（基础心理学专业论文）中国古典音乐诱发情绪的生理活动研究.pdf

中国古典音乐诱发情绪的生理活动研究 摘要：本论文通过实验的方法来探讨情绪与生理指标之间的关系，尤其是情绪与脑电 之间的关系。2 0 名研究生参加了本次实验。我们选取相同的旋律但用两种不同乐器演 奏的乐曲，一种用筝演奏，一种用埙演奏。实验分两次完成：一次听筝乐曲，次听 埙乐曲。用多导生理仪记录被试在听音乐时的各项生理指标。对这些生理指标进行分 析，结果表明：( 1 ) 两种不同音色的乐曲成功诱发出了被试两种完全不同的情绪：悲 伤和愉快，而且没有性别差异。( 2 ) 男女被试的生理反应不同，在统计测量对不能混淆。 ( 3 ) 皮肤电反应不受情绪的影响，但是受性别的影响；愉快情绪下的皮肤温度高于悲 伤情绪下的皮肤温度；心率的变化受情绪和性别的交互影响。( 4 ) 无论是在悲伤情绪 下还是愉快情绪下，o 波、b 波、o 波、6 波和y 波能量都减弱，但是减弱的脑区 不同。( 5 ) 悲伤情绪与愉快情绪相比，a 波、6 波、0 波能量增强，但增强的脑区 不同；6 波则没有差异；y 波能量在中央区减弱。 关键词：情绪、脑电、音乐 p h y s i o l o g i c a lb a s e so f e m o t i o ne v o k e db yc h i n e s ec l a s s i cm u s i c a b s t r a c t ：w eh a v ei n v e s t i g a t e dt h er e l a t i o nb e t w e e ne m o t i o na n dp h y s i o l o g i cm e a s u r e ， e s p e c i a l l yt h er e l a t i o nb e t w e e ne m o t i o na n de l e c t r o e n c e p h a l o g r a m t w e n t ys u b j e c t st o o k p a r ti nt h ee x p e r i m e n t w ec h o s et h er h y t h md i s p l a y e db yt w o d i f f e r e n tm u s i c a li n s t r u m e n t s ， t h eo n ei sx u n ，a n dt h eo t h e ri sz h e n g c _ t h ee x p e r i m e n ti n c l u d e dt w op a r t s ：t h es u b j e c t s l i s t e n e dt oz h e n gm e l o d yf o rt h ef i r s tt i m ea n dl i s t e n e dt ox u nm e l o d yf o rt h es e c o n d t i m e t h em a i nr e s u l t sa n dc o n c l u s i o n sa r e ：( 1 ) t w od i f f e r e n tm e l o d i e se l i c i t e dt w od i f f e r e n t e m o t i o n s ：s a d n e s sa n dh a p p i n e s s a n dt h e r ew e r en o tg e n d e re f f e c t ( 2 ) t h ep h y s i o l o g i c r e a c t i v i t yo ff e m a l es u b j e c t sw a sd i f f e r e n tf r o mm a l es u b j e c t s ，s ow ec a nn o tm i xd a t ai n s t a t i s t i c ( 3 ) e m o t i o nh a v en o ti n f l u e n c e ds k i nc o n d u c t a n c e ，b u tg e n d e re f f e c th a v e i n f l u e n c e ds k i nc o n d u c t a n c e ，t h es k i nc o n d u c t a n c ei nh a p p i n e s sw a sh i g h e rt h a nt h es k i n c o n d u c t a n c ei ns a d n e s s h e a r dr a t ew a si n f l u e n c e db yi n t e r a c t i o no fe m o t i o na n dg e n d e r e f f e c t ( 4 ) i nd i f f e r e n tc e r e b r aa r e a s t h ee n e r g yo f w a v e st h a ta r ed i f f e r e n tf r e q u e n c yh a v e r e d u c e d i ns a d n e s s a n d i n h a p p i n e s s ( 5 ) i n d i f f e r e n t c e r e b r a a r e a s t h ee n e r g y o f a l f a , b e t a a n dt h e t aw a v eh a v ei n c r e a s e di ns a d n e s st h a ni nh a p p i n e s s i nc e n t e ra r e a , t h ee n e r g yo f g a m aw a v eh a v er e d u c e di ns a d n e s s k e y w o r d s ：e m o t i o n ；e l e c t r o e n c e p h a i o g r a p h y ( e e g ) ；m u s i c i l 学位论文独创性声明 本人郑重声明： l 、坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。 1 虿9 8 0 3 6 7 2 、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。 3 、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。 4 、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已经 发表或撰写过的研究成果。 意。 5 、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢 作者签名：囱蹙垒 日期：硇丑，堇! 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有 权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸 质版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图 书馆被查阅；有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索；有权将学 位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。 作者签名：壶) ! 箧熬。 日期：硼6 、j 、o 丽言 情绪( e m o t i o n ) 是心理学中一个重要的研究领域，它影响着人们的各种活动。近几年来，情 绪研究得到飞速发展，特别是将分辨率高、无创伤性的脑认知成像技术如f m r i 、p e t 等应用于情 绪研究，研究者能够在不损伤大脑的情况下直接观察正常被试在完成认知任务时大脑的活动情况， 使得研究将认知过程与脑活动直接联系起来，大大提高了研究结果的直观性和深入性。这些无损 性脑功能成像技术在脑机制研究中的应用，让研究在短时间内取得了一些实质性的突破，使得脑机 制的研究成为近十年来情绪研究十分活跃的领域。 认知神经科学是一个新兴学科，该学科的一个研究目的就是寻找与任务执行相关的神经基础 及其加工机制。多导生理仪是以研究脑电图( e e g ) 为主，辅以皮肤电、血压和心率研究的仪器， 具有综合各项生理指标的优点，这对于研究情绪来说，是十分必要的。因为在进行情绪体验与生 理变化的模式关系的实验研究中，测量被试不同情绪体验的皮肤温度变化或外周血流变化是很重 要的。 同时，虽然国外关于情绪的研究相对国内很多，近年来的神经成像研究( p e t ，f m r i ，e r p ) 也 成为一大趋势，而且使用诱发情绪的手段是多种多样的，包括视觉、听觉、回忆等等，p h a n w a g e r & l i b e r z o n ( 2 0 0 2 ) 做了一个回顾，发现利用听觉刺激诱发情绪的研究很少，国内的研究更为稀少， 目前还没有发现音乐诱发情绪的生理研究报告。 由于国外对音乐与情绪的研究较多，所用的音乐刺激都是交响乐或是歌剧中的音乐，还没有 采用中国民族音乐的研究，虽然它们诱发的情绪都是相似的，而且这些研究多使用p e t 和t m r i 来 进行的，关于e e g 的研究很少。 音乐有益健康这一结果众所周知，情绪在调整人体生理过程中的作用也是很清晰的，所以人 们才期待音乐对人体有多种多样的激励作用。尽管音乐对情绪的影响是众人皆知的，但在生理上 具体表现为什么，还是很模糊的。这一研究有助于认识音乐诱发的情绪如何影响人的生理。 到目前为止，国外研究听觉诱发的情绪采用的都是交响乐，而且在研究脑电时采用的是左右 半球分开的方法，得出结论：积极情绪更多由左脑完成，消极情绪则更多的是右脑活动，没有更 详细的结论。鉴于此，在本研究中选择了中国的传统民乐阳关三叠作为刺激来诱发情绪，以 研究生作为被试，通过使用多导生理仪记录被试的生理指标，探讨与情绪相关的生理指标以及脑 电波能量变化情况，为情绪的理论研究提供实验依据。实验为2 ( 埙、筝) 2 ( 男、女) 因子实 验设计。 对主观体验调查问卷进行统计发现：被试倾听埙乐曲时悲伤得分显著增加，愉快得分显著降 低，这说明埙乐曲成功的诱发出了被试的悲伤情绪，同时降低了被试的愉快情绪；倾听筝乐曲时 愉快得分显著增加，这说明筝乐曲成功的诱发出了被试的愉快情绪。两种情绪的差异是显著的， 即：这两种乐曲诱发出两种完全不同的情绪，这两种情绪在主观体验上也是完全不同的。 在生理指标上，血氧饱和度、呼吸频率和呼吸幅度音乐类型、性别主效应上没有显著差异， 也没有音乐类型和性别的交互作用。虽然它们在本实验中变化不显著，但不能就此说明情绪与血 氧饱和度、呼吸频率和呼吸幅度三项指标没有联系。皮肤电反应不受情绪的影响，但是受性别的 影响。愉快情绪下的皮肤温度高于悲伤情绪下的皮肤温度。心率的变化受情绪和性别交互影响。 不同情绪下的脑电变化也非常明显，无论是在悲伤情绪下还是愉快情绪下，n 波、b 波、o 波、6 波和y 波能量有所减弱，但是减弱的脑区不同。悲伤情绪与愉快情绪相比，n 波、b 波、 o 波能量有所增强，但增强的脑区不同：6 波则没有差异：y 波能量在中央区减弱。并且发现： 男女被试的生理反应不同，在统计测量时不能混淆。 2 第一部分文献综述 1 情绪与e e g 含义： 情绪( e m o t i o n ) 是一种由客观事物与人需要相互作用而产生的包含体验、生理和表情的整合 性心理过程。它是人脑的高级功能，保证着有机体的生存和适应，对个体的学习、记忆、决策等 有着重要的影响。情绪也是个体差异的来源，是许多个性和心理疾病的关键成分。但情绪体验具 有很大的主观性，很难把握。研究情绪需要把主观的指标转抉成客观的测量指标。 e e g ( e i e c t r o e n c e p h a l o g r a p h y ) 是记录神经细胞无时无刻都在进行的自发性、节律性、综合 性放电活动的技术手段，通过a 、8 、0 波可以定位大脑的活动。 2 关于情绪生理基础的脑成像研究 情绪对认知的影响越来越被人们所重视，情绪与记忆、情绪与学习、情绪与决策都成为研究 热点。但我们对于情绪的神经生物学基础了解非常少。 2 1 关于情绪生理基础的p e t 和f 敞i 研究 对情绪的p e t 和f n t i 已经有很多人做过( s c h a e f e r l a l s o d ，1 9 9 6 ；b a k e r & f r i t h ，1 9 9 7 ；r o l l s , 2 0 0 0 ) 。在这些研究中没有一个特殊的大脑皮层是一贯有活性的，利用不同的个体情绪( 快乐、悲 伤、沮丧) 和感应方法( 视觉、听觉) 的实验指出，没有单个大脑区域是被所有情绪激活的。许 多研究者假设，情绪操作的功能限定在特殊的大脑区域。例如，一些假设认为杏仁核与害怕相关 ( l e d o u x , 2 0 0 0 ) ，中间前额皮层被假设对情绪决策有特殊作用( d o m a s i o , 1 9 9 6 ) ，尽管关于一些 特殊情绪趋于总体一致性，但利用不同感应方式和图像技术进行的研究经常得出不一致的结果 ( p h a n w a g e r & l i b e r z o n , 2 0 0 2 ) 。 p e t 和f 躲i 的研究得出，悲伤是与下胼胝体扣带回( s u b c a l l o s a lc i n g u l a t e ) 相联系的，在从1 9 9 3 年5 月到1 2 0 0 0 年1 0 月的5 s 篇研究中，4 6 的悲伤研究报道了下胼胝体的活动，皮层定位到膝下前回， 比引起此区活动的其他任何情绪要高两倍。但在对健康被试悲伤的早期激活研究中有不一致的结 果，l i o t t i ：等人( 2 0 0 0 ) 就阐述了在被试达到期望的悲伤强度后，通过扫描证实了前部扣带回k a c c ) 的激活。而近7 0 的快乐研究报道了基底神经核( b a s a lg a n g l i a ) 的活动，这看法得到许多行为 调查的支持( b r e i t e r , 1 9 9 7 ；s t e i n , 1 9 9 8 ；k o o b ，1 9 9 2 ) 。 近来，研究者越来越注意运用听觉刺激来诱发情绪，而音乐是重要的听觉刺激，关于音乐与 情绪的研究也就越来越多。k r u m h a n s l ( 2 0 0 2 ) 提出，音乐：情绪和认知之间的连接。在这篇文章 里他指出，音乐是情绪的语言，提出“音乐情绪”这概念。早在1 9 9 8 年，l i s e 6 a g n o a 和b e r n a r d b o u c h a r d 就注意到了音乐和情绪之间的联系，他们发现了位大脑损伤的女病人i r 。经检测， 她的智力正常，记忆能力符合她的教育水平，虽然她失去了音乐认知和音乐表达能力，却保持音 乐欣赏的能力。在此之前，由于音乐情绪的解释有很大的个体性和易变性，没有从神经解剖的基 础上认识。k r u m h a n s l ( 2 0 0 2 ) 并没有给出音乐情绪的确切定义。p a r l i t z ( 2 0 0 2 ) 指出音乐是诱 发情绪的有力工具，它的加工依靠广泛分布的皮质神经网络，包括较高的颞部和背侧部前脑，还 有顶叶的大脑区域。 另一个大脑损伤的病人( 右颞叶前部、顶叶的一部分) 失去了音乐的非情绪评估而保留情绪 评估( p a r l i t z ，2 0 0 2 ) 。涉及感知缺陷的系统损伤研究至今还在进行，从损伤性研究可以清楚看 出：大脑皮层特别是前脑叶在人类情绪的许多方面有重要作用。j a c l s o m 也认为左半球损伤是严重 抑郁和“灾难反应”的原因，右半球损伤在一些病人身上引起不适当的冷淡甚至是欣快症。这 假设证实了大脑两半球在情绪加工中的不对称性。 b e l l m a n ( 1 9 9 7 ) 假设积极情绪主要在大脑左半球，而消极情绪在大脑右半球。两耳分听实验 也研究了音乐情绪加工期间的大脑一侧化效应。b r y d e n ( 1 9 8 2 ) 证明了识别音乐刺激的情绪性质 的左耳优势，6 a g n o n 和p e r e t z ( 2 0 0 2 ) 辨别了相同音乐刺激的情感和非情感加工的区别。他们都 得出结论：快乐的旋律有右耳优势伴随，不快乐的旋律有左耳优势。这些都支持了左半球偏向积 极情绪加工，右半球偏向于消极情绪加工。 许多证据证明，功能脑成像与电生理测量相比有不同的结果。迄今为止，图像研究未能证明 明确的一侧化效应与不同情绪的关系。 2 2 关于情绪生理基础的e e g 研究 1 8 7 5 年，英国生理学家理查德卡顿从兔脑和猴脑中记录到微弱的电流。这一发现的l 陆床意 义在5 0 年后被认识到。德国精神病学家汉斯贝格尔在1 9 2 9 年最先记录到了人脑的电流，而e e g 就是利用高灵敏度生物信号放大器，将神经细胞自发产生的电活动接受、放大后。描记出来的连 续曲线，它是一种光滑、规则和重复出现的曲线。脑波的周期是指从波顶至下一个波顶f 或从波谷 至下一个波谷) 的时间。单位为毫秒。频率则是指1 秒钟内包括的周期数，即周期，秒，其单位为 h z 。因为神经细胞具有不同的活动规律，描记所得的脑电波在正常情况下有四种节律，国际上统 一将它们命名为a 波( 8 1 3h z ) 、8 波( 1 4 3 0h z ) 、o 波( 4 7h z ) 、6 波( 0 5 3h z ) 和y 波 ( 3 5h z 以上) 。n 和b 是快波，健康人记录到脑电图大多以它们为主，称为n 和b 占优势。 关于情绪大脑功能不对称的重要性已经被认可了，虽然左右半球的相对贡献还在争论中 ( t u c k e r w i l l i a m s o n ，1 9 8 4 ) 。在情绪的电生理学研究中，重点评估额叶、颞叶和顶叶8 - 1 3 h z 的a 频带宽度，而很少从功能上考虑到不同的a 成分或者其他的e e g 频带，这些成分可能是重要 的，我们应该评估最窄的e e g 频带，因为它可能帮助说明情绪加工。 4 情绪负荷可能与清晰的左右额叶和前颞叶的a 波活动模式有关，对过去积极或消极的个人情 绪事件的回忆可能引起额叶、颞叶和顶叶e e g 活动模式不同( h a r m o n r a y ，1 9 9 7 ；k u k i k e n m a t h e w s ，1 9 8 6 ) 。在情绪e e g 研究中一个潜在的假设，即8 - 1 3 h z 的n 活动增强是与这一皮层区域 的皮质活动减弱相联系的( s h a g a s s ，1 9 7 2 ) ，还有两半球相关能力的评估来推断( d a v i d s o n ，1 9 9 2 ) 。 因此，当a 节律变成去同步作用，可以推断在这一区域出现了较强的认知或情绪加工( b a r l o w ， 1 9 9 3 ) 。其他研究也指出在回忆个体积极或消极的过去情绪经历时有顶叶的激活( c o l l e t d u c l a u x ， 1 9 8 7 ) 。因素分析表明了有两个( h e r m a n n s c h a e r a r ，1 9 8 6 ) 或三个( & n d r e s e n ，1 9 8 4 ) 不连续 的q 频带，c o p p o l a ( 1 9 8 6 ) 发现顶叶最大的是7 - l o h z 频带，枕叶最大的是l o 一1 3 h z 频带，所以有 些研究者预测：低频带的a 活动比其他中等或较高的a 活动更可能区别积极和消极情绪状态。听 音乐时，在a 波范围内，有一种趋势：女性对于快乐的音乐产生少量的皮层觉醒，悲伤音乐产生 更多的皮层觉醒，特别是在大脑的后半部分( p a n k s e p p b e k k e d a l ，1 9 9 7 ) 。 在许多皮层区域呈现的较高频率的e e g 活动可能说明了情绪加工、认知和注意加工的不同类 型。8 活动，特别是在颞叶中的8 活动涉及到情绪加工。r a y 和c o l e ( 1 9 8 5 ) 发现，消极情绪与积 极情绪相比，颞叶的b ( 1 6 2 4 1 t z ) 活动更强烈。s c h e l l b e r g 等人( 1 9 9 0 ) 报道了一种趋势，即积 极情绪与消极情绪相比，在右颞叶有较大的1 3 ( 2 6 4 5 h z ) 激活，他在1 9 9 2 年证实了自己的报道。 m a t o u s e k 等人( 1 9 8 3 ) 证明颢叶b 活动与快乐强度也有关系。这些都支持h e l l e r ( 1 9 9 3 ) 假设： 右顶颞区对于情绪状态的总体调节是很重要的。 以前有研究报道，快乐和悲伤在不同的b 频带上引起颞叶或右颞叶的活动是很不稳定的 ( c o l e r a y ，1 9 8 5 ；s t e n b e r g ，1 9 9 2 ) 。但以前的很多文献中还没发现低频率的b ( 1 3 - 1 6 h z ) 活 动与情绪加工有联系，在c l a r k e t r i o l o ( 1 9 9 6 ) 的研究中把b 活动分为几个频带：b1 3 ( 1 3 5 - 1 6 4 5 h z ) b 1 6 ( 1 6 5 1 9 4 5 ) 、b 1 9 ( 1 9 5 - 2 5 4 5 h z ) 、p3 1 ( 3 1 5 - 3 7 4 5 h z ) 以及84 0 ( 3 7 4 - 4 1 7 h z ) 。他发现，b1 3 经常出现在额区和中央区域，但在运动时就消失了，比如眨眼， 而且b1 3 在情绪上半球不对称性的不同在睡眠时要比清醒时大。快乐与悲伤相比b1 9 在额区引 起更强烈的激活，在额区、中央区和枕区，快乐比悲伤在高b 频带上有更显著强烈的激活，b2 5 在快乐时右顶叶比左顶叶有强烈的激活，在这两种情绪中，b4 0 在右中央区和顶区也有显著激活。 几个其他的情绪研究( s c h e l l b e r ，1 9 9 0 ：s t e n b e r g ，1 9 9 2 ) 也报道了强烈的右半球的b 活动。但 是需要谨慎地阐明高频率的b 活动，因为它与肌肉伪迹是很相似的，在快乐和悲伤这两种情绪状 态下可能出现不同的面部肌肉伪迹，所以我们在进行研究的同时要注意评价肌肉活动并排出它在 e e g 中可能产生的效应。 0 节律也涉及到情绪和认知的加工( s i m o n o v ，1 9 8 6 ) 。s t e n b e r g ( 1 9 9 2 ) 发现0 活动的增强 与“内脏快乐”相联系，还发现在右侧额区，在头皮上记录到的几乎是接近边缘系统的位置，在 诱发情绪时显示了很强烈的0 活动的增强，对扣带回的颅内刺激导致“欣快症”，也有。节律活动 的增强。许多实验也显示了心理学现象与0 活动是相关的，s t e n b e r g 发现了与情绪加工有关的0 5 活动定位在一侧额区，可能反映了情绪刺激的边缘加工的不对称性。总之，e 节律是与情绪和认 知活动有关的。 低频a 活动区别了自己诱发的快乐和悲伤情绪状态的半球不同，然而中等和高频的a 却没有 区别出。而且这只限定在顶叶，在额叶和中央区域却没有。很显然，两种情绪都显示了与右顶区 相比，左顶区有少量的低。活动，但是在快乐和悲伤期间却没有更多的断言。在每个半球内部低 a 活动在情绪之间没有显著不同，但是每种情绪中两半球都有相关贡献。有趣的是，这个相同的 模式在低。活动上可以观测到，在高0 活动上则观测不到。低。活动，与觉醒和认知活动有关， 与左顶区相比，快乐时右顶区有更强烈的激活，在悲伤时没有显著的半球不同。 i s o t a n i 和l e h m a n n ( 2 0 0 2 ) 为了阐明积极、中性和消极情绪的大脑电活动的定位来源，采用 快乐和悲伤的音乐作为刺激，利用e e g 测量了健康被试的脑电图。得出结论：中性情绪与积极情 绪相比，在右侧较高的前额回，b 6 区( 前额叶) 右侧较高的前额回，b 6 区和中间内侧前额回，b 1 0 区( 前额脑叶) o2 、b2 、b3 波有更强烈的激活。消极情绪与积极情绪相比，在左侧海马回，b 3 6 区( 颞叶边缘叶) o 波有较强的激活。从而说明，在积极、消极情绪和大脑单侧化之间有普遍联 系，积极情绪更多由左脑完成，消极情绪则更多的是右脑活动。 情绪加工也有性别差异。d a v i d s o n 证明在自己诱发情绪状态时女性比男性的e e g 表现更大的 右半球激活。p a r l i t z ( 2 0 0 2 ) 发现在青少年成长时，只有女性显示了与杏仁核有联系的左侧前额 区激活逐渐增强，相比之下，男性不能显示与年龄相关的显著不同。女性比男性情绪引起相当大 区域的不对称，还有个争论是，加工听觉刺激时女性被试可能比男性被试情绪经历变化的程度 更大，范围更广。 2 3 情绪自主神经反应研究 早在我国古籍内经中就有关于情绪和内脏感觉的论述， 内经认为情志与脏腑有着极 为密切的关系，并以精、气的功用阐明了脏腑和情志的关系。如素问天元纪大论说“人有 五脏化五气，以生喜怒悲忧恐”，阐明了五志是由五脏藏精化气而生。素问举痛论总结出了 五志对人体的一些影响：“喜则气和志达，营卫通利”、“思则心有所存，神有所归，正气留而不行， 故气结矣”、“悲则气消”“恐则气下，恐则精却”，又有“怒伤肝、喜伤心、思伤脾、悲伤肺、恐 伤肾”等认识。在情绪心理学史上，第一个提出完整的情绪理论的詹姆斯认为：情绪总是与身体 的内脏活动变化相联系，每一种情绪都由它自身的特定内脏激起模式所伴随。但是坎农认为，自 主神经系统的激起是以“全或无”的方式参与情绪反应的，即自主神经系统在情绪产生中起着泛 化的作用。有关自主神经活动和情感反应关系的早期研究缺乏一致性。尽管这样，一些情绪生理 学家仍坚持认为，至少每一基本情绪都可能伴随唯一的自主神经系统的激起模式。e k m a n 等人 6 ( 1 9 8 3 ) 年发表了一篇文章，他们采用面部活动任务( 即引导被试形成与目标情绪相对应的面部 表情) 和想象任务引发愤怒、恐惧、悲哀、快乐、惊奇和厌恶六种情绪状态，并记录心率、左右 手指温、皮肤电阻和前臂屈肌舒张四项自主神经反应指标。研究结果发现：愤怒比快乐引起更多 的心率加快；恐惧比快乐引起更大的心率加快；恐惧比快乐引起更大的皮肤电升高；厌恶比快乐 引起更大的皮肤电升高。近年来也有许多研究者以不同的刺激诱导情绪，进一步证实了不同情绪 伴随不同自主神经活动模式。 2 4 关于情绪生理基础的中文研究 徐景波、孟昭兰等( 1 9 9 5 ) 利用录像片段诱发被试的正性和负性情绪，用e e g 测量被试的心 率和指端脉搏容积。结果表明：不同情绪下的自主生理反应是不同的。正性情绪下，心率变化不 显著，指端脉搏容积显著下降；负性情绪下，心率显著增加，指端脉搏容积显著下降。在正性情 绪下它们之间的相关不显著，但在负性情绪下有显著的负相关。这些都是和前人的研究结果是一 致的。而且还发现女性被试的心率反应水平比男性被试高，皮肤电反应的基础水平和反应水平比 男性被试低，因此在生理测量中不能把男、女被试的结果混在一起。关于情绪生理基础研究的中 文资料不是很丰富，没有发现其他的研究报告。 3 问题提出 关于情绪生理基础的研究基本达成一致，即无论采用视觉刺激还是听觉刺激，积极情绪的加 工偏向左脑，而消极情绪的加工偏向于右脑，而且不同的情绪有不同的大脑加工区域，如害怕激 活了杏仁核，悲伤与下胼胝体扣带回有关。国外对情绪生理基础的研究比较多，而国内的研究相 对薄弱。 相对于情绪的p e t 和f m r i 研究，多导生理仪有其明显的优势，它主要是研究e e g ，但是还研 究皮肤电、心律等，这些指标都是情绪必不可少的生理反映。而且国外都是研究e e g ，还很少有多 种生理指标的综合研究。 本实验的研究假设为：筝乐曲诱发被试的积极情绪，埙乐曲诱发被试的消极情绪：不同情绪 下的自主生理反应不同；不同情绪各种脑电的激活脑区不同。 7 第二部分研究方法 1 研究目的 用音乐作为刺激，以研究生为被试，运用多导生理仪记录各项生理指标，通过听音乐时的e e g 波形变化和生理变化情况，探讨情绪与其他生理指标的联系以及音乐引起情绪的性别差异。 2 研究方法 2 1 被试 随机选取2 0 名研究生( 8 名男生，1 2 名女生) ，年龄为2 2 2 8 岁( m = 2 5 ，s d = i 3 0 ) ，没有任 何脑部疾病。实验为2 ( 埙、筝) 2 ( 男、女) 因子实验设计。 2 2 实验材料 本研究实验材料包括调查问卷和刺激材料。 2 2 1 调查问卷 采用p l u t e h i k 制定的五分制情绪调查问卷( 重测信度见结果与分析) 、一般调查问卷和利手调 查表。见附表。 2 2 2 刺激材料 采用我国古典民族音乐阳关三叠。阳关三叠：古琴曲，是我国古代一首优秀的乐曲。这 首乐曲产生于唐代，是根据著名诗人兼音乐家王维的名篇送元二使安西谱写而成的。由于当 时演奏时曾将其中某些诗句反复演奏三遍，故名阳关三叠，也因为诗中有“渭城”、“阳关”等 地名，所以，又名渭城曲、阳关曲。这首乐曲在唐代非常流行，不仅是由于短短四旬诗句饱 含着极其深沉的惜别情绪，也因为曲调情意绵绵、真切动人。大约到了宋代，阳关三叠的曲谱 便己失传了。目前所见的古曲阳关三叠则是一首琴歌改编而成。现今经常演奏之阳关三叠 琴歌，出自清末张鹤所编琴学入门，全曲3 大段，即3 次叠唱，每次叠唱除原诗外，加入若干 词句，系从原诗诗意发展而来，结束时添加尾声。 阳关三叠全曲曲调纯朴而富有激情，略带淡淡的愁绪，以同音反复作为结束音，强化了 离情别意及对远行友人的关怀，与诗的主题十分吻合。阳关三叠除作为歌曲演唱外，亦经常作 器乐演奏，其中以琴曲、筝曲、二胡曲、埙曲较有影响。本实验选用的是筝曲和埙曲，每首乐曲 都为独奏。 2 3 实验程序 本实验设计要求每名被试均听埙乐曲和筝乐曲。在实验前对被试的倾听顺序做了安排，采用 抵消平衡法，以避免顺序效应。被试一次只听一首乐曲，在另外的时间听第二首。 8 被试到实验室熟悉环境和仪器后，填写利手调查表和情绪调查问卷。 被试进入屏蔽室，开启多导生理仪，先播放l m i n 白噪音，作为基础值，之后播放埙乐曲( 筝 乐曲) 。乐曲呈现完毕后再呈现i m i n 白噪音，作为恢复值。为了防止眼动，在实验过程中要求被 试闭眼倾听。为了避免外界干扰，让被试佩戴耳机倾听。 第二段白噪音呈现完毕后，关闭实验程序并让被试填写情绪调查问卷和一般调查闯卷。回答 被试提出的问题，周后让被试在同一时间来进行第二个实验。第二个实验的程序与第一个实验 相同，不同的是第二个实验听筝乐曲( 埙乐曲) 。两个实验均做完，一个被试的实验才完毕。如果 第一个被试在两个实验中听乐曲的顺序是埙一筝，那么第二个被试在两个实验中听乐曲的顺序则 是筝埙。 2 4 信号记录与数据处理 利用b i o p a cm p l 5 0 系统测量脑电、心电、皮肤温度、皮肤电、血氧饱和度、呼吸6 项生理 指标，所有图形都呈现在主试电脑上。转换为数字后用s p s s l 0 0 进行方差分析。 实验所得到的生理指标涵义： 1 、皮肤电反应：是一种反映交感神经节后纤维功能状态的表皮电位，可由内源性或外源性刺 激所诱发。它是一项比较客观的生理指标，本实验中单位为伏特( v o t t s ) 。 2 、心率：是指单位时间内心脏搏动的次数，单位为次数份钟。 3 、氧饱和度：又称动脉血氧饱和度( s p 0 2 ) ，指血红蛋l ! l ( h b ) 的氧和程度的百分比，正常值 9 5 ， 它取决于血液中氧分压的高低，单位为。 4 、皮肤温度：人体皮肤表层的温度，在本实验中用被试左手中指上端温度来表示，本实验中 单位为伏特( v o t t s ) 。体温有昼夜、不同生理情况下、年龄和性别的差异，还受到精神因素的影响。 5 、呼吸频率：人体与外界气体交换的过程称为呼吸。呼吸频率是描述单位时间内呼吸的次数， 受到各种内源性和外源性因素的影响，单位为次数，分钟。 6 、呼吸幅度：人体胸廓内气体压力随着呼吸而发生的变化，本实验中单位为伏特( v o t t s ) 。 7 、脑电：从头皮上纪录的大脑皮质神经元持续的自发性、节律性、综合性的放电活动，本实 验中脑电能量单位为d b v 。 刺激用s u p e r l a bp r o 软件呈现。使用e l e c t r o - c a p 系统】6 导电极帽记录脑电，电极排列位置根 据国际1 0 2 0 系统安放，见图1 ，采样点为2 0 0 h z s ，。所有信号经过b i o p a cm p l 5 0 系统放大， 传到主试室电脑上被记录。脑电数据离线分析。 脑电处理：每段乐曲取前5 m i n 的脑电，取后一段l m i n 白噪音作为对比，对原始的脑电进行 滤波，得到纯净的a 、b 、6 、e 、y 波，再对这些波进行傅立叶转换( f f t ) 。得到每一种波经 过傅立叶转换后的最大值和最大值时的频率，所有数据都导入s p s s l 0 0 ，进行方差分析。每一区域 分别用以下电极作为代表：枕区( 0 1 0 2 ) 、顶区( p 3 p 4 ) 、中央区( c 3 c 4 ) 、额区口p i f p 2 f 7 f s ) 7 6 q 颞区 9 ( t s t 6 ) 。 心电图的处理：首先对心电图进行5 0 h z 干扰频率的滤波，然后以r r 间期为一个心动周期 计算心率。 皮肤温度、皮肤电反应、血氧饱和度的处理；应用仪器自带的m p l 5 0 软件系统实时纪录上述 各项指标。 呼吸频率、呼吸幅度：用m p l 5 0 系统提取呼吸信号，再通过其自带软件得到呼吸频率和呼吸 幅度两个指标。 对主观体验的原始结果，分别用实验后的各项得分减去实验前的各项得分，以这种变化值作 为进一步统计分析的数据。 图1 电极记录点头皮分布图 1 0 第三部分结果与分析 3 1 主观体验变化的差异性检验 对情绪调查问卷进行重测信度检验，情绪调查问卷的八个体验项目的相关性得分都大于5 0 ， 信度检验系数分别是：愉快为6 3 ，平静为7 5 ，惊奇为8 3 ，恐惧为5 3 ，悲伤为9 5 ，兴趣为7 3 ，厌 恶和愤怒都为9 8 。这些数字表明，这个情绪调查问卷有较好的信度。 多元方差分析的结果表明，被试的主观体验体验只受音乐类型的影响，不受性别的影响。多 元方差分析也表明，在听埙乐曲时，愉快得分显著降低( f t b ) = 5 2 6 ，p = 0 4 9 ) ，悲伤得分显著增加 ( fn 、。8 ) = 4 1 9 2 ，萨o o o ) 其他情绪则无显著差别；在听筝乐曲时，愉快得分显著增加( f ( 1t b ) = 7 9 2 8 ， 萨0 0 0 ) ，其他情绪则无明显差别。虽然筝乐曲状态下并没有悲伤得分的明显下降，但是这些也能 说明，埙乐曲诱发出了明显的悲伤情绪，而筝乐曲诱发出了明显的愉快情绪。 表1 实验前后主观体验变化表 注： 尸 0 0 5 ，料p 0 o l ；以下同。m 为平均数，s d 为标准差，以下同。 表2 是倾听不同类型音乐产生的主观体验变化的比较结果。表2 的结果表明，倾听不同类型 音乐所产生的两种情绪体验差异显著，这也意味着这两种音乐分别诱发出了两种性质完全不同的 情绪：筝乐曲诱发出了愉快情绪，而埙乐曲诱发出了悲伤情绪，并且它们之间有明显的差别。 表2 倾听不同音乐时主观体验变化表 愉快 一6 5 - - - - - 1 2 71 1 0 + 5 5 平静 惊奇 恐惧 悲伤 厌恶 兴趣 愤怒 一2 5 1 2 1 一3 0 8 0 1 5 4 - 8 1 一1 8 5 1 0 9 1 5 5 9 一3 0 1 3 0 1 5 5 9 1 5 8 1 一2 0 8 3 1 0 5 5 一3 0 7 3 1 5 3 7 4 5 1 4 7 0 5 2 2 1 1 4 4 0 0 2 1 6 2 5 # 0 0 2 8 6 2 6 3 2 自主神经反应数据与分析 在本实验中，测得的生理反应包括自主神经生理反应和中枢生理反应。中枢生理反应即是指 脑电指标。所以在结果这一部分对自主神经反应和中枢生理反应分别进行分析。 自主神经反应一共测得皮肤电反应、皮肤温度、心率、血氧饱和度、呼吸频率和呼吸幅度六项 指标，方差分析表明：血氧饱和度、呼吸频率和呼吸幅度在各项因素上都没有显著差异。所以以 下只对皮肤电、皮肤温度和心率三个指标进行详尽分析。 3 2 1 皮肤电 多元方差分析表明：音乐类型的主效应不显著( fn l - 8 ) = 8 8 2 ，旷3 6 0 ) ，性别的主效应显著( f ( 1 、 - s ) = 1 6 8 2 ，7 = 6 0 1 ) ，性别与音乐类型的交互作用不显著( f 0 1 8 ) = 1 9 0 ，俨6 6 8 ) 。这说明，皮肤电变化 受性别的影响而不受音乐类型的影响。对性别进一步进行多重分析，分析结果说明：在埙乐曲状 态下，男被试与女被试皮肤电变化差异显著( f0 。e - - 7 0 0 3 ，俨0 1 6 ) ；在筝音乐状态下，男被试与女 被试皮肤电变化差异也很显著( f ( 一。) = 1 3 2 l l ，p = 0 0 2 ) 。不同性别的被试在不同音乐类型下的皮肤 电数据见表3 。从表3 中可以看出：无论是埙乐曲状态还是筝乐曲状态，男被试皮肤电都比女被试 皮肤电高。 表3 不同性别的被试倾听不同类型的音乐时的基本数据 3 2 2 皮肤温度 皮肤温度的基本数据见表4 。 1 2 表4 皮肤温度的基本数据 对所得皮肤温度数据进行重复测量的a n o v a 分析，结果发现：性别主效应不显著( fu l - 8 ) = 4 9 9 ， 旷4 8 9 ) ，音乐类型的主效应显著( f “。s ) - 5 0 9 1 ，严0 3 7 ) ，音乐类型和性别交互作用不显著( f t u 8 ) = 7 9 4 ， 7 = 3 9 8 ) 。说明不同性别的被试倾听同一类型的音乐时皮肤温度没有明显差别，但是不同被试倾听 不同类型音乐时皮肤温度有显著差别。 进一步的多重比较表明，埙乐曲状态与白噪音状态相比，皮肤温度变化差异显著；筝乐曲状 态与白噪音状态相比，皮肤温度变化差异显著。埙乐曲状态与筝乐曲状态相比，皮肤温度变化差 异也显著，具体见表5 。从表5 中可以看出：被试在埙乐曲状态下，皮肤温度比白噪音状态下高， 但是比筝乐曲状态低：被试在筝乐曲状态下，皮肤温度比白噪音状态下高。这说明：被试倾听筝 乐曲时皮肤温度高于被试倾听埙乐曲时的皮肤温度。 表5 皮肤温度重复测量的a n o v a 统计结果 注：岫为平均数差异，p 为显著性值，以下同。 3 2 3 心率 心率的基本数据见表6 。 表6 各种刺激下心率的基本数据 重复测量的a n o v a 分析表明：音乐类型的主效应不显著，性别的主效应也不显著，说明不同 性别的被试倾听不同类型的音乐时心率没有明显差别。但是，音乐类型和性别的交互作用显著( f i i 。= 5 1 6 2 ，旷0 3 6 ) ，见图2 。这说明：心率变化是音乐类型和性别共同作用的结果。 图2 心率的音乐类型与性别交互作用图 音乐类型和性别有交互作用，对心率进行简单效应检验发现，女性被试在埙乐曲状态下与在 筝乐曲状态下相比，心率有显著差异( f ( 1 、1 1 ) = 5 0 5 5 ，p = 0 4 6 ) ，而且筝乐曲状态下心率高于埙乐曲 状态下的心率；男性被试在埙乐曲状态下与在筝乐曲状态下相比，心率没有显著差异( f ( 1 - 7 ) - l _ 2 2 4 ， 7 = 3 0 5 ) ；在筝乐曲状态下，女性被试与男性被试的心率没有差别；在埙乐曲状态下，女性被试与 男性被试的心率也没有差别。这说明，女性被试在倾听这两种乐曲时心率有明显差异，而男性则 没有差异。 3 3e e g 数据与分析 脑电分为。波( 8 - 1 3h z ) 、b 波( 1 4 3 0h z ) 、o 波( 4 - 7h z ) 、6 波( o 5 3h z ) 和y 波( 3 5 h z 以上) 。n 和b 是快波，健康人记录到脑电图大多以它们为主，称为n 和b 占优势。但为了谨 慎起见，本实验把五种脑电波都作了分析。经过处理本实验得到各种波经过傅立叶转换的能量最 大值和最大值时的频率。 3 3 1a 波 各个通道、各状态a 波的基本数据见表7 。 1 4 表7 各通道、各状态a 波的基本数据 表8 列出了各通道的a 波重复测量的a n o v a 统计结果。从此表中可以看出，在额区，f t f 8 这 一通道音乐类型的主效应显著( f ( 卜= 1 0 3 6 。p = 0 0 5 ) ，而f p l f p 2 的音乐类型不显著；在颞区，音 乐类型的主效应显著( f 。，= 8 5 5 8 ，p = 0 0 9 ) ：在枕区，音乐类型的主效应显著( f l1 8 ) = 5 1 9 4 ，p = 0 3 5 ) 。 各个脑区的性别主效应都不显著，性别与音乐类型的交互作用也不显著。这说明a 波变化受音乐 类型的影响，而不受性别的影响。 表8 各通道的n 波重复测量的a n o v a 统计结果 音乐类型在枕区、额区的f t f s 通道、颞区存在主效应，对音乐类型进行进一步检验，结果发 现：埙乐曲状态与筝乐曲状态相比，除了中央区、顶区、额区的f p f p 2 通道的a 波差异不显著以 外，其余枕区、额区的f t f , 通道、颞区的a 波差异都是显著的。这表明：在这三个脑区的三个通 道上，埙乐曲状态的a 波能量比筝乐曲状态的a 波能量高。 方差分析的多重比较也表明，埙乐曲状态与白噪音状态相比，在额区的f 7 f 8 、f p l f p 2 通道n 波 差异显著，其余脑区的。波没有差异；筝乐曲状态与白噪音状态相比，在枕区和顶区的n 波差异 显著，其余脑区的a 波也没有差异。见表9 。 表9 各通道、各状态的q