایی سیستم‌های عصبی که زیربنای رفتارهای هیجانی خاص هستند تمرکز دارد. بسته به وظیفه یا موقعیت هیجانی، می‌توان انتظار داشت که سیستم‌های عصبی مختلفی درگیر شوند.

FIGURE 10.3 Bilateral amygdala damage in patient S.M. The white arrows indicate where the amygdalae are located in the right and left hemispheres. Patient S.M. has severe atrophy of the amygdalae, and the brain tissue is now replaced by cerebrospinal fluid (black).

شکل ۱۰.۳ آسیب دو طرفه آمیگدال در بیمار S.M. فلش‌های سفید محل قرارگیری آمیگدال در نیمکره راست و چپ را نشان می‌دهد. بیمار S.M. دارای آتروفی شدید آمیگدال است و بافت مغز اکنون با مایع مغزی نخاعی (سیاه) جایگزین شده است.

One promising research direction in cognitive neuroscience is the use of machine-learning approaches to recognize patterns and identify neural “signatures” of different emotions. For example, using functional MRI data, multivoxel pattern analysis (MVPA) takes into account the relationships between multiple voxels (as opposed to the more common approach, which considers each voxel separately). Luke Chang and colleagues recently used MVPA to identify a neural signature for negative affect in response to unpleasant pictures that spanned several brain networks and not just traditional emotion- related regions like the amygdala (L. J. Chang et al., 2015). Such signatures might one day be used to predict emotional experiences within and across individuals, and may contribute to our understanding of the nature of discrete emotions (Kragel et al., 2016). In addition to these machine-learning approaches, large databases (e.g., NeuroVault; Gorgolewski et al., 2015), storing data from thousands of neuroimaging studies on emotion, can reveal the most consistently activated regions in studies of emotion and might help resolve the debate about the locationist view of emotions in the brain.

یکی از جهت‌های پژوهشی امیدوارکننده در علوم اعصاب شناختی، استفاده از رویکردهای یادگیری ماشینی برای تشخیص الگوها و شناسایی «امضای» عصبی هیجانات مختلف است. به عنوان مثال، با استفاده از داده‌های MRI عملکردی، تجزیه و تحلیل الگوی چندوکسلی (MVPA) روابط بین وکسل‌های متعدد را در نظر می‌گیرد (برخلاف رویکرد رایج‌تر، که هر وکسل را جداگانه در نظر می‌گیرد). لوک چانگ و همکارانش اخیراً از MVPA برای شناسایی یک امضای عصبی برای هیجان منفی در پاسخ به تصاویر ناخوشایندی که چندین شبکه مغز و نه فقط مناطق سنتی مرتبط با هیجانات مانند آمیگدال را در بر می‌گرفت، استفاده کردند (L. J. Chang et al., 2015). چنین امضاهایی ممکن است روزی برای پیش بینی تجارب هیجانی درون و بین افراد مورد استفاده قرار گیرند و ممکن است به درک ما از ماهیت هیجانات گسسته کمک کنند (Kragel et al., 2016). علاوه بر این رویکردهای یادگیری ماشینی، پایگاه‌های اطلاعاتی بزرگ (مانند NeuroVault؛ Gorgolewski و همکاران، ۲۰۱۵) که داده‌های هزاران مطالعه تصویربرداری عصبی در مورد هیجانات را ذخیره می‌کنند، می‌توانند به طور مداوم فعال‌ترین مناطق را در مطالعات هیجانات نشان دهند و ممکن است به حل مشکلات کمک کنند. بحث در مورد دیدگاه مکان گرایی از هیجانات در مغز.

Another tool is the use of high-powered 7-tesla fMRI scanners, which can reveal details that prior neuroimaging technology could not reliably resolve. For example, many animal studies have found that the periaqueductal gray (PAG) plays a critical role in coordinating emotional responses. The human PAG shares its general architecture not only with other mammals, but with most vertebrates, suggesting that this conserved bit of gray matter has an important emotional function. Yet it is a tiny tube-shaped structure (with an external diameter of 6 mm, an internal diameter of 2 to 3 mm, and a height of 10 mm) surrounding the cerebral aqueduct deep in the midbrain, which has been inaccessible to researchers in live humans.

یکی دیگر از ابزارها استفاده از اسکنرهای fMRI 7 تسلا با قدرت بالا است که می‌تواند جزئیاتی را فاش کند که فناوری‌های قبلی تصویربرداری عصبی نمی‌توانستند به طور قابل اعتماد شناسایی کنند. به عنوان مثال، بسیاری از مطالعات حیوانی نشان داده‌اند که ماده خاکستری دور قناتی (PAG) نقش مهمی‌در هماهنگی پاسخ‌های هیجانی ایفا می‌کند. PAG انسانی نه تنها با سایر پستانداران، بلکه با بیشتر مهره‌داران نیز معماری کلی مشابهی دارد که نشان می‌دهد این قطعه حفظ‌شده ماده خاکستری عملکرد هیجانی مهمی‌دارد. با این حال، این ساختار بسیار کوچک و لوله‌ای شکل (با قطر خارجی ۶ میلی‌متر، قطر داخلی ۲ تا ۳ میلی‌متر و ارتفاع ۱۰ میلی‌متر) که اطراف آکوئدک مغزی در اعماق مغز میانی قرار دارد، برای محققان در انسان‌های زنده قابل دسترسی نبوده است.

The PAG was just too small for reliable localization. In 2013, however, with high-powered 7-tesla fMRI, precise localizations of activations in the PAG from emotional stimuli were identified. In fact, discrete activations of its subregions were seen (Satpute et al., 2013; Figure 10.4). The subcortical PAG is now recognized to be a hub of emotion processing in humans also.

PAG برای محلی سازی قابل اعتماد بسیار کوچک بود. با این حال، در سال ۲۰۱۳، با fMRI پرقدرت ۷-tesla، مکان‌یابی دقیق فعال‌سازی‌ها در PAG از محرک‌های هیجانی شناسایی شد. در واقع، فعال‌سازی‌های گسسته زیرمنطقه‌های آن دیده شد (Satpute و همکاران، ۲۰۱۳؛ شکل ۱۰.۴). PAG زیر قشری اکنون به عنوان مرکز پردازش هیجانات در انسان نیز شناخته شده است.

Finally, researchers who study emotion in other animals are using optogenetic techniques to manipulate neuronal circuits in order to identify the specific behaviors that result from the activation of those circuits (Johansen et al., 2012; Lin et al., 2011).

در نهایت، محققانی که هیجانات را در حیوانات دیگر مطالعه می‌کنند، از تکنیک‌های اپتوژنتیک برای دستکاری مدارهای عصبی استفاده می‌کنند تا رفتارهای خاصی را که از فعال شدن آن مدارها ناشی می‌شود، شناسایی کنند (Johansen et al., 2012; Lin et al., 2011).

FIGURE 10.4 7-Tesla scan of transaxial slice showing the perlaqueductal gray.
The arrow in the enlarged high-resolution image points to the PAG.

شکل ۱۰.۴ هفت اسکن تسلا از برش ترانس محوری که خاکستری دور قناتی را نشان می‌دهد.
فلش در تصویر بزرگ شده با وضوح بالا به PAG اشاره می‌کند.

TAKE-HOME MESSAGES

پیام‌های کلیدی

▪️ The Papez circuit describes the brain areas that James Papez believed were involved in emotion. They include the hypothalamus, anterior thalamus, cingulate gyrus, and hippocampus. The limbic system includes these structures and the amygdala, orbitofrontal cortex, and portions of the basal ganglia.

▪️ مدار پاپز نواحی مغزی را توصیف می‌کند که جیمز پاپز معتقد بود در هیجانات دخیل هستند. آنها شامل هیپوتالاموس، تالاموس قدامی، شکنج سینگوله و هیپوکامپ هستند. سیستم لیمبیک شامل این ساختارها و آمیگدال، قشر اوربیتوفرونتال و بخش‌هایی از عقده‌های پایه است.

▪️The locationist account of emotion suggests that mental states belonging to the same emotion category are produced by specific neural circuits that, when activated, produce specific behavior.

▪️ روایت مکان گرایی از هیجانات نشان می‌دهد که حالات ذهنی متعلق به همان دسته هیجانات توسط مدارهای عصبی خاصی تولید می‌شوند که وقتی فعال می‌شوند، رفتار خاصی ایجاد می‌کنند.

▪️ Investigators no longer think there is only one neural circuit of emotion. Rather, depending on the emotional task or situation, we can expect different neural systems to be involved.

▪️ محققان دیگر فکر نمی‌کنند فقط یک مدار عصبی از هیجانات وجود دارد. در عوض، بسته به وظیفه یا موقعیت هیجانی، می‌توان انتظار داشت که سیستم‌های عصبی مختلفی درگیر شوند.

▪️Neuroimaging approaches based on machine learning reveal that specific emotional states activate several brain networks.

▪️ رویکردهای تصویربرداری عصبی مبتنی بر یادگیری ماشینی نشان می‌دهد که حالات هیجانی خاص چندین شبکه مغزی را فعال می‌کنند