生理心理学绪论

生物反馈在神经康复中的应用宋鲁平神经康复二科中国康复研究中心,第一部分 生物反馈发展历史及现状 第二部分 反馈信号的具体意义第三部分 生物反馈在神经康复中的应用,内容纲要,第一部分,生物反馈发展历史及现状1、什么是生物反馈2、生物反馈发展历史3、发展现状,什么是反馈？,反馈又称为回馈，是控制论的基本概念。 指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入，进而影响系统功能的过程。,什么是反馈？,反馈广泛存在于人们的日常生活中，如照镜子洗脸就是最简单的一种。 通过镜子观察到自己的面部信息，如是否有油污、汗迹等，再根据镜子所提供的信息决定下一步的干预措施，是水洗或者擦掉污迹。【反馈的过程】信息源起自面部，面部的清洁度为信息的内容；镜子作为反馈仪，反馈信息又作用于信息源处。,什么是生物反馈？,生物反馈是人体控制自身内部器官活动的过程。 自主神经系统所支配的内脏活动信号微弱，一般不易察觉（例如我们不知道自己此时此刻血压的变化），得不到反馈信息，所以我们不可能了解和控制自己的内脏活动。 这个时候我们就需要一种工具，就像我们如果没有镜子这个工具就无法获得面部信息一样。,可是，那面镜子是什么呢？,镜子 生物反馈仪,通常在电子仪器的帮助下，将身体内部的生理过程、生物电活动加以放大，放大后的机体电活动信息以视听形式呈现出来。这种内部机体信息的外化，使主体得以了解自身机体状态，随意地控制和矫正不正常的生理变化。,生物反馈发展的历史和现状,生物反馈是20世纪60年代在实验心理学的基础之上发展起来的一门医疗技术和学科。 它的出现是从大量的感受条件反射方面的研究积累，并伴随现代电子技术高度发展的结果。,早期研究,临床应用,高保真信号放大技术,有趣的实验,1956年Kamiya进行了一项研究： 在一间屋子里面放置两个盒子，要求受试者从屋子的一端走到盒子前面来，然后在任意一个盒子上画一个标记，画完后本次实验完成，受试者被告知他的行为是否正确。在整个过程中间不给受试者任何语言提示，只是在其行走过程中会听到一声“啪”的声音。 经过多次反复训练后，受试者最终意识到了正确作法：拍击声响起时如果正在抬起右脚，那么应该在右面的盒子上画记号，如果为左脚，就应在左面盒子上画记号。 通过反馈，人可以意识到自己的行为；并能有意识地控制行为达到预期的结果。,左右脚实验,行为的认识和控制，比较容易理解,设想： 能否使人通过反馈认识自己的大脑活动？ 能否使人有意识地控制大脑活动发生改变，以达到改善脑功能的目的？,Kamiya进行了再次实验（1962）,Kamiya请他的学生判断自己的大脑是否处于alpha波状态，如果是，则按电铃通知Kamiya。 （我们知道：alpha波表示平静且放松） 该学生经过460次试验，能准确地在大脑出现alpha波时，通知Kamiya。,学生的陈述,该学生表示，当他在想象听音乐时、或思绪飘荡时，他就知道该通知kamiya了，事实也证明这是准确的。 反之，如果想象眼前有东西在晃动时，会感到自己处于另外一种状态：即非alpha状态。,人类第一个脑电生物反馈实验,既然我们能够认识我们大脑的状态；那么我们能不能有意识的改变大脑状态呢？,Sterman的实验,1969年，Sterman研究通过铃声训练猫的摄食行为。,第一个通过训练使动物改变其脑电波的实验,训练的过程,1、当铃声响起时给予猫食物。【条件反射】 2、改变训练方式，铃声出现时先不给食物，待铃声响过一段时间之后再给予食物，此时猫表现为静止和期待。【诱发SMR节律】【猫行为静止时的EEG出现一种较alpha 频率稍快的波（12- 15Hz），称之为感觉运动节律SMR。】 3、监测猫的脑电波，脑电图中一出现该节律，立即给予食物奖赏。训练后SMR节律明显增加，猫变得安静、少动。 【训练猫产生SMR节律】,脑电波是可以训练的！,循证发展,Brief Information,Thompson夫妇师从于lubar1993年成立多伦多生物反馈中心受邀在全球各地的BioFeedback Conference演讲现任BCIA专业委员，执教BCIA基础理论和考试认证,脑电来源与情绪表达,战斗、逃跑、进攻,情绪、动机荷尔蒙、疼痛,智力、创造性,大脑皮层,大脑边缘系统,海马区,心身疾病的成因,现代医学模式认为：人类心身障碍的形成是长期条件反射形成的结果。 Alexander等认为潜意识冲突导致精神紧张，干扰了交感神经系统（SNS）和副交感神经系统（PNS），即打破了自主神经系统（ANS）的平衡性。其后果是长期SNS占优势（心率加快，血管收缩，血压升高）地位，最终导致焦虑、抑郁、失眠、头痛、神经衰弱、原发性高血压、心律不齐等症状。,长期SNS占优势的后果,生物反馈利用仪器将人们通常情况下难以意识到的生理活动，如心电、脑电、肌电、皮电、皮温、呼吸、血容量搏动等，记录、保存并转变为直观的、容易理解的视觉、听觉形式。 受试者根据这些信号了解自身的生理变化，通过有意识的改变，使生理变化朝着一定的目标方向改进；反馈仪能显示改进的进程，肯定和加强受训者的正确反应。,个体的心理活动与状态反映在机体的生理活动变化，根据心理生理学的理论，机体生理活动的变化都是神经系统控制下的心理状态的反映。 生物反馈干预是行为治疗的一种，其原理即通过外在显现的生理活动状态异常的矫正进而影响异常的心理活动，抑制不健康的心理异常，强化良性的心理活动状态与变化。,生物反馈仪显示信息的功能，不仅起到了帮助人们“自我认识”的作用，还由于它建立了器官活动与大脑皮层之间的联系，进而提供了一个对脑功能和自主神经系统进行随意调节的工具。,个体如何通过生物反馈控制心理？,改变自我,认识自我,应用领域,心理领域（脑电）多动症、学习困难焦虑、 PTSD失眠、抑郁放松/紧张紧张性头痛癫痫孤独症成瘾（药物、酗洒、网络）,心理领域（肌电）抽动症放松/紧张焦虑磨牙纤维肌痛,特殊领域（其它）竞技状态训练高压力人群（警察、监狱、消防）心理咨询高血压、心律不齐,在欧美等先进国家,生物反馈技术的应用已非常成熟得到了医疗保险、健康保险的认可建立了规范的生物反馈治疗师资格考试制度(BFE、BCIA).,生物反馈技术于20世纪60年代首先在美国应用于临床医学目前在全球范围内已广泛应用于医疗、教育、体育、军事及特殊行业。,美国每个州都有专业的生物反馈协会欧洲有欧洲生物反馈基金会BFEBFE每年举办全球性的生物反馈年会和学术交流、出版专业的期刊杂志,生物反馈发展现状,生物反馈治疗难治性癫痫,第二部分 反馈信号的具体意义,32,常用生物反馈指标,1、肌电反馈（EMG feedback）测量身体表层肌电电压，把微弱的肌电信号加以放大以声或光的形式反馈给被试 被试根据这种反馈信号操纵肌肉活动从而使肌肉放松或增强的一种反馈方式肌电的高低与肌肉的紧张程度密切相关可以通过松弛来减除紧张、焦虑通过加强肌肉收缩训练来恢复瘫痪肌肉的功能达到康复的目的,33,肌电显示了肌肉活动的大小，反映肌肉紧张和放松的程度 常用于松弛肌肉和加强肌肉收缩能力的训练： 通过松弛来减除紧张、焦虑 通过加强收缩来恢复瘫痪肌肉的功能，达到康复的目的,放松训练：电极放置于前额、斜方肌磨牙训练：电极放置于咀嚼肌其他肌肉训练：电极放置于相应肌肉的肌腹,肌电的意义,34,咬肌上的三角电极,斜方肌的广阔位置,35,2、皮温反馈（thermal feedback instrument）测量并记录局部皮肤温度变化的装置，以皮肤温度作为反馈信号输入到反馈仪中并转换成视、听反馈信号，根据反馈信号训练患者学会调控皮肤温度。主要用来治疗与皮温有关联的病症，如偏头痛、焦虑等。根据需要放置在不同的位置。要严格控制治疗室的温度，在21.1125.11之间为适宜。,36,37,3、皮电反馈指标（GSR ）皮电是皮肤上两个点之间的电流通过量或电阻值皮肤表面汗液增多，引起导电性增加使皮电升高情绪紧张、恐惧或焦虑情况下汗腺分泌增加反映情绪变化最有意义的指标，可以用来缓解紧张情绪,38,39,4、脉搏血压反馈（pulse/blood pressure feedback ）以脉搏、血压为反馈信号，能测量并随时记录脉搏、收缩压、舒张压的变化，作为反馈信号显示给患者。主要用于治疗高血压、心律不齐等。,40,手指血容量（BVP）传感器是通过光学电子测量附近的红外线测量的是相关的血液流量每次心跳过程中，血液流过动脉和血管当血流量最大时，血容量信号最强，信号图象到达最高点（或叫做波峰）其顶点的高度表示的是此时相关血流量与血管舒张或收缩之间的关系,41,42,5、脑电反馈（electroencephalographic feedback,EEG feedback）又称为神经反馈测量并记录不同部位的脑电活动（振幅和频率），给出一个或多个反馈信号。脑电活动的节律及振幅与情绪、注意力等有密切的联系，因此可对特定脑电活动进行训练，学会主动控制脑电活动。可用于治疗失眠、疼痛、儿童注意力障碍等。,不同生理状态下脑电图表现,正常状态,多动症儿童,从这种脑电图中我们不太容易获得大脑活动的信息。,要想解读脑电图的秘密就需要了解不同特征脑电波的意义,SMR,解读脑电秘密,不同频段的脑电波有什么具体意义呢？,快波,慢波,SMR,睡眠昏迷,困倦白日梦,平静放松,警觉注意,学习,集中注意力,沉思,焦虑,正常人：只有在睡眠时才出现此波病人：在深度麻醉、缺氧或器质性病变等,6 个月-7岁，此波为常见波形成人：多在困倦、失望、受挫等情绪时,如果过于紧张和焦虑大脑表现为高频率的beta 波,平静状态下、集中注意力时的脑电波,大脑皮质处于清醒、安静、闭目状态； 睁眼、思考问题时，波立即消失,脑电波段的意义,这种波有助于提高儿童的学习状态,- D. Corydon Hammond,通过反馈仪表达出来的脑电,原始脑电波,实时值,按频段分布,SMR波波幅和能量,波1 - 3 Hz,波4 - 7 Hz,波（8-12Hz）,低波（15-18Hz）,高波（22-30Hz）,波（30Hz）,第三部分 生物反馈在神经康复中的应用 1、脑损伤后偏瘫 2、常见伴随症状和并发症,1、生物反馈在脑损伤后偏瘫的应用,偏瘫常见的表现1）肌无力2）肌肉调节能力下降3）静止性肌张力增高4）协同收缩,1）肌无力的生物反馈训练,4个步骤偏瘫对侧肌肉放松，学会静止状态控制学会控制肌电活动：用意念收缩指定肌肉；用指定关节运动对抗设定的阻力（例如2Kg）学会肌电活动与涉及该肌肉的日常生活活动相结合学会肌电活动与职业模拟活动相结合。,训练的注意事项,偏瘫肌肉放松训练很重要肌肉不能放松或者持续精神紧张，可增加皮层下兴奋性，引起上运动神经持续放电，将加重肌肉痉挛状态学会调节肌肉放松，然后进行下一步逐步获得肌肉控制能力需要在训练之中多次休息，至少每次9s实际的次数与休息间歇依每块肌肉而异最后学习抗阻运动，逐渐进行，持续几周甚至更长当整个运动协调和肌肉强度改善时，需要评估sEMG-BFB程序的有效性，并制定下一阶段的训练计划,2）静止性肌张力增高,sEMG测量显示偏瘫患者肌肉静息电位上升休息和不抗重力位置的静息电位波幅为2-4uVsEMG-BFB训练后肌肉放松时静息电位可在1V水平或甚至更低如不及时缓解张力，受累肌肉持续处于高静态电位状态，运动时将进一步疲劳，处于痉挛状态，而对侧肌肉也将处于协调收缩状态，进入痉挛 无力 疲劳 疼痛 进一步痉挛的恶性循环之中及早训练至关重要，阻断恶性循环，有效地防止脑卒中后肌肉的各种障碍，如肌萎缩、疼痛等，对恢复肌肉功能十分有益。,3）协同收缩训练,多个肌肉群大量收缩，导致过度能量消耗肌肉不能有效地利用能量，易于疲劳、疼痛和无力。脑损伤、慢性疲劳、纤维肌痛、面肌综合征、创伤后综合征等。sEMG-BFB可以用于协同收缩的检查与治疗协同收缩sEMG-BFB治疗方案视病人具体情况逐步进行通过休息、渐进性活动和模仿日常生活控制肌肉活动，如前面所述方法来训练受累肌肉和对应的对侧肌肉 采用sEMG监测：训练协同收缩肌放松；当无症状肌肉正在放松时，协同收缩肌肉激活,4）运动与平衡调节的训练,偏瘫后一侧躯干感觉运动功能失调 坐位和站立平衡障碍涉及小脑、锥体系统及锥体外系统等神经结构损伤sEMG反复测试所有肌肉的协调性或平衡性功能sEMG显示的肌肉活动障碍程度不一致sEMG-评估显示受累肌肉活动正常运动协调障碍可能是损伤导致神经运动记忆痕迹失调所致肌肉协调训练的生物反馈方法先训练正常肌肉，后训练受累肌肉，接着两侧一起训练不同位置的平衡训练双侧静态平衡训练者需要观察患者每只脚承受的压力，允许两侧的差异不超过9%,54,2、常见伴随症状的治疗,失眠（insomnia）是神经症和躯体疾病患者常见的临床表现常常伴有不同的情绪反应不同类型的失眠可用不同的生物反馈方法来治疗，如脑电反馈、皮温反馈、肌电反馈等。控制癫痫发作1214Hz的脑电波节律（SMR）的增加能减少癫痫发作的次数,卒中后焦虑障碍,治疗原理：通过训练降低唤醒水平。