研究人员发现了如何学习推测情感。研究表明，大脑的前额部分与杏仁核协调——这一大脑区域对简单形式的情感学习非常重要——使这种高级情感能力成为可能。这项突破性的研究首次展示了大脑如何编码类人内部情感模型。
日本RIKEN脑科学中心的Xiaowei Gu和Joshua Johansen发现了老鼠大脑中关键的电路，这使得推测情感的学习成为可能。研究揭示了大脑的前额部分如何与杏仁核协调——这一大脑区域对简单形式的情感学习至关重要——以实现这种高级情感能力。该研究于5月14日发表在科学期刊Nature上，是首个展示大脑如何编码类人内部情感模型的研究。
什么是推测情感？考虑一个经常在家附近的树林中观察黄蜂进出巢穴的孩子。有一天，这个孩子第一次被黄蜂蜇到，这个令人恐惧的经历改变了她对这种生物及其巢穴的情感反应。之后，仅仅看到黄蜂的巢穴就让孩子感到焦虑，并变得警觉和小心。在这个场景中，孩子构建了一个内在模型，将负面经历与巢穴的视觉表征联系起来——即使在恐惧事件发生时巢穴并不存在。Johansen和Gu对此类型的通过推测进行的高级情感处理的神经机制很感兴趣。
为了做到这一点，他们在动物中创建了类似的情况；老鼠学习了噪音和图像之间的中性关联，然后在看到图像时体验到不愉快——这个过程被称为厌恶条件反射。第二天，他们被测试能否从仅听到噪音中推测出可能发生不愉快的事情。在这些条件下，当老鼠听到噪音时，确实会冻结，表明它们感到恐惧，并显示它们也能学习推测情感。
一旦建立了成功的动物模型，研究人员结合钙成像和光遗传学检查了大脑一个名为内侧前额叶皮层（mPFC）的部分内神经元活动的变化。如假设的那样，实验表明mPFC是情感推测的基础。
在经历厌恶条件反射之前，mPFC中的神经元对图像和噪音的反应相似，无论这些刺激是否已被配对。但在厌恶学习之后，钙成像显示，响应噪音和同时响应噪音/图像的神经元数量大幅上升——前提是噪音和图像在呈现给动物时最初是配对的。进一步的测试表明，这种现象之所以可能，是因为最初的感知配对将共同响应的神经元“标记”了，使其在厌恶条件反射中准备好激活。在厌恶学习阶段光遗传学阻断mPFC的功能，阻止老鼠在后来的推测中做出反应。在这种情况下，因为图像和不愉快的经历，以及间接的噪音，无法在老鼠的脑海中正确联系起来。
在测试阶段阻断mPFC输出到杏仁核也使老鼠无法对噪音做出恐惧反应。然而，在这种情况下，是因为它们无法正确回忆起推测记忆，尽管前一天已经建立了关联。同时，老鼠对于图像冻结没有问题，表明只有推测的高级能力根植于mPFC神经元的物理变化之中。
正如Johansen所解释的：“数十年来对啮齿动物厌恶学习的研究表明，杏仁核是存储涉及直接经历关联的简单情感记忆的关键区域。然而，我们的新发现表明，mPFC是与内部模型和推测相关的类人高级情感的中央大脑区域。”
Johansen表示：“我们研究的价值在于，它为全球的研究人员打开了研究调节高级情感的神经机制的大门，这些情感与焦虑或创伤相关的精神疾病更为相关。”
