Влияние ассоциативного обучения страху на восприятие: новое исследование

Введение в исследование восприятия и обучения страху

За последние десятилетия накопился значительный объем исследований, демонстрирующих, что ассоциативное обучение страху может изменять сенсорную обработку на различных уровнях сенсорного потока. Эти находки вдохновили на идею о том, что обучение страху способствует обнаружению и различимости стимулов, связанных с угрозой, путем усиления нейронной настройки на обусловленный стимул (стимул, предсказывающий аверсивное событие) и подавления реакций на физически похожие стимулы.

Клинические отчеты поддерживают это представление об усиленном обнаружении стимулов и различимости сигналов, присутствующих во время травматического события. Однако лабораторные исследования перцептивных последствий ассоциативного обучения у людей дали неоднозначные результаты. Некоторые исследования обнаружили, что ассоциативное обучение приводит к повышению различимости, в то время как другие обнаружили снижение или отсутствие изменений в различимости. Это говорит о том, что любая потенциальная связь между ассоциативным обучением и различимостью стимулов является сложной и требует дальнейшего исследования.

Перевод результатов с животных моделей на человека

Поскольку процессы ассоциативного обучения сохраняются у разных видов, исследователи, интересующиеся обусловливанием страха, часто ищут подтверждающие доказательства из трансляционных исследований, чтобы применить findings из животных моделей для понимания более сложных человеческих функций. Исследование на животных, проведенное Айзенбергом и Геффеном, показало, что у мышей эффекты обучения страху на различение тонов могут быть двунаправленными: обучение страху может как обострять, так и расширять перцептивную настройку.

Этот эффект зависел от присутствия другого тона во время обучения (дифференциальное обучение) и физического сходства между двумя тонами. Во время дифференциального обусловливания один тон (называемый обусловленным стимулом или УС+ [знаки + или - обозначают наличие или отсутствие подкрепления безусловным стимулом]) сочетался с аверсивным outcome (удар током, называемый безусловным стимулом или БС), в то время как другой тон (УС-) последовательно предсказывал отсутствие БС. Дифференциальное обусловливание улучшало перцептивную дискриминацию только с физически похожими УС, в то время как физически различные УС снижали остроту различения тонов вокруг подкрепленного тона (УС+). Обучение страху только с одним тоном (простое обусловливание) давало наихудшее перцептивное различение.

Материалы и методы исследования

Мы сообщаем, как мы определили размер нашей выборки, все исключения данных, все манипуляции и все измерения в исследовании. Оба эксперимента и анализы были предварительно зарегистрированы на Платформе открытой науки. Все данные, коды анализа и экспериментальные материалы доступны онлайн.

Участники исследования

В Эксперименте 1 оценка размера выборки с консервативным размером эффекта f = 0,15 дала общий размер выборки N = 228. Для Эксперимента 2 мы скорректировали оценку размера выборки на основе средневзвешенного размера эффекта Эксперимента 1 и предыдущих исследований, получив общий размер выборки N = 117.

Данные собирались онлайн через Pavlovia, участники набирались через Prolific. Критерии включения: возраст > 18 лет, свободное владение английским языком, нормальное или скорректированное до нормального зрение и рейтинг одобрения > 80 (только для выборки Prolific). Критерии исключения: отсутствие данных по любой из фаз различения > 10%, точность в задаче на память < 70% или ответ "нет" на вопрос о серьезности участия.

Стимулы и протокол исследования

В качестве обусловленных стимулов использовались круговые черно-белые синусоидальные решетчатые стимулы (пространственная частота 10 Гц), отфильтрованные с гауссовской огибающей (пятна Габора). Пятно Габора с ориентацией 45° относительно вертикальной оси служило УС+ во всех группах.

Аверсивные изображения из Набора открытых аффективных стандартизированных изображений (OASIS) служили безусловными стимулами (БС). Протокол состоял из задания на различение до и после обучения, протокола классического обусловливания и задания на память о БС.

Результаты исследования

Наш анализ с использованием генеративного моделирования продемонстрировал от слабых до умеренных доказательств того, что аверсивное обучение не изменяло остроту различения ни в одной из групп. В последующем эксперименте мы воспроизвели эти findings, несмотря на успешные траектории обучения во всех трех группах и более детальную оценку остроты различения.

Анализ данных и статистические методы

Все анализы проводились в R 4.1. Мы использовали обобщенные линейные смешанные модели (GLMM) для анализа оценок ожидания БС, которые являются более гибкими и мощными подходами, способными работать с непрерывными и бинарными outcome по сравнению с дисперсионным анализом с повторными измерениями.

Отклоняясь от нашей предварительной регистрации, мы подгоняли нормальные распределения к индивидуальным данным различения в байесовской framework. Используя иерархическую структуру в модели, мы могли учесть неопределенность как на групповом, так и на индивидуальном уровнях.

Обсуждение результатов

Вопреки предыдущим предположениям, наши findings указывают на то, что аверсивное обучение не усиливает перцептивную дискриминацию, и наличие дополнительных сигналов безопасности, по-видимому, не модулирует этот эффект. Этот вывод подтверждается двумя экспериментами с разными методологическими подходами, которые не выявили последовательного влияния аверсивного обучения на перцептивную дискриминацию.

Ограничения исследования

Как и любое исследование, наше имеет несколько ограничений. Во-первых, мы использовали только один модальность (визуальные стимулы) и один тип US (аверсивные изображения), что ограничивает обобщаемость наших выводов на другие модальности или типы подкрепления.

Во-вторых, хотя мы набрали большую выборку, мы использовали строгие критерии исключения для обеспечения высококачественных данных. Кроме того, повторный анализ данных только с участниками, которые продемонстрировали обучение, не дал иных выводов, что делает маловероятным предположение, что наши findings обусловлены невнимательным реагированием.

Заключение и выводы

Это исследование вносит дальнейший вклад в продолжающиеся дебаты о том, может ли ассоциативное обучение изменить то, как мы воспринимаем окружающий мир, и если да, то в какой степени. Вопреки предыдущим предположениям, наши findings указывают на то, что аверсивное обучение не обязательно усиливает перцептивную дискриминацию, и наличие дополнительных сигналов безопасности, по-видимому, не влияет на этот outcome.

В целом, наши findings и неоднозначные результаты предыдущих исследований suggest, что выводы относительно любых модуляторных эффектов ассоциативного обучения на восприятие следует делать с осторожностью. Особенно учитывая, что повторный анализ некоторых ранее reported положительных findings фактически revealed от слабых до умеренных доказательств в пользу отсутствия эффекта.

Наши результаты бросают вызов общепринятому мнению о том, что обучение страху обостряет восприятие угрожающих стимулов, и подчеркивают необходимость дальнейших исследований в этой области.