Ινστιτούτο Max Planck, 16 Δεκεμβρίου 2021
Για να μάθουν τι συμβαίνει στον εγκέφαλο όταν οι άνθρωποι βιώνουν συναισθήματα, μέχρι στιγμής οι ερευνητές έχουν χρησιμοποιήσει κατά κύριο λόγο απλοποιημένα πειράματα στο εργαστήριο. Τα συναισθήματα συχνά είχαν πολύ μικρές ομοιότητες με το τι βιώνουν οι άνθρωποι στην καθημερινή ζωή. Επιστήμονες στο Ινστιτούτο Max Planck για τις Ανθρώπινες Γνωστικές Επιστήμες και Επιστήμες του Εγκεφάλου έχουν χρησιμοποιήσει εικονική πραγματικότητα για να προκαλέσουν όσο το δυνατόν πιο ρεαλιστικά συναισθήματα – και μπόρεσαν να υπολογίσουν την ισχύ των συναισθημάτων από τα εγκεφαλικά σήματα.
Στα δεξιά και τα αριστερά το τοπίο προχωρά ήρεμα, με τις γραμμές μπροστά σου. Ξαφνικά, μια φωτιά. Η ένταση μεγαλώνει. Η κούρσα φτάνει στο υψηλότερο σημείο της. Μόνο ένα πράγμα μπροστά σου: η άβυσσος. Βουτάς μέσα στα βάθη της γης. Αυτές είναι σκηνές από ένα τρενάκι του λούνα-παρκ, όπως τις βιώνουν οι συμμετέχοντες σε μια πρόσφατη μελέτη στο Ινστιτούτο Max Planck για τις Ανθρώπινες Γνωστικές Επιστήμες και Επιστήμες του Εγκεφάλου στη Λειψία. Όμως δεν λαμβάνει χώρα στην πραγματική ζωή, αλλά εικονικά, με τη βοήθεια γυαλιών εικονικής πραγματικότητας (VR). Ο σκοπός της έρευνας ήταν να βρει τι συμβαίνει στους εγκεφάλους των συμμετεχόντων όταν βιώνουν συναισθηματικά φορτισμένες καταστάσεις.
Μέχρι στιγμής, είχαν χρησιμοποιηθεί πολύ απλοποιημένα πειράματα για να βρουν πώς ο ανθρώπινος εγκέφαλος επεξεργάζεται τα συναισθήματα. Οι ερευνητές έδειχναν στους συμμετέχοντες φωτογραφίες συναισθηματικών σκηνών και κατέγραφαν την εγκεφαλική τους λειτουργία. Οι μελέτες λάμβαναν χώρα σε ελεγχόμενες εργαστηριακές συνθήκες, έτσι ώστε τα αποτελέσματα να είναι εύκολα συγκρίσιμα. Όμως, οι προσομοιώσεις αυτές δεν ήταν ιδιαίτερα συναισθηματικά φορτισμένες και απείχαν από τις εμπειρίες που συνήθως έχουμε. Κι αυτό γιατί τα συναισθήματα δημιουργούνται διαρκώς μέσα από μια αλληλεπίδραση παρελθοντικών εμπειριών και διαφόρων εξωτερικών επιρροών που βιώνουμε. Όσον αφορά τα συναισθήματα λοιπόν, είναι ιδιαίτερα σημαντικό να δημιουργήσουμε καταστάσεις που οι συμμετέχοντες αντιλαμβάνονται ως αληθινές στο βαθμό που είναι δυνατό. Μόνο έτσι μπορούμε να υποθέσουμε ότι η ταυτόχρονη μέτρηση της δραστηριότητας του εγκεφάλου πλησιάζει στο τι συμβαίνει στην πραγματική ζωή έξω από το εργαστήριο. Τα γυαλιά VR προσφέρουν μια λύση σε αυτή την περίπτωση. Μέσω της χρήσης τους, οι συμμετέχοντες μπορούν να ενταχθούν δυναμικά και διαδραστικά σε καταστάσεις και να τις βιώσουν κοντά στην πραγματικότητα. Έτσι, τα συναισθήματα προκαλούνται με πιο φυσικό τρόπο.
Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης έδειξαν ότι ο βαθμός κατά τον οποίο ένα άτομο είναι συναισθηματικά ενεργό μπορεί να φανεί σε μια συγκεκριμένη μορφή εγκεφαλικής λειτουργίας, τις λεγόμενες ταλαντώσεις άλφα (alpha oscillations). Επομένως, όσο πιο χαμηλή η ένταση αυτής της ταλάντωσης στο μετρούμενο σήμα του ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος, τόσο πιο υψηλή η ένταση. “Έτσι, τα ευρήματα επιβεβαιώνουν τις προηγούμενες έρευνες από κλασικά πειράματα και αποδεικνύουν ότι τα σήματα δημιουργούνται και σε συνθήκες που είναι κοντινότερες στην καθημερινή ζωή,” δήλωσε ο Simon M. Hofmann, ένας από τους συγγραφείς της μελέτης, η οποία έχει δημοσιευτεί στο επιστημονικό περιοδικό eLife. “Χρησιμοποιώντας τις ταλαντώσεις άλφα, είχαμε τη δυνατότητα να προβλέψουμε πόσο έντονα μπορεί ένα άτομο να βιώσει συναισθηματικά μια κατάσταση. Τα μοντέλα μας έμαθαν ποιες περιοχές του εγκεφάλου ήταν ιδιαίτερα σημαντικές για αυτή την πρόγνωση. Χοντρικά μιλώντας, όσο λιγότερη άλφα δραστηριότητα μετρήσουμε, τόσο πιο ενεργό είναι το άτομο συναισθηματικά,” εξηγεί ο συγγραφέας Felix Klotzsche.
“Στο μέλλον, μπορεί να είναι πιθανό να εφαρμόσουμε αυτά τα ευρήματα και τις μεθόδους σε πρακτικές εφαρμογές πέρα από τη βασική έρευνα,” προσθέτει ο συγγραφέας Alberto Mariola. Τα γυαλιά VR, για παράδειγμα, χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο στην ψυχοθεραπεία. Οι νευροφυσιολογικές πληροφορίες σχετικά με την συναισθηματική κατάσταση των ασθενών θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε βελτιωμένες θεραπείες. Οι ψυχοθεραπευτές θα μπορούσαν, για παράδειγμα, να έχουν απευθείας επαφή με την παρούσα συναισθηματική κατάσταση κατά τη διάρκεια μας κατάστασης έκθεσης χωρίς να χρειαστεί να ρωτήσουν τον ασθενή ευθέως και να διακόψουν την κατάσταση.
Οι επιστήμονες εξέτασαν αυτές τις σχέσεις με τη βοήθεια ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος, το οποίο τους επέτρεψε να καταγράψουν την εγκεφαλική δραστηριότητα των συμμετεχόντων κατά τη διάρκεια της εικονικής κούρσας με το τρενάκι – έτσι ώστε να εξακριβώσουν τι συμβαίνει στον εγκέφαλο κατά τη διάρκεια της κούρσας. Επιπλέον, ζητήθηκε στους συμμετέχοντες να αξιολογήσουν σε βίντεο πόσο ενθουσιασμένοι ήταν κατά τη διάρκεια της εμπειρίας εικονικής πραγματικότητας. Με αυτόν τον τρόπο, οι ερευνητές ήθελαν να μάθουν κατά πόσο οι υποκειμενικές αισθήσεις κατά τη διάρκεια της κούρσας συνάδουν με τις μετρήσεις από την εγκεφαλική δραστηριότητα. Εφόσον οι άνθρωποι διαφέρουν στο κατά πόσο τους αρέσουν αυτού του είδους οι κούρσες, δεν είχε σημασία αν η εμπειρία ήταν θετική ή αρνητική. Αυτό που είχε σημασία ήταν η ισχύς των συναισθημάτων.
Για την αξιολόγηση, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τρία διαφορετικά μοντέλα μηχανικής μάθησης (machine learning) για να προβλέψουν με όσο το δυνατόν μεγαλύτερη ακρίβεια τις υποκειμενικές αισθήσεις από τα στοιχεία του ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος. Έτσι, οι συγγραφείς έδειξαν ότι με τη βοήθεια αυτών των προσεγγίσεων, η σύνδεση μεταξύ των σημάτων του ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος και των συναισθημάτων μπορεί επίσης να επιβεβαιωθεί σε φυσιολογικές συνθήκες.