Emotion & Motivation

Emotion

• Zustand, der durch belohnende (angenehme) oder bestrafende (unangenehme) Reize ausgelöst wird

• psychophysiologischer Prozess, der durch bewusste/unbewusste Prozesse (Wahrnehmung, kognitive

  Interpretation von Situationen oder Objekten, Lernerfahrung) ausgelöst wird

  
  

mit Veränderungen der

• physiologischen Erregung,

• der Kognition,

• des empfundenen Gefühls und

• der aktuellen Verhaltensbereitschaft

verbunden

Funktionen:

• protektive/adaptive Funktion

• organismische Zustände regulieren;

• Handlungsbereitschaft

  herstellen und Handlungen vorbereiten;

• Sozialpartnern Verhaltensintentionen signalisieren;

subjektiv empfundener Anteil der Emotion

• länger andauernd und

• i.d.R. schwach (Emotionen kurz und intensiv);

• diffus, oft ungerichtet

• Streben nach einem positiv bewerteten Zielzustand

• kontrolliert oder automatisch

  • z.B. Streben nach Belohnung, Vermeidung von Bestrafung.

Emotionstheorien versuchen i.d.R. die drei Komponenten von Emotionen zu erklären:

• physiologische Reaktion (z.B. Herzrasen)

• Verhalten (z.B. fight-or-flight Reaktion)

• subjektives Gefühl (z.B. Angst)

Theorien unterscheiden sich insbesondere hinsichtlich der

• zugrundeliegenden Mechanismen und

• Abfolge der Komponenten

• sowie der Rolle von Kognition.

Wir sind traurig, weil wir weinen; nicht: Wir weinen, weil wir traurig sind.

• körperliche Reaktionen gehen dem emotionalen Erleben voraus (nicht umgekehrt)

• Emotionale Stimuli rufen viszerale und motorische Reaktionen hervor, die als Gefühle interpretiert werden

Wahrnehmung von Körpersignalen verursacht emotionales Erleben.

1. Emotionale Stimuli werden im Kortex verarbeitet und

2. Informationen zu Muskeln und Eingeweide gesendet,

3. wodurch körperliche Reaktionen ausgelöst werden.

4. Die physiologischen Signale werden zum sensorischen Kortex zurückgemeldet (Feedback) und erst dann als Gefühle erschlossen.

Kritik:

• Physiologische Reaktionen allein können nicht zwischen emotionalen Zuständen unterscheiden

• emotionale Reaktionen auch ohne Feedback zum Kortex möglich (Tierexperimente, Läsionsstudien)

• Emotionale Stimuli werden vom Thalamus über zwei parallele nformationswege zum

  1. Hypothalamus

     • Auslösung der physiologischen Reaktion

       
       

       und zum

  2. Kortex weitergeleitet.

     • subjektives Gefühl

Der Hypothalamus spielt eine zentrale Rolle und kann wiederum vom Kortex beeinflusst/gehemmt werden.

Bedeutung vor allem in der Einführung parallel verlaufender Prozesse; Emotionen auch ohne Kortex möglich. Allerdings wird die Rolle anderer emotionsrelevanter Strukturen vernachlässigt.

Emotionstheorie von LeDoux

• Amygdala als zentrale Struktur wird auf zwei Wegen stimuliert:

  
  

1. direkter Pfad (low road) über den Thalamus:

   • Amygdala bewertet den emotionalen Stimulus und steuert über Verbindungen zum Hirnstamm autonome und viszerale Reaktionen, die wiederum schnelle (vorprogrammierte) motorische Reaktionen ermöglichen

2. indirekter Pfad (high road) über den Kortex:

   • Die kognitive Bewertung erfolgt langsamer und wird nach der initialen viszeralen Reaktion in das Verhalten miteinbezogen; lern- und erfahrungsabhängig.

Kritik: Im Hinblick auf Angstreaktionen ist die Theorie weitestgehend anwendbar, fokussiert sich aber ausschließlich auf die Emotion Angst!

Charles Darwin (1872): The Expression of the Emotions in Man and Animals

• Untersuchung der äußerlichen Manifestation von Emotionen (Gestik, Mimik), die charakteristisch für bestimmte Emotionen sind (Angst, Ärger, Freude)

• viele dieser emotionalen Ausdrucksformen sind speziesübergreifend (von der Evolution „konserviert“) und angeboren (werden nicht erlernt)

• ermöglichen den emotionalen Zustand im Gegenüber zu erkennen (z.B. Angriff, Gefahr)

Ekman‘s Basisemotionen

• Ethnographische Studien: Vergleich mimischer Emotions- ausdrücke über diverse Kulturen.

• 6 Basisemotionen, die universell und angeboren sind:

  • Freude

  • Trauer

  • Ekel

  • Wut

  • Angst

  • Überraschung

• Nach Ekman gibt es für jede Basisemotion eine spezifische neuronale Grundlage.

Tracy & Matsumoto (2008): Studie zum Ausdruck von Stolz und Scham

Olympische & Paralympische Spiele 2004:

• Vergleich des Ausdrucks von Stolz und Scham nach Judo-Wettkämpfen bei sehfähigen und von Geburt an erblindeten Teilnehmern

• Alle Teilnehmer zeigten prototypische Expressionen von Stolz, nachdem ein Kampf gewonnen wurde, mit ähnlichen Profilen bei Blinden und Sehfähigen.

• In den meisten Kulturen gab es ähnliche mit Scham assoziierte Verhaltensmuster (etwas weniger bei Teilnehmern aus stark individualistischen Kulturen)

-> Mit Stolz und Scham assoziiertes Verhalten scheint überwiegend angeboren zu sein. Kulturelle und entwicklungsbedingte Faktoren können auch Körpersprache und Erfahrung von Stolz und Scham formen.

Emotionen sind Reaktionen auf einem Kontinuum statt diskrete Zustände und werden charakterisiert nach der Ausprägung auf verschiedenen Dimensionen:

• Valenz: angenehm – unangenehm, positiv – negativ

• Arousal: Intensität der Emotion, hoch – niedrig, aktiv – deaktiv

• Annäherung/Vermeidung: motivationaler Aspekt

Bsp Wut: negative Emotion, kann aber zu Annäherung motivieren

Feldman-Barrett: System von Kernemotionen, das entlang zweier Dimensionen angeordnet ist: Valenz & Arousal. Emotionen werden als Punkte in diesem System konstruiert

Mögliche Einteilung von Emotionen:

• Basisemotionen:

  • wenige distinkte und universelle Emotionen mit spezifischen mimischen Ausdrucksformen (6 Basisemotionen nach Ekman)

• Komplexe Emotionen

  • Kombination von Basisemotionen, manche kulturell oder sozial erlernt, länger anhaltende Gefühle (z.B. Liebe, Eifersucht)

• Dimensional variierende Emotionen:

  • grundsätzlich ähnliche Emotionen können anhand der Ausprägung auf einer/mehrerer Dimensionen (Valenz, Arousal) unterschieden werden

    
    

• Da es keine einheitliche Definition von Emotionen gibt, ist die Identifikation spezifischer neuronaler Systeme der Emotionsverarbeitung schwierig

• Emotionen sind eng gekoppelt mit anderen mentalen Funktionen (Gedächtnis, Sensorik etc.)

• Das autonomes Nervensystem spielt eine wichtige Rolle (Hypothalamus)

-> Emotionen sind vielschichtig und können in ihrer Komplexität variieren.

In Abhängigkeit vom emotionalem Stimulus (Situation, Aufgabe) sind verschiedene Regionen beteiligt.

-> Insgesamt zeigen Bildgebungsstudien der letzten Jahrzehnte, dass bei der Verarbeitung von emotionalen Stimuli ein komplexes Netzwerk aus verschiedenen subkortikalen und kortikalen Strukturen involviert ist. Dazu gehören insbesondere:

• Amygdala

• Thalamus

• sensorischer Kortex

• medialer PFC (OFC, ACC)

• Insula

• ventrales Striatum

  
  

• Lateinisch für Mandelkern, im medialen Temporallappen

• besteht aus 13 Kernen, die zu 3 Kerngruppen zusammengefasst

  werden

  • zentromedialer, basolateraler und kortikaler Komplex

• stark vernetzt mit vielen efferente & afferente Verbindungen zu anderen Regionen

• kritische Rolle beim Lernen, Gedächtnis und Aufmerksamkeit im Kontext emotionaler Stimuli

• protektive Funktion: Gefahren und Bedrohung erkennen und vermeiden

• notwendig für Angstkonditionierung!

Klassische Konditionierung:

• Neutraler Stimulus (Licht) wird mit aversivem Stimulus (Schock; US) gekoppelt, der eine Angstreaktion (UR) auslöst.

• Nach der Trainingsphase löst der neutrale Stimulus (CS) eine Angstreaktion aus (CR).

• Bei Ratten mit Amygdala-Läsionen funktioniert die Angst- konditionierung nicht!

Patient S.P. mit bilateraler Amygdala Schädigung, keine Erkennung von Angst

• Darbietung von blauen Quadraten (CS) für 10 sec, danach leichte Elektroschocks (US) am Handgelenk. Messung der Hautleitfähigkeit.

• Normale erwartete Angstreaktion auf den Schock (UR), aber keine Veränderungen nach blauem Quadrat (CS) trotz mehrmaliger Aquisition-Trials.

-> Amygdala notwendig für die Kopplung zwischen sensorischem Reiz und Emotion (CR), aber nicht um normale physiologische Angstreaktion (UR) auf aversiven Stimulus zu generieren.

S.P. selbst war bereits nach dem ersten Trial bewusst, dass nach dem blauen Quadrat ein Schock kommen wird, und über die Ergebnisse überrascht (umgekehrt bei Hippocampus-Schädigung!)

->Dissoziation zwischen intaktem expliziten Wissen über Angstkonditionierung und fehlender Angstreaktion zeigt, dass der Kortex ohne Verbindungen zur Amygdala nicht die physiologische Reaktion generieren kann.

• Emotionale Ereignisse und emotional aufgeladene Informationen werden besser erinnert.

• Emotional geladene Geschichten wurden grundsätzlich besser erinnert (unangenehme besser als angenehme)

  
  

Testpersonen wurden neutrale, angenehme oder unangenehme Geschichten vorgelesen oder Bildgeschichten präsentiert, deren Inhalt sie später reproduzieren mussten.

Ergebnisse:

• Emotional geladene Geschichten wurden grundsätzlich besser erinnert (unangenehme besser als angenehme).

  • Patienten mit bilateraler Hippocampus-Läsion: schlechter Abruf im Vergleich zu Gesunden, profitieren aber von emotionalen Inhalten.

Amygdala und Gedächtnisverstärkungseffekt

• Patienten mit linker Amygdala-Läsion: kaum emotionale Gedächtnisverstärkungseffekte (insbes. bei verbalen Geschichten).

• Patienten mit rechter Amygdala-Läsion: leichter emotionaler Gedächtnisverstärkungseffekt für unangenehme Geschichten

  • Amygdala vermittelt den Gedächtnisverstärkungseffekt

• Die Amygdala ist nicht das Angstzentrum im Gehirn, sondern eine zentrale Komponente innerhalb eines Netzwerks.

  • beeinflusst z.B. das autonome Nervensystem über den Hypothalamus (z.B. fight-flight) und erhöht die Aktivität im visuellen Kortex (mehr Aufmerksamkeit bei Bedrohung).

• Darüber hinaus spielt die Amygdala auch bei anderen emotionalen Prozessen eine Rolle, z.B. bei Lernprozessen positiver Assoziationen, belohnungsbasiertes Lernen.

• Amygdala wird nicht nur bei Angst-Stimuli sondern auch anderen negativen und positiven emotionalen Stimuli aktiviert.

  
  

Insula – Interozeption & Ekel

• Rolle bei Körperwahrnehmung (Interozeption), Aufnahme von Körpergefühlen wie Schmerz, Temperatur etc.

• Geruchs-/Geschmackswahrnehmung, sowie Wahrnehmung und Erkennung von Ekel.

  • Patienten mit Chorea Huntington insbes. Schwierigkeiten bei der Erkennung von Ekel (Mimik und vokaler Ekelausdruck), die neben der striatalen Atrophie mit Volumenminderung in der Insula assoziiert ist.

  • Patienten mit selektiven Insula-Läsionen zeigen Beeinträchtigungen bei der Erkennung von Ekel, aber weniger für andere Emotionen.

  • fMRT Studien: Aktivierung der Insula (nicht Amygdala) bei Ekelausdruck.

• eng verbunden mit exekutiven Funktionen

  • die insbesondere vom Frontalkortex gesteuert werden

• Funktionen, die in die Kontrolle von motiviertem Verhalten eingebunden sind: z.B. Zielgenerierung, Verhaltensauswahl, Verhaltensaktivierung, Verhaltenshemmung etc.

• Wichtige Regionen des Frontalkortex, die in die Kontrolle der Emotion und Motivation eingebunden sind:

  lateraler Präfrontalkortex (dlPFC, vlPFC) ventromedialer Präfrontalkortex (vmPFC) Orbitofrontalkortex (OFC)

• In Zusammenhang mit motiviertem Verhalten übernimmt der Orbitofrontalkortex (OFC) insbesondere eine verstärkende Funktion.

• Bewertung des aktuellen Verstärkungswerts eines Stimulus: neuronale Aktivität im OFC steigt mit zunehmendem Verstärkungswert eines Reizes

  • z.B. höhere finanzielle Belohnung,

  • größere Attraktivität von Autos, Gesichtern;

  • größere Geschmackspräferenz von Speisen, Getränken etc.)

• Verstärkungswerts eines Stimulus kontextabhängig Bsp Small et al. (2001): Testpersonen essen Schokolade zwischen mehreren fMRT Blöcken

  • Initial Schokolade als angenehm bewertet bei hoher Motivation sie zu essen. Je mehr Schokolade sie essen, desto niedriger ist der Anreizwert und die Motivation.

  • Verhaltensänderung auch im fMRT sichtbar: Verschiebung der OFC Aktivität vom medialen OFC (angenehm, Wollen) zum lateralen OFC (unangenehm, Nicht-Wollen)

Medialer OFC aktiv bei Belohnung Lateraler OFC: aktiv bei Bestrafung/Verlust

Nucleus accumbens spielt eine zentrale Rolle im Belohnungssystem und ist sowohl beim Erhalt als auch während der Erwartung eines Verstärkers aktiv

• Aktivität im Nucleus accumbens steigt je höher die erwartete (z.B. monetäre) Belohnung in einer Aufgabe ist

• größere Aktivierung, wenn die Belohnung höher als erwartet ist (positiver Vorhersagefehler)

• schwächere Aktivierung, wenn Belohnung niedriger als erwartet ist (negativer Vorhersagefehler)

Rolle des Nucleus accumbens bei Suchtverhalten:

• psychomotorische Stimulantien (Amphetamine, Kokain) steigern Belohnungseffekte über mesolimbische dopaminerge Projektionen aus dem Mittelhirn in den Nucleus accumbens.

Fähigkeit zur Hemmung von Emotion und Motivation wird über das Impulskontrollsystem vermittelt (Bechara, 2005).

Interaktion von zwei unterschiedlichen neuronalen Systeme:

aufsteigendes (bottom-up) System:

• Aktivität entfaltet sich vom Hirnstamm ausgehend „nach oben“ in den Frontalkortex

• Amygdala und/oder das ventrale Striatum vermitteln die unmittelbare Valenz (Schmerz, angenehme Gefühle) von Reizen

absteigendes (top-down) System:

• Präfrontalkortex wirkt absteigend und hemmt/kontrolliert die aufsteigenden Erregungen

• Soziale Regeln, durch Erfahrung erworbene Informationen werden bei der Wahl von Verhaltensweisen einbezogen

• Rolle bei Motivation, sozialen und emotionalen Stimuli, Bewertung der Kosten und Nutzen von Handlungen

• beim Erleben & Wahrnehmen von physischem Schmerz, aber auch sozialem Schmerz (Trennung, Isolation) beteiligt

• Eisenberger et al. (2003): Cyberball game im fMRT - Paradigma zur sozialen Isolation

  • 3 Personen (einschl. Testperson) werfen sich gegen- seitig Bälle zu. Bei der sozialen Isolations-Bedingung wird die Testperson nach einer gewissen Zeit ausgeschlossen.

• Aktivierung im ACC korreliert mit subjektivem negativen Gefühl

Empathie: Fähigkeit die Sichtweise eines anderen Menschen einzunehmen und seine Erfahrungen zu teilen.

Bsp: empathischer Schmerz, „Mitleiden“

Theorie of Mind (ToM):

• Fähigkeit sich in einen Interaktionspartner hineinzuversetzen und Hypothesen über seinen aktuellen und zukünftigen mentalen und emotionalen Zustand zu entwickeln.

Simulationstheorie

• Menschen versetzen sich in die Situation eines anderen und bemühen sich, ihn zu verstehen bzw. sein Handeln zu interpretieren oder vorherzusagen.

• Wahrnehmung der Handlungen und der emotionalen Ausdrücke eines Interaktionspartners aktiviert beim Betrachter die gleichen Hirngebiete, die bei der Produktion dieser Handlungen und emotionalen Ausdrücke aktiv sind.

  • Erweiterung des Konzeptes der Spiegelneurone auf Emotion und Sensorik:

  • Bsp: Insula Aktivierung nicht nur wenn man selbst Ekel empfindet, sondern auch bei Ekelausdruck in Gesichtern von anderen Personen.

• kognitive Empathie (≈ ToM)

• vs. affektive Empathie (≈ Simulationstheorie)

Patienten Amygdala Läsion:

• zeigen keine CR, sind sich aber bewusst, dass CS und US gekoppelt präsentiert wurden.

Patienten Hippocampus Läsion:

• zeigen CR, können sich aber nicht an CS oder an die Kopplung von CS & US erinnern.

-> Doppelte Dissoziation: Hippocampus ist in den Aufbau von expliziten Informationen eingebunden, während Amygdala an unbewussten emotionalen Lernprozessen beteiligt ist

Insula & ACC Aktivierung, wenn Testpersonen leichte Elektroschocks bei nahestehenden Personen beo- bachten/antizipieren

„faire“ vs. „unfaire“ Spieler bekommen Elektroschocks

• empathische Schmerzreaktion bei guten/fairen

  Spielern, weniger ausgeprägt bei unfairen Spielern

• Männer: wenn unfairer Spieler geschockt wird Aktivierung im ventralen Striatum (Belohnung höher als erwartet!), die mit dem Wunsch nach Vergeltung korreliert! ≠ Widerspruch zur Simulationstheorie!