（基础心理学专业论文）不同应激条件和呼吸生物反馈训练对健康人生理指标的影响.pdf

摘要 应激的反应并非是非特异性的。应激分为生理性应激和心理性应激。不同应激条件导致 不同的生理指标变化模式。呼吸生物反馈训练可以有效地调节自主神经系统的活动。本研究 考察了2 2 名健康成人在心算、看恐怖电影和呼吸生物反馈训练中皮电、心率、心率变异性 等外周生理指标和大脑皮层电位的变化。结果如下： 第一，心算、看恐怖电影和呼吸生物反馈训练三种情况下生理指标均有显著变化，且变 化模式不同。心算时皮电、心率、l f 、f 3 、1 4 点的。波功率、，1 3 、t 4 点的b 波功率显著 高于基线值；而h f 显著低于基线值。看影片时皮电、f 4 点的0 波功率、1 3 点的波功率 显著高于基线值；而心率、i ：3 、f 4 、p 3 、p 4 点的a 波功率、t 4 、1 3 、p 4 点的b 波功率显著 低于基线值。呼吸训练时的l f 值、u 矽h r l f 、f 3 、p 3 、1 4 点的9 波功率显著高于基线 值；而i - i f 值、i i f 显著低于基线值。 第二，心算和恐怖影片作为应激源，有其不同的特点。心算所致的应激反应较强但持续 时间较短，恐怖影片所致的应激反应强度较低但持续时间较长。 第三，呼吸训练可以显著影响自主神经系统的活动，且在进行呼吸训练时脑电也有变化。 对结果的分析提示脑电的9 节律能量的变化可能体现了大脑对自主神经系统的调节。 关键词应激，应激反应，自主神经，脑电，生物反馈。 a b s t r a c t t h es t r e s sr e a c t i o ni sn o tn o n s p e c i f i c t h e r ea r et w om a i nk i n d ss t r e s s o r o n ei s p h y s i o l o g i c a ls t r e s s o r , t h eo t h e ri sp s y c h o l o g i c a ls t r e s s o r d i f f e r e n ts t r e s s o rc a u s e dd i f f e r e n t c h a n g ep a t t e r n so fp h y s i o l o g i c a lp a r a m e t e r s a n da u t o m a t i cn e r v o u sa c t i v i t yc o u l db em o d u l a t e d e f f e c t i v e l yv i ar e s p i r a t i o nb i o f e e d b a c kt r a i n i n g t h ep r e s e n ts t i l d ye x p l o r e ds c a l pa n da u t o m a t i c n e r v o u ss y s t e ma c t i v i t yd u r i n gm e n t a la r i t h m e t i c ，h o r r i b l ev i d e oa n dr e s p i r a t i o nb i o f e e d b a c k t r a i n i n g , t h r o u g ha n a l y z i n gg s r , h e a r tr a t e ，h e a r tr a t ev a r i a b i l i t ya n dt h ep o w e rs p e c t r u mo f e l e c t r o e n c e p h a l o g r a m n er e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： f i r s t , p h y s i o l o g i c a lp a r a m e t e r sc h a n g e ds i g n i f i c a n t l yd u r i n gt h et h r e ed i f f e r e n tc o n d i t i o n s g s r ，h e a r tr a t e ，l f , 0r h y t h mo fe e gp o w e ri nf 3a n dp 4 ，br h y t h mo fe e gp o w e ri nt 3a n d t 4i n c r e a s e ss i g n i f i c a n t l yd u r i n gm e n t a la r i t h m e t i c ，w h i l e h fd e c r e a s i n gs i g n i f i c a n t l ya tt h e s a m et i m e g s r ，0r h y t h mo fe e gp o w e ri nf 4 ，1 3r h y t h mo fe e gp o w e ri nt 3i n c r e a s e s s i g n i f i c a n t l yd u r i n gh o r r i b l ev i d e o ，w h i l eh e a r tr a t e ，ar h y t h mo fe e gp o w e ri nf 3 ，f 4 ，p 3 ，i 4 ， 1 3r h y t h mo fe e gp o w e ri nt 4 ，p 3 ，p 4d e c r e a s i n gs i g n i f i c a n t l ya tt h es a m et i m e l f , l f h f , 旺 0r h y t h mo fe e g p o w e ri nf 3 ，p 3 ，a n dp 4i n c r e a s e ss i g n i f i c a n t l yd u r i n gr e s p i r a t i o nb i o f e e d b a c k t r m _ i g ，w h i l eh f , h fd e c r e a s i n gs i g n i f i c a n t l ya tt h es a m et i m e s e c o n d ，a l t h o u g hb o t hm e n t a la r i t h m e t i ca n dh o r r i b l ev i d e oa r ep s y c h o l o g i c a ls t r e s s o r s ，t h e r e a r es o m ed i f f e r e n c e sb e t w e e nt h e m c o m p a r et ot h es t r e s sr e a c t i o ni n d u c e db ym e n t a la r i t h m e t i c ， t h es t r e s sr e a c t i o ni n d u c e db yh o r r i b l ev i d e oi sw e a k e rb u tl o n g e r t h i r d ，r e s p i r a t i o nb i o f e e d b a c kt r a i n i n gh a ss i g n i f i c a n ti n f l u e n c eo nt h ea u t o m a t i cn e r v o u s s y s t e ma c t i v i t y e e gc h a n g e sd u r i n gr e s p i r a t i o nb i o f e e d b a c k t h ed a t as u g g e s t st h a ta l t e r a t i o no f 0r h y t h mo fe e gp o w e rm a y b ei n d i c a t eb r a i np l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei na u t o n o m i cn e r v o u s s y s t e mr e g u l a t i o n k e yw o r d s ：s t r e s s ，s t r e s sr e a c t i o n ，a u t o n o m i cn e r v o u ss y s t e m ，e l e c t r o e n c e p h a l o g r a m ，b i o f e e d b a c k h 学位论文独创性声明 本人郑重声明： l 、坚持以“求实、创新一的科学精神从事研究工作。 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。 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 了谢意 作者签名：傻盈塑垒 日 期：垄丝丝笙( d 丝文 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：堡銎塑曼 日 期：丕翌塞生互亟趁d o j - 翮雷 l 问题的提出 据美国人口普查局统计，2 0 世纪初导致死亡的主要原因是流感、肺炎、白喉、结核和 胃肠道感染。此后，随着发生在公共健康领域的第一场革命，这些疾病导致的死亡率大大降 低。如今，导致疾病和死亡的主要原因来自心理和行为两个方面，公共健康工作的重心已由 研究传染性疾病转向心理因素，这一转变被称为公共健康领域的第二次革命。而对应激的研 究是此中的重要组成部分。 应激的概念最早由加拿大生理学家h a n ss e l y e 提出。s e l y e 发现每天的注射过程而不是 注射的物质会导致老鼠的各种生理问题。此外，许多不同类型的环境改变也会产生类似的结 果。借用工程学的术语，他把引起这种非特异性反应的原因称为。应激”l l l 。s e l y e 关于应 激的观点在医学领域流布甚广，并被广泛接受。但是由于其过于强调生物学因素，忽视了心 理因素在应激中的作用，也招致了越来越多的研究者的批评陆舶。此外，他的有关应激反应 是非特异性的观点也为近来的研究所诟难 4 , 5 1 。这些研究指出，s e l e y 所谓的。非特异性”只 不过是反映了内分泌系统的自然特性，而生理指标对于不同应激源的变化并非是一成不变 的。 应激源主要可分为生活事件应激源和实验室应激源。其中，实验室应激源可分为生理性 应激源与心理性应激源。阎克乐等人提出嘲，心理性应激源可分为两类：一类是以智力活 动为主的智力操作性应激源，如心算：一类是以情绪活动为主的精神焦虑性紧张应激源，如 看恐怖电影。又有研究者认为，心理性应激源可以划分为有速度要求和无速度要求来分类1 7 1 。 有研究考察了不同应激源对心率和血压的影响【8 l ，也有研究对不同心理刺激诱发的交感和副 交感神经活动进行了比较 9 1 ，发现不同的心理应激引发的自主神经活动模式是不同的。以上 研究均未考察中枢神经的活动。但是已有研究表明，大脑中的一些核团和部分皮层构成了中 枢自主神经网络系统，与自主神经系统的调节密切相关【1 qn l 。因此，在对外周代表自主神 经活动的生理指标进行考察的同时，有必要将中枢神经系统的指标变化也纳入考察范围。 2 研究目的与假设 本研究拟通过实验室方法，以心算和看恐怖影片作为应激源，以皮电、心率、心率变异 性、脑电作为生理反应变化的评估指标，并通过呼吸生物反馈训练人为地操纵心率变异性的 改变，考察在这三种不同的处理条件下，中枢指标( 脑电) 和外周生理指标变化模式之间的 差异并结合前人研究，对其可能机制作初步探讨。 3 研究方法 3 1 研究对象 健康正常人2 2 名，男女各半，均为右利手，年龄2 0 3 0 岁，平均为2 5 8 2 2 6 1 。主要为 南京师范大学研究生，此外还有少量本科生和其它学校研究生。焦虑自评量表所测得之 标准分为2 2 4 4 分，平均为3 3 0 9 5 2 7 分。所有实验对象均排除有重性精神病史、脑器质性 疾病史、心肝肾疾病或代谢性疾病史、酒精药物依赖史。 3 2 研究所需参数的采集与分析 采集地点为南京师范大学生物反馈实验室，环境安静、整洁，室温保持在2 0 + 2 摄氏 度。使用荷兰m i n d m e d i a 公司生产的1 6 通道生物反馈仪及其配套的b i o t r a c e l 2 0 软件进行 生理指标的采集和分析工作。所需分析数据为脑电、皮电、心率和心率变异性，其中心率和 心率变异性由手指脉搏血容积传感器所测数据换算而得。 电的记录采用单极导联记录法。电极放置按标准1 眦2 0 系统法安放电极，分别为f 3 、 f 4 、1 3 、t 4 、c 3 、c 4 、p 3 、p 4 ，地极放在前额正中位置，即f p z 点，电极与头皮之间的电 阻小于5 0 0 0 欧姆，e e g 放大器的滤波带宽为0 4 5 h z ，采样频率为5 1 2 h z s 。实验结束后， 对脑电结果进行去眼电、脑电分段、滤波和排除伪迹等一系列处理。脑电类型按照频率分成 四类：6 波、0 波、q 波和b 波，因为睁眼时6 波受眼动影响较大，本研究选取0 波、q 波 和b 波三种脑波，对它们的能量值进行分析。 皮电通过缠绕于右手食指和无名指最上端指节的两个电极记录，两电极紧贴指腹正中， 所测得指标为皮肤电导，采样率为3 2 h 咖。 心率和心率变异性均由手指脉搏血容积换算而得。手指脉搏血容积传感器为指夹状，夹 于右手大拇指上，采样率为1 2 8 h 咖。本研究选取心率变异性频域的l f 、h f 、u f 、l f 、 h f 作为分析的指标。 3 3 实验材料 心算材料：自编算术题一套，为三位数减两位数的借位减法，如：“4 3 7 - 6 9 = ”。所有 题目均经数字随机排列组合而成，无重复题，每一题中无重复使用的数字。心算题目用 e - p r i m e 软件控制呈现时间。使用一台p c 机和1 7 英寸三星纯平显示器作为题目呈现工具。 要求被试口头报出答案。 影片材料：选取影片寂静岭中的血腥恐怖场面，剪辑成约5 分钟的片段。电影评论 家r o g e re b e r t 虽然认为其故事情节、对白和动作稍有平淡，但对画面效果和拍摄手法给予 了充分肯定，认为其画面“确实很恐怖”。由于本研究需要在较短时间内给予实验对象以较 强烈的情绪应激，因此相对于情节等其它元素相比，画面是首要影响因素。影片剪辑使用的 是软件会声会影9 0 版。使用一台p c 机和1 7 英寸三星纯平显示器呈现影片，并配备一对耳 塞以接收声音，使用暴风影音播放器播放影片，播放全程中音量适中且保持不变。 呼吸生物反馈训练：将呼吸指示器呈现在电脑屏幕上，指示被试依照6 次分钟的频率 进行呼吸。 3 4 实验设计及程序 本研究为2 x 3 3 的三因素混合实验设计。性别( 男性、女性) 为被试间变量，处理条 件( 心算、影片、呼吸训练) 、实验间期( 基线期、处理期、恢复期) 为被试内变量。采用 多因素重复测量方差分析和配对t 检验等方法对数据进行统计分析。 正式的生理指标记录过程主要分为九个步骤，分别为：心算前的基线期、心算、心算后 的恢复期、影片前基线期、看影片、影片后的恢复期、呼吸训练前的基线期、呼吸训练、呼 吸训练后的恢复期。其中，一半被试先做心算后看恐怖电影；另一半被试先看恐怖电影后做 心算；所有被试均在接受完两种应激之后再进行呼吸训练。 2 3 5 实验结果 1 经统计分析发现，性别无主效应。 2 心算时皮电、心率、l f 、f 3 、p 4 点的0 波功率、1 ：3 、t 4 点的b 波功率显著高于基线 值；而h f 显著低于基线值。其它各指标恢复期的值，除了皮电之外，与各自对应的基线 值相比无显著差异。 3 看影片时皮电、f 4 点的0 波功率、b 点的b 波功率显著高于基线值；而心率、f 3 、f 4 、 p 3 、p 4 点的q 波功率、t 4 、1 3 、p 4 点的b 波功率显著低于基线值。恢复期皮电、t 4 、c 4 、 p 3 、p 4 点的0 波功率显著高于基线值；h f 、f 3 、f 4 点a 波功率、1 3 、t 4 、p 3 点i s 波功 率显著小于基线值。 4 呼吸训练时的l f 值、l f h f 、l f 、f 3 、1 3 、p 4 点的0 波功率显著高于基线值；而h f 值、h f 显著低于基线值。恢复期的l f h f 显著高于基线值；h f 值、h f 显著低于基线 值 5 心算时皮电、心率、u h f 、l f 、f 3 、f 4 、p 3 、p 4 点的0 波功率、f 4 、p 3 、p 4 点的。 波功率、1 3 、t 4 、p 3 、p 4 点的b 波功率均显著高于看电影时；而h f 值则显著低于看电影 时。说明较恐怖影片来说，心算诱发的神经系统反应更大。表现在自主神经系统上，为心算 引发的交感神经的兴奋性更强；表现在中枢神经系统上，为心算诱发的0 波、1 3 波功率的增 强显著大于恐怖影片所诱发的。 6 心算结束后，除皮电之外，各指标均恢复到了心算前的水平说明虽然心算引起的应激 反应强度较大，但当心算刺激去除后，应激反应很快消退。心算诱发的应激反应是“强烈而 短暂的”。 7 恐怖影片看完后，恢复期皮电、t 4 、c a 、p 3 、p 4 点的0 波功率显著高于基线值；h f 、 f 3 、f 4 点a 波功率、t 3 、t 4 、1 3 点8 波功率显著小于基线值。说明尽管被试已经不再接受 影片刺激，但是应激反应仍然维持。恐怖影片诱发的应激反应是“较弱但持久的”。 8 呼吸训练结束后，u 垤珂显著高于基线值；i - i f 值、h f 显著低于基线值。说明呼吸训 练尽管已经停止，但是仍有一定的后效。 4 总的结论 1 心算、恐怖电影和呼吸训练均能使生理指标发生改变。 2 心算和恐怖电影属于两种不同的应激源，所诱发的生理反应模式也不同。 3 呼吸训练可以调节自主神经系统的活动。 4 脑电与自主神经系统之间存在关联，其中主要体现在0 波的功率变化上。 5 不同的生理指标有其不同的反应特点。皮电变化灵敏，但一旦升高，就很难恢复；而心 率变化较易恢复。 6 p 波功率和心率之问可能存在相关。 3 第一部分文献综述 l 应激 1 1 应激概念的形成和发展 对应激的研究起源于2 0 世纪三四十年代。1 9 3 6 年，年轻的加拿大生理学家h a n ss e l y e 意外地发现，在他给一组老鼠注射一种化学提取物后，这些老鼠出现了溃疡和包括免疫系统 衰退在内的各种生理问题。s e l y e 对这一结果进行了进一步的研究，他发现罪魁祸首并非是 注射的化学物质，而是每天的注射过程本身。此外，许多不同类型的环境改变也会产生相同 的结果。借用工程学的术语，他把引起这种非特异性反应的原因称为应激【l l o 而w a l t e rc a n n o n 则指出应激反应包含一个复杂的交互作用，是交感神经系统的唤醒与 肾上腺分泌的激素间的交互作用【1 2 1 。此后，应激的概念得到不断地丰富和拓展，许多心理 学家、生理学家均试图对其重新进行界定。例如，l a z a r u s 认为，应激是指环境或内部心理 学家、生理学家对其重新进行了界定。l a z a r u s 认为，应激是指环境或内部的需要超出个体 或社会系统或机体组织系统的适应能力【2 1 ，他还特别强调认知因素在应激反应中的作用，注 重对应激的过程进行研究，是现代应激的认知应对研究领域的先孵1 3 l 。我国的研究者主要 认为，应激是个体面临或察觉( 认知、评价) 到环境变化( 应激源) 对机体有威胁或挑战时 做出的适应和应对的过程【1 们，是机体受到强烈刺激或有害刺激以后产生的非特异性反应【1 5 l 。 总而言之，应激是一个比较模糊的概念，研究者对此概念的理解也各不相同。在不同场 合，应激有时被用来指“刺激”，有时又用来指有机体对外界的“反应”，还有时兼指刺激和 反应，表示“刺激和反应之间的相互作用”。但是粗略归纳起来，大致可以将应激的理论分 为应激的生理学学说和应激的心理学学说两大类。 1 1 1 应激的生理学学说 s e l y e 关于应激的学说是此类学说的代表。s e l y e 的学说认为，机体对于持续应激的反应 经过了几个阶段。第一个阶段是警报阶段，即对即时的危险或威胁做出的典型的警觉反应； 第二个阶段是抵御或适应阶段，此时机体动用多种机制对应激做出反应；如果应激过强或持 续过久，则进入衰竭阶段，机体会遭受长期的损害甚或死亡【1 6 1 。s e l y e 将这个结果成为“一 般适应性综合症”( g e n e r a l a d a p t a t i o ns y n d r o m e ，简称g a s ) 。近来众多研究已证实了s e l y e 的关于慢性应激会引发长期的机体损害或者导致死亡的观点【1 7 埔】。 在s e l y e 尝试解释应激的过程中，曾对这个概念进行过过几次修正。最后，s e l y e 认为， “生物的应激是身体对给予它的任何要求的非特异性反应”【1 6 l 。由此可见，s e l y e 学说的中 心是放在身体对紧张条件的适应性反应上的。应激反应的非特异性成为s c l y e 应激理论的显 著特征 3 1 。但是，s e l y e 的这种非特异性理论也招致了很多研究者的批评。例如，m a s o n 的 研究表明，应激反应的非特异性并非像s e i y e 认为的那样广泛，不同应激源引起的肾上腺一 一皮质系统的活动可以增、减或不变【4 l 。另外，l a c e y 也发现了“方向背离”现象，即在不 同的应激状态下，生理指标( 如皮肤电导或心率) 的变化并非同向的【5 1 。这个结果说明，应 激反应并非是一成不变的。应激不是通过单一的综合症( 一般适应性综合症) ，而是通过多 种型式表现出来的。 4 雾一雾锄半姆 衡。而应激反应正是通过影响喾7 r i甓、亳 神经、内分泌和免疫关系三角 。，呵 气、 而起竺二竺：1 圆兰莓网 早期的应激生理机制研 。m 。& i 。i 姓。i f - 5 但后来的研究表明，大脑和自主神经系统在应激反应中同样具有重要作用。应激反应的主要 的应答途径为下丘脑垂体系统和自主神经系统 2 0 i 。其中，下丘脑垂体肾上腺 皮质( h p a ) 轴的激活以及由此引起的肾上腺糖皮质激素分泌的增加，是应激反应的最主要 特征田j 。 1 2 1 下丘脑垂体一肾上腺皮质( h p a ) 系统 研究表明，下丘脑垂体肾上腺皮质系统在对免疫系统的影响中发挥中心作用， 咧。当应激发生时，下丘脑释放促肾上腺皮质释放激素( c r h ) 。位于垂体腺的c r h 受体 接收到信号后，即促进垂体前叶分泌促肾上腺皮质激素( a a m ) ，从而促进肾上腺皮质醇 等激素的释放1 2 4 1 。这些激素作用于免疫系统，能够抑制或损害具有免疫功能的t 细胞和b 细胞，导致机体免疫力下降。s e l y c 尤其强调下丘脑垂体一肾上腺皮质系统在应激反 应中所起的作用。 近来研究发现，t i p a 轴和边缘系统也有着紧密的联系。下丘脑位于脑干上部，紧靠边 缘系统。而控制情绪和记忆的海马属于边缘系统，且对肾上腺皮质醇很敏感，当h p a 轴活 动过强时，海马有助于终止应激反应。但有研究发现【蝎l ，在对慢性应激做出反应时，肾上 腺皮质醇水平的增高将会杀死海马的神经细胞，损害海马的活动，削弱其终止应激反应的能 力。而反过来，此过程会导致肾上腺皮质醇的进一步过量分泌，加速海马的老化，从而形成 恶性循环。此发现表明，慢性应激所致的皮质醇分泌会对躯体功能产生长久的影响，包括对 大脑的损害。 1 2 2 交感一肾上腺素能系统 c a n n o n 在早期的研究中也比较重视外源性因素对内分泌和自主神经系统的激活，但与 s e l y e 不同的是，c a n n o n 更加强调交感肾上腺髓质的作用。下丘脑分泌的c r h 可激活 蓝斑核去甲肾上腺素神经，冲动从脑桥、延髓经脊髓再经大内脏神经传向肾上腺髓质，使去 甲肾上腺素、肾上腺素等儿茶酚胺分泌，引起全身脏器出现应激反应。交感神经系统活动加 强或减弱时，儿茶酚胺的释放量存在很大差异，因此其分泌量的多少对应激反应十分重要 2 5 1 。此种应答反应多在应激刺激较强且超过一定限度时发生。 1 2 3 其他的应激反应应答系统 随着心理神经免疫学、心理神经内分泌学研究的深入，研究者发现还有其他不同的应激 反应应答系统，其中主要有：丘脑下部垂体甲状腺( h l 吓轴) 系统、丘脑下部一 垂体性腺系统( h p g 轴) 以及蓝斑核去甲肾上腺素神经系统等，这些系统在应激时 的反应和导致的后果各不相同冽。 1 3 应激源一 如前所述，应激是一个复杂的概念。应激的产生包括应激源、中介变量和心理生理反应 三部分。应激源是指应激的来源，通常指能引起机体机能偏离平衡态的社会生活情景、生活 事件等紧张性刺激物，任何来自于环境、社会、工作、生活中的躯体、精神等刺激物均可能 使个体处于躯体或心理上的应激【2 6 1 。从研究的角度可以把应激源分为两种，一种是以生活 事件应激源，另一种是实验室应激源f 2 7 1 。 6 1 3 1 生活事件应激源 1 9 6 7 年，h o l m e s 和r e t i e 第一次以定量方法研究生活事件与健康的关系，结果发现， 一年内生活事件单位的总和超过一定值，第二年的健康受影响的可能性增大。他们认为应激 源是典型的生活事件，但并非所有的生活事件都是应激源，只有当“个体认识到对他的自尊 和安全产生威胁，而他又没有足够的应付措旅来改变这种不良处境”，即个体的精神结构对 外部环境显示关注时出现于内心世界的生活事件是应激源 2 8 1 。后来，l a z a r u s 认为日常生活 应激源主要是由生活琐事构成的，可以归纳为六个方面：第一，经济支出方面；第二，工作 职业方面；第三，身心健康方面；第四，时间分配方面；第五，生活环境方面；第六，生活 保障方面嘲。 1 3 2 实验室应激源 通过实验室诱导方法使机体产生应激反应，称为实验室应激源。常用的实验室应激源包 括生理性任务和心理性任务。生理性任务包括冷压实验( c o l dp r e s s o r ) 、前额冷刺激( c o l d f o r e h e a d ) 、等长( 径) 握力练习( i s o m e t r i ch 如d 9 1 i pe x e r c i s e ) 、张力不同的( 分级等张) 脚踏车练习( g r a d e di s o t o n i cb i c y c l e ) ：心理性任务包括反应时实验( r e a c t i o nt i m e ) 、公众 演讲( p u b f i cs p e a k i n g ) 、镜画追踪( m i r r o rs t a r t r a c k i n g ) 、心算( m e n t a l a r i t h m e t i c ) 、s t o o p 效应、不良应激回忆( d i s t r e s sr e c a l lt a s k ) 、视频游戏( v i d e og a m e s ) 、a 型行为结构性会 谈( t y p e a s t r u c t u r e di n t e r v i e w ) 、不良应激性影片( d i s t r e s s i n gf i l m s ) 等m3 1 ，3 2 ，甄靼瑚。研 究者利用这些实验室应激源模拟现实生活中的自然应激源，引起机体类似的应激反应。 1 4 应激产生的后果一心身疾病 应激强度和持续时间的不同会导致不同的应激结果。短暂的或低强度的应激所引起的应 激结果可能只是一种应激反应，包括心理和生理的反应，在应激源消失后应激反应随着消失， 这种状况被称为“心身反应”，对个体的健康影响不大。而应激强度过高或持续时间较长( 又 称延迟性应激) 时，对个体健康的损害就较大。一方面可导致多种心理障碍，影响个体心理 发展，也可促发多种精神障碍，如神经症、抑郁症等，影响个体的社会功能；另一方面当应 激过于强烈，尤其是持续时间过长时，应激所引起的生理变化持续存在，会使相关组织器官 出现病理性改变，最终可导致多种心身疾病的发生。近来研究表明，应激与冠心病、原发性 高血压、消化性溃疡、支气管哮喘以及癌症等疾病关系密切，在它们的发生和发展中起着重 要作用。 2 常用的生理指标及其应激反应 应激会导致个体的生理变化。生理变化可以用一系列的生理指标来评价。其中最常用的 生理指标有：皮电、心率、心率变异性和脑电等。现分别一阐述之。 2 1 皮电( g a l v a n i cs k i nr e s p o n 辩，g s r ) 出现在皮肤上的电现象叫做皮肤电，简称皮电，它是随汗腺活动而出现的一种电现象。 皮电的单位一般为电导，即电阻的倒数，数值越大，表明导电性越强。皮电的高低与个体的 紧张情绪有关，当个体处于应激状态时，交感神经兴奋汗液分泌增多，从而导致皮电增大。 由于较心电、脑电相比，皮电更敏感、变化更显著，所以研究者喜欢用它作为情绪活动后心 理生理反应的指标 3 6 1 。另外，由于汗腺仅受交感神经而不受副交感神经支配，所以可以用 7 皮电来研究交感和副交感神经的相对兴奋问题口7 1 。但是皮电受个体差异和气候等因素的影 响很大，所以用皮电的基础值作为生理反应的指标在数值比较方面存在着一定困难，不过皮 电的变化幅度和恢复速度可作为重要的参考指标。 2 2 心率变异性( h e a r tr a t ev a r i a b i l i t y ，h r v ) 心率变异性指逐次心跳r r 间期( 瞬时心率) 不断波动的现象【3 引。1 9 6 5 年，h o n 和l e e 首先提出在致病因素所引起的心率明显变化之前，心跳间期已发生了预报性的变化【3 9 1 。后 来发现，在健康状态下，人的心率在正常情况下也是呈不规则性变化的【柏l 。产生心率波动 的因素包括脑的高级神经活动、中枢神经系统的自发性节律活动、呼吸活动以及由压力、化 学感受器传入的心血管反射活动等，使得心脏每搏间期一般存在几十一毫秒的差异【4 1 4 2 】，影 响心率波动的最后通道在于上述各种因素对心脏的交感神经和副交感神经的综合调节作用 4 3 j 。心率变异性( h r v ) 目前已成为反映自主神经的敏感且无创性的常用定量指标。 目前评价心率变异性的方法主要有时域分析法和频域分析法m l 。具体的测量方法包有 长时程测量和短时程测量两种，长时程传统上定义为2 4 小时，短时程定义为5 分钟【4 3 1 。 时域分析法为最早使用的方法，但却有重要临床应用价值，可由一段时间窦性心律的 r r 间期 n o r m a l - t o - n o r m a l ( n n ) i n t e r v a l s 或瞬时心率数据计算求得。主要用于长时程h r v 信号分析。许多时域方法所得结果之问紧密相关。常用的测量指标有：s d n n ：2 4h 全部正 常心动周期的标准差，反映交感神经和副交感神经总的张力大小：s d a n n ；每5m i n 正常 心动周期的标准差，反映交感神经张力大小；r m s s d ：正常相邻心动周期差值的均方的平 方根，反映副交感神经张力大小，与心率的快速变化成分有关：p n n 5 0 ：相邻r r 间期差 值超过5 0 m s 的心搏数占总心搏数的百分比，反映副交感神经张力大小，与心率的快速变化 成分有关。一般来说，长时程心率变异性采用时域分析法分析。 频域分析法一般用来分析短时程测量所得的心率变异性。一般将采用频域分析法得到的 心率变异功率谱分为三个频段：极低频段( 、1 t ) 为0 0 0 3 0 0 4 h z ，低频段( l f ) 为0 0 4 0 1 5 h z ，高频段( i - i f ) 为0 1 5 0 4 0 h z 。现已基本明确，在短时程h r v 谱中只有高频段 ( h f ) 与低频段( ) 是有确定意义的。 h r v 的h f 成分代表起源于呼吸活动，经心脏迷走传出纤维所介导的心率波动变化。 这种现象以前也被称为“呼吸性窦性心律不齐”。呼吸节律活动通过中枢间的相互作用以及 动脉压力感受器心肺压力感受器的反射作用，可引起心迷走传出活动的节律变化，传向窦房 结使心率发生与呼吸节律相一致的波动变化。所以h r v 之l - i f 的大小被作为定量观测心迷 走传出活动的指标。h f 又对呼吸频率与深度非常敏感。总之，h r v 的h f 虽是测量心迷走 神经活动的指标，但两者间不是简单的关系。 h r v 的 成分代表起源于动脉血压0 1 h z 节律，通过压力反射的耦合作用，经心脏交 感与迷走传出纤维所共同介导的心率波动变化，其中交感神经占优势。l f 的发生机理比较 复杂，但许多研究者仍主张将l f 大小作为衡量心交感传出活动水平的指标。鉴于心交感活 动增强同时伴有心迷走活动的减弱，故常以l f h f 的比值作为反映心脏交感一迷走均衡 性的定量指标【4 5 】。有研究发现，应激状态下低频段( l f ) 的功率谱值比静息状态显著增加， 而高频段( h f ) 的功率谱值则显著减小4 7 1 。 8 2 1 3 脑电( e l e c t r o e n c e p h a l o g r a m ， e e g ) 脑电是从大脑头皮上记录到的连续不断的波动的电位变化，具有高时间分辨率和一定的 空间分辨率。由于这些电位变化是由大脑内部亿万神经元活动引起的，包含了大脑皮层神经 活动的丰富信息，因此脑电( e e g ) 与大脑皮层的活动状态密切相关【鸫l 。不同的脑电e e g 模式反映的是不同的大脑皮层区域激活模式。脑电图综合反映了神经系统的理化活动，是分 析神经活动、大脑状况的有力工具。医学研究已经证实，通过对脑电波中基本波的频率和波 幅等因素的分析，可以对颅内肿瘤、中枢神经系统感染、意识障碍以及睡眠障碍等疾病做出 诊断。 人类的脑电最早是在1 9 2 8 年由h a n sb e r g e r 博士发现并测得的。根据频率来划分，脑电 ( e e g ) 主要可分为以下四种：6 波( 0 5 - - - 4 h z ) 、o 波( 4 8 h z ) 、o 波( 8 - - , 1 2 1 - 1 z ) 以及 b 波( 1 3 , 2 1 i - i z ) 。脑电活动的节律及振幅与情绪、注意力等有着密切的联系，不同的个体 体验变化通常和不同的脑电波变化相关，但其中的关系比较复杂，并非简单的对应关系。粗 略来说，低频脑波占主导，代表大脑比较平静；高频脑波增强，大脑兴奋性也增强。 6 波( 0 5 - - 一4 h z ) ，是波幅最大频率最慢的一种脑电波，一般到一岁为止的婴儿较为常 见，三岁时急剧减少，五至七岁基本不见，成人觉醒时基本不见，睡觉的第三、四阶段出现。 除婴幼儿以及成人深睡时除外，6 波的出现表示脑功能低下，因此6 波常被作为中枢神经系 统功能受损的一个敏感指标。通常认为6 波产生于额叶及皮层下丘脑和丘脑下部内侧部【4 9 l 。 0 波( 4 - - 8 h z ) ，也属于一种慢波，在睡眠中或者十三岁之前的儿童身上常见，但在清 醒的成年人身上较为少见。一般认为0 波的发生机理是脑干上行激活系统输入有分支抵达海 马，海马被激活而产生脑电活动，因此0 频率波又被称为海马节律波。除海马外，这种频率 波起源于脑干网状结构、大脑皮质也同步观察到网。 a 波( 8 - - 1 2 1 - 1 z ) ，是正常脑电的基本节律，a 波普遍存在于头皮的大部分位置，但是 在项叶和枕叶具有最大幅值，尤其是当受试者闭目不进行任何视觉信息处理时，顶叶是其主 要分布位置，即存在正常部位差，波幅多为5 0 微伏以下。与大脑在外界刺激下引发的电活 动相比，q 波被普遍认为是“基础的”和。休息的”状态下脑电活动的典型波形，是一种代 表大脑状态的有特色的节律波。 6 波( 1 3 - - - , 2 1 h z ) ，属于快活动，通常在两半球成对称性分布，主要出现在大脑半球前 半部，特别是额部明显。注意时、情绪紧张或服用催眠药物时1 3 波可增多。b 波幅增高是神 经细胞兴奋性增高的表现【5 尽管已有研究发现脑皮层活动对交感神经活动有一定的影响【5 2 l ，但系统地研究脑电活 动和自主神经之间关系的研究较少，且不甚全面【5 孤 3 呼吸生物反馈训练 生物反馈( b i o f e e d b a c k ，b f ) 是最早出现于2 0 世纪4 0 年代的一种治疗和训练方法， 它是基于操作性条件反射原理，应用现代科学技术，将人们正常意识不到的身体生物信号( 如 肌电、脑电、皮温、心率、血压等) 转变为可以被人察觉到的信号( 如视觉、听觉信号等) ， 让患者根据这些信号，学会在一定范围内通过意识调控内脏器官的活动，纠正偏离正常范围 的内脏活动。生物反馈最大的特点是针对性强，可以在心身疾病的致病原因水平上进行治疗， 9 且具有无损伤、无痛苦、无药物副作用、方法简便、以及明显减轻疾病导致的巨大经济和社 会负担等优点，因此现在被许多国家所重视，特别是一些发达国家已把生物反馈和自身调节 作为身心疾病治疗常规的有机组成部分，广泛应用于临床治疗【5 4 i 。 生物反馈技术于2 0 世纪6 0 年代末首先在美国应用于临床，它的发展主要源自于自主神 经系统的工具性条件反射、行为医学、应激研究和应激管理策略这些研究领域。 生物反馈理论起源于学习理论。学习理论从实验心理学的角度帮助人们去理解、预见和 控制人和动物各种行为变化的可能，与强调遗传决定行为的理论不同，学习理论强调了环境 对人的重要性。特别是这意味着通过环境的影响，例如强化，个体可以通过“学习”获得行 为并使这种行为得到维持。 美国实验心理学家m i l l e r 在进行了唾液腺分泌、心率调节、血压控制等大量动物实验的 基础上，于1 9 6 9 年在( s c i e n c e 上发表了著名的论文( l e a r n i n go fv i s c e r a la n dg l a n d u l a r r e s p o n s e s ( 内脏与腺体反应的学习) s s l ，打破了自主神经单独控制内脏功能的传统观念， 证明人的意识可以随意调节自主神经系统所控制的内脏和腺体，提出了自主神经系统的操 作条件反射理论，奠定了生物反馈治疗内脏疾病的理论基础。这就是说个体可以通过工具性 条件反射来实现生理反应的自我管理，这些反应包括：血管的收缩、血压、唾液分泌、皮电 反应以及心率和脑电的变化等。 根据反馈指标的不同，生物反馈可以分为：皮电生物反馈、肌电生物反馈、皮温生物反 馈、脑电生物反馈( 又称神经生物反馈) 等。通过不同类型的生物反馈训练，可以使得个体 能够觉察自己觉醒的改变、肌肉的紧张和放松、外周血液的流动以及心率和脑电的变化等， 从而可以随意控制以往不能通过意志控制的心理生理变化，达到治疗疾病，增进健康的目的。 呼吸生物反馈训练是生物反馈的一种。它是指以某种方式呈现给受训者呼吸指示器，并 指导受训者依照指示器显示的呼吸频率进行呼吸。有研究表明，呼吸生物反馈训练可以自主 地增加呼吸性窦性心律不齐，也有研究报告指出生物反馈训练对一些自主神经参与发病的疾 病的治疗有帮助，例如哮喘、高血压及各种焦虑性障碍。 v a s c h i l l o 发现 5 6 1 ，与呼吸有关的心脏节律与由压力感受器反射活动产生的心脏节律变 化之间在某一频率可以产生共振。当个体以此频率呼吸时，可以使得心率变异性大幅增加。 反过来，这种振幅的增加可以使压力感受器反射更多的活动，最终产生更大的反射效应及自 主神经活动调节效应。呼吸生物反馈训练，可以促使个体以此特定共振频率( 约0 1 h z ，即 6 次，分钟) 呼吸，由此可带来心率变异性的大幅改变。东方的瑜伽、气功和坐禅中都有减慢 呼吸的技术【5 7 5 s ，这些技术似乎是促使个体以自身的共振频率呼吸，让个体通过调整呼吸 频率以适应自身的步调和需要，这就与呼吸生物反馈训练具有了相似的效应。但是与这些方 法不同，呼吸生物反馈方法简单、可行，并且是标准化的，大多数人在几分钟内即可学会， 且效果确切。 4 问题的提出 前已述及，应激导致的生理反应并不是非特异性的，所谓非特异性只不过是内分泌系统 的自然特征。但是内分泌系统并不是对应激做出反应的唯一系统，心血管系统、消化系统和 运动系统也对应激做出反应，这些系统的反应具有较大的特异性。自主神经系统可能存在多 1 0 种活动搭配模式，交感神经与副交感神经活动不是一方活动增强、另一方活动减弱的单纯活 动方式。许多研究表明，心理应激可以引起包括经典拮抗在内的多种反应模式 6 8 , 9 , 5 9 , 6 0 l 。 另一方面，阎克乐等人曾依据心算时心率的变化提出1 6 】，心理性应激源应当分为两类。 一类是以智力活动为主的智力操作性应激源，如心算；一类是以情绪活动为主的精神焦虑性 紧张应激源，如看悲伤恐怖的电影。又有研究者认为，心理性应激源可以划分为有速度要求 和无速度要求两种川。据此，本研究拟选取心算和看恐怖影片作为两种不同类型的应激源。 其中心算是有速度要求的智力操作性应激，看恐怖电影是无速度要求的情绪性应激。 此外，大脑皮层活动与自主神经系统之间具有关联。有研究发现，大脑中的一些核团和 部分皮层构成了中枢自主神经网络系统。这个系统的主要作用是调节胃肠道运动、神经递质