为了适应复杂的生存环境，包括人类在内的生命体，具有自动学习环境中哪些刺激预测着潜在威胁的能力。而当刺激没有达到意识水平表征时，人们是否仍能够习得这些刺激与恐惧的联结？情绪准备理论（Preparedness Theory）认为，采用威胁性相关的情绪刺激（如恐惧的面孔）与负性刺激（如电击）进行联结，对于无意识恐惧条件化的建立颇为重要。然而，关于无意识的恐惧条件化的建立是否一定依赖威胁性情绪相关的刺激存在争论。考虑到空间频率特征作为视觉刺激的重要基本属性，在情绪信息加工中扮演着重要角色，特别是对于威胁性相关刺激的处理被认为主要依赖刺激的低空间频率（Low Spatial Frequency，LSF）成分而不是高空间频率（High Spatial Frequency, HSF）成分，中国科学院心理研究所蒋毅研究组与王亮研究组合作，检验了建立无意识恐惧条件化的另一种可能：相比于刺激的情绪效价，其空间频率信息在无意识恐惧条件化的建立过程中可能也起着关键作用。研究采用情绪上中性的光栅刺激作为条件化刺激（Conditioned Stimuli，CS），并操纵其空间频率。同时，研究使用闪光融合范式（Critical Flicker Frequency，CFF）来操纵这些刺激的意识水平。以电击刺激为非条件化刺激（Unconditioned Stimuli，US）。研究通过记录皮肤电（图1 A-C）以及瞳孔的反应（图2 A）来比较不同空间频率和不同意识状态下的恐惧条件化过程。系列实验结果一致表明，在无意识条件下，情绪中性刺激的恐惧习得依赖低空间频率特征，即只具备低频率成分而不具备高频率成分的恐惧条件化刺激（CS+），相较于非恐惧条件化刺激（CS-），会引发更强的皮肤电反应（图1D-F）和更大的瞳孔扩张 （图2B-C）。此外，无意识的恐惧联结只需几个试次即可快速习得，但随着条件化的进程会逐渐习惯化（图2B），一旦移除US，已建立的恐惧条件化会迅速消退（图1E）。相比之下，在意识水平，高低空间频率的刺激均引发了相似的皮肤电反应差异（图1G），但恐惧习得发生得较慢，在移除US后，这种联结仍可以维持一些试次（图1H-I）。研究表明，无意识的恐惧条件化并不完全依赖威胁性相关的情绪刺激。即使是情绪中性的刺激也可以与非条件化刺激在意识下建立有效联结。这证明了无意识的恐惧条件化依赖刺激的低空间频率特征，而有意识的恐惧条件化则无空间频率偏好。研究显示，瞳孔反应与皮肤电反应一样敏感，可作为测量人类无意识恐惧条件化的有效生理指标。上述研究为无意识恐惧习得提供了新见解，揭示了空间频率在整个条件化过程中的关键作用，为未来研究的刺激选择提供了参考。此外，探讨无意识恐惧学习的机制，可以促进对焦虑障碍或恐惧症的深入理解。相关研究成果发表在Research上。研究工作得到科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项等的支持。论文链接图1. 记录皮肤电反应的实验流程、刺激和结果图2. 记录瞳孔反应的实验流程和结果