Naukowcy wyjaśnili, dlaczego w momencie zaskoczenia rozszerzają się źrenice

Artykuł został opublikowany w czasopiśmie „Nature Human Behaviour”.

W eksperymencie wzięło udział 63 osób. Na ekranie wyświetlano im kolorowe kwadraty i proszono o przewidzenie, jaki kolor pojawi się jako następny. Następnie uczestnicy informowali, co zobaczyli, i formułowali nową prognozę.

W trakcie zadania naukowcy mierzyli średnicę źrenic oraz rejestrowali aktywność elektryczną mózgu za pomocą elektroencefalografii. Do ostatecznej analizy udało się uzyskać 60 zestawów danych dotyczących reakcji źrenic oraz 57 zapisów EEG.

Gdy kolor nie pokrywał się z prognozą, źrenice uczestników rozszerzały się. Jednocześnie nasilał się określony składnik aktywności mózgowej — P3a, który wcześniej wiązano z reakcją uwagi na nowe i nieoczekiwane zdarzenia.

Szczegóły

Eksperyment wykazał, że ludzie postrzegali oczekiwane kolory z pewnym odchyleniem: to, co widzieli, wydawało im się bliższe temu, czego się spodziewali.

Po nieoczekiwanym wyniku wpływ wcześniejszych oczekiwań zmniejszał się. Uczestnicy dokładniej oceniali nowe informacje i korygowali kolejne prognozy, uwzględniając zmienioną sytuację.

Badacze uważają, że krótkotrwały wzrost pobudzenia fizjologicznego pomaga mózgowi zrozumieć, że dotychczasowy model zdarzeń przestał działać i należy go zaktualizować. Rozszerzenie źrenic stanowi przy tym jeden z zewnętrznych objawów takiej reorganizacji.

Autorzy porównują reakcję na nieoczekiwane zdarzenie do swego rodzaju mechanizmu aktualizacji. Mózg tymczasowo osłabia wpływ starego kontekstu, aby nowe informacje nie były oceniane wyłącznie w oparciu o dotychczasowe wyobrażenia.

Może to jednocześnie zmniejszać błędy percepcyjne i pomagać człowiekowi w szybszym uczeniu się w zmienionych warunkach. Mechanizm ten staje się szczególnie przydatny w sytuacjach, gdy otoczenie nagle zaczyna zachowywać się inaczej niż dotychczas.

Według naukowców zmiany wielkości źrenic wskazują moment, w którym mózg prawdopodobnie „przetwarza” nowy kontekst i dostosowuje swoje prognozy.

Nieoczekiwane zdarzenia wiąże się z aktywnością plamki niebieskiej – niewielkiego obszaru pnia mózgu, który stanowi jedno z głównych źródeł noradrenaliny. Ten neuroprzekaźnik bierze udział w regulacji czuwania, uwagi oraz reakcji na istotne zmiany.

Jednak w nowym eksperymencie naukowcy nie mierzyli bezpośrednio wyrzutu noradrenaliny ani aktywności plamki niebieskiej. Wielkość źrenic oraz wskaźniki EEG wykorzystano jako pośrednie markery fizjologiczne układu pobudzenia.

Autorzy oddzielnie zaznaczają, że rozszerzenie źrenic ma charakter niespecyficzny i może wynikać z różnych przyczyn. Dlatego wnioski opierają się nie na jednym wskaźniku, lecz na połączeniu danych dotyczących źrenic, aktywności mózgu oraz zachowania uczestników.

Dlaczego jest to istotne

Wyniki pomagają wyjaśnić, dlaczego organizm potrzebuje szybkiej reakcji fizjologicznej na zaskoczenie. Reakcja ta może nie tylko towarzyszyć stanowi emocjonalnemu, ale także odzwierciedlać przejście mózgu do bardziej elastycznego przetwarzania informacji.

Jednocześnie badanie przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych: uczestnicy pracowali z kolorami wyświetlanymi na ekranie. Na razie nie można z całą pewnością stwierdzić, że ten sam mechanizm w pełni wyjaśnia reakcję na złożone wydarzenia życiowe, zagrożenie lub wiadomości wywołujące emocje.

Ponadto badanie wykazało związek między sygnałami fizjologicznymi a zmianą zachowania, ale nie udowodniło, że samo rozszerzenie źrenic powoduje zmianę funkcjonowania mózgu.

Źródło

Badanie: Tiantian Li, Harrison Marble i in. Fluctuations in arousal reflect latent state transitions that facilitate behavioural optimization.

Czasopismo: „Nature Human Behaviour”, 2026.