生理心理学绪论

1、生物反馈生物反馈在神经康复中的应用在神经康复中的应用宋鲁平宋鲁平神经康复二科神经康复二科中国康复研究中心中国康复研究中心第一部分第一部分 生物反馈发展历史及现状生物反馈发展历史及现状 第二部分第二部分 反馈信号的反馈信号的具体意义具体意义第三部分第三部分 生物反馈在神经康复中的应用生物反馈在神经康复中的应用 内容纲要内容纲要第一部分第一部分生物反馈发展历史及现状生物反馈发展历史及现状1 1、什么是生物反馈、什么是生物反馈2 2、生物反馈发展历史、生物反馈发展历史3 3、发展现状、发展现状什么什么是是反馈？反馈？ 反馈又称为回馈，是控制论的基本概念。反馈又称为回馈，是控制论的基本概念。 指将系统

2、的输出返回到输入端并以某种方式改变输入，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。进而影响系统功能的过程。 什么什么是是反馈？反馈？ 反馈广泛存在于人们的日常生活中，如照镜子洗脸就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。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，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。是水洗或者擦掉污迹。【反馈的过程反馈的过程】信息源起自面部，面部的清洁度为信息的内容；信息源起自面

3、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。镜子作为反馈仪，反馈信息又作用于信息源处。 什么什么是生物是生物反馈？反馈？ 生物反馈是人体控制自身生物反馈是人体控制自身内部器官活动内部器官活动的过程。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），得不察觉（例如我们不知道自己此时此刻血压的变化），得不到到反馈信息反馈信息，所以我们不可能了解和控制自己的内脏活动，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这个时候我们就需要一种

4、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。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？可是，那面镜子是什么呢？镜子镜子 生物生物反馈反馈仪仪 通常在电子仪器的帮助下，将身体内部的生理过程、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。这种式呈现出来。这种内部机体信息的外化内部机体信息的外化，使主体得以了解，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。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发展的

5、历史和现状 生物反馈是生物反馈是2020世纪世纪6060年代在实验心理学的基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。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究积累，并伴随现代电子技术高度发展的结果。 早期研究早期研究 临床应用临床应用 高保真信号放大技术高保真信号放大技术有趣的实验有趣的实验1956Joe Kamiya左右脚实验左右脚实验1969Barry StermanSMR实验实验19561956年年KamiyaKamiya进行了一项研究进行了一项研究： 在一间

6、屋子里面放置两个盒子，要求受试者从屋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提示，只是在其行走过程中会听到一声“啪啪”的声音。的声音。 经过多次反复训练后，受试者最终意识到了正确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，那么应该在作法：拍击声响起时如果

7、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。上画记号。 通过反馈，人可以意识到自己的行为；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。并能有意识地控制行为达到预期的结果。行为的认识和控制，比较容易理解行为的认识和控制，比较容易理解设想设想： 能否使人通过反馈认识自己的能否使人通过反馈认识自己的大脑活动大脑活动？ 能否使能否使人人有意识地控制有意识地控制大脑活动发生改变，大脑活动发生改变，以达到改善脑功能的目的？以达到改善脑功能的目的？ Kamiya进行了再次实验（进行了再次实验（1962

8、） 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：（我们知道：alpha波表示平静且放松波表示平静且放松） 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；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

9、大脑状态呢？那么我们能不能有意识的改变大脑状态呢？Sterman的实验的实验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第一个通过训练使动物改变其脑电波的实验训练的过程训练的过程 1 1、当铃声响起时给予猫食物。、当铃声响起时给予猫食物。【条件反射条件反射】 2 2、改变训练方式，铃声出现时先不给食物，待铃、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。止和期待。【诱发诱发SMRSMR节律节律】【猫行为静止时的猫行为静止时的EEGEEG出现一种较出现一种

10、较alpha alpha 频率稍快的频率稍快的波（波（12- 1512- 15HzHz），），称之为感觉运动节律称之为感觉运动节律SMRSMR。】。】 3 3、监测猫的脑电波，脑电图中一出现该节律，立、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。训练后即给予食物奖赏。训练后SMRSMR节律明显增加，猫变得节律明显增加，猫变得安静、少动。安静、少动。 【训练猫产生训练猫产生SMRSMR节律节律】脑电波是可以训练的！脑电波是可以训练的！1956Joe Kamiya左右脚实验左右脚实验 受试者受试者通过反馈可以意识到自己的行为并控制。通过反馈可以意识到自己的行为并控制。1969Barry

11、 Sterman发现发现SMR节律节律 训练猫的训练猫的SMR节律，使猫变得安静、少动。节律，使猫变得安静、少动。1972Barry Sterman首次临床报道癫痫首次临床报道癫痫 训练病人产生训练病人产生SMR节律，能改善癫痫病情。节律，能改善癫痫病情。1974Jim Lubar应用于应用于ADHD 训练训练ADHD患者产生患者产生SMR节律，改善多动症状节律，改善多动症状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战斗、逃跑、进攻情绪、动机荷尔蒙、疼痛

12、智力、创造性大脑皮层大脑皮层大脑边缘系统大脑边缘系统海马区海马区n 现代医学模式认为：人类心身障碍的形成是长期条件现代医学模式认为：人类心身障碍的形成是长期条件反射形成的结果。反射形成的结果。n AlexanderAlexander等认为潜意识冲突导致精神紧张，干扰等认为潜意识冲突导致精神紧张，干扰了交感神经系统（了交感神经系统（SNSSNS）和副交感神经系统（）和副交感神经系统（PNSPNS），），即打破了自主神经系统（即打破了自主神经系统（ANSANS）的平衡性。其后果是）的平衡性。其后果是长期长期SNSSNS占优势（心率加快，血管收缩，血压升高）占优势（心率加快，血管收缩，血压升高）地位

13、，最终导致焦虑、抑郁、失眠、头痛、神经衰弱、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。原发性高血压、心律不齐等症状。生物反馈生物反馈利用仪器将人们通常情况下难以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、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。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

14、进意识的改变，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；反馈仪能显示改进的进程，肯定和加强受训者的正确反应正确反应。 个体的心理活动与状态反映在机体的生理活动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。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

15、常，强化良性常的心理活动，抑制不健康的心理异常，强化良性的心理活动状态与变化。的心理活动状态与变化。 生物反馈仪显示信息的功能，不仅起到了帮助生物反馈仪显示信息的功能，不仅起到了帮助人们人们“自我认识自我认识”的作用，还由于它建立了器官活的作用，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能和自主神经系统进行随意调节的工具工具。个体如何通过生物反馈控制心理？个体如何通过生物反馈控制心理？改变自我改变自我认识自我认识自我应用领域应用领域心理领域（脑电）心理领域（脑电） 多动症、学习困难多动症、学习困难

16、焦虑焦虑、 PTSD 失眠、抑郁失眠、抑郁 放松放松/紧张紧张 紧张性头痛紧张性头痛 癫痫癫痫 孤独症孤独症 成瘾成瘾（药物、酗洒、网络）（药物、酗洒、网络）心理领域（肌电）心理领域（肌电）抽动症抽动症放松放松/紧张紧张焦虑焦虑磨牙磨牙纤维肌痛纤维肌痛 特殊领域（其它特殊领域（其它） 竞技状态训练竞技状态训练 高压力人群高压力人群（警察、监狱、消防警察、监狱、消防） 心理咨询心理咨询 高血压、心律不齐高血压、心律不齐l在欧美等先进国家在欧美等先进国家,生物反馈技术的应用生物反馈技术的应用已非常成熟已非常成熟l得到了医疗保险、得到了医疗保险、健康保险的认可健康保险的认可l建立了规范的生物建立了规

17、范的生物反馈治疗师资格考试反馈治疗师资格考试制度制度(BFE、BCIA).l生物反馈技术于生物反馈技术于20世纪世纪60年代首先在美年代首先在美国应用于临床医学国应用于临床医学l目前在全球范围内目前在全球范围内已广泛应用于医疗、已广泛应用于医疗、教育、体育、军事及教育、体育、军事及特殊行业。特殊行业。l美国每个州都有专美国每个州都有专业的生物反馈协会业的生物反馈协会l欧洲有欧洲生物反欧洲有欧洲生物反馈基金会馈基金会BFElBFE每年举办全球每年举办全球性的生物反馈年会和性的生物反馈年会和学术交流、出版专业学术交流、出版专业的期刊杂志的期刊杂志生物反馈治疗难治性癫痫生物反馈治疗难治性癫痫第二部分

18、第二部分 反馈信号的反馈信号的具体意义具体意义321 1、肌电反馈（、肌电反馈（EMG feedbackEMG feedback）测量身体表层肌电电压，把微弱的肌电信号加以放大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通过加强肌

19、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：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其他肌肉训练：电极放置于相应肌肉的肌腹放松状态放松状态轻度紧张轻度

20、紧张高度紧张高度紧张15uv肌电肌电的意义的意义34咬肌上的三角电极斜方肌的广阔位置 352 2、皮温反馈（、皮温反馈（thermal feedback instrumentthermal 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。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。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

21、要放置在不同的位置。根据需要放置在不同的位置。要严格控制治疗室的温度，在要严格控制治疗室的温度，在21.1121.1125.1125.11之间为适之间为适宜。宜。36373 3、皮电反馈指标（、皮电反馈指标（GSR 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38394 4、脉搏血压反馈（、脉搏血压反馈（pulse/blood pressure pulse/blood pressure feedback feedback ）以脉搏、血压为反馈信号，能测量并随

22、时记录脉搏、收以脉搏、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。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。主要用于治疗高血压、心律不齐等。40手指血容量（手指血容量（BVPBVP）传感器）传感器 是通过光学电子测量附近的红外线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）点（或叫做波峰） 其顶点的高度表示的是此

23、时相关血流量与血管舒张或收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缩之间的关系41425 5、脑电反馈（、脑电反馈（electroencephalographic electroencephalographic feedback,EEG feedbackfeedback,EEG feedback）又称为神经反馈）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。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

24、电活动进行训练，学会主动控制脑电活动。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。可用于治疗失眠、疼痛、儿童注意力障碍等。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节律：节律：1430Hz节律：节律：813Hz节律：节律：47Hz节律：节律：03Hz节律：节律：30Hz不同频段的脑电波有什么具体意义呢？快波快波慢波慢波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6 个月-7岁，此波为常见波形成人：多在、等情绪时如果过于紧张和焦虑大脑表现为高频率的beta 波大

25、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脑电波段的意义- D. Corydon Hammond- D. Corydon HammondSMR波波幅和能量波波1 - 3 Hz波波4 - 7 Hz波波（8-12Hz）低低波波（15-18Hz）高高波波（22-30Hz）波波（30Hz）第三部分 生物反馈在神经康复中的应用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偏瘫常见的表现 1 1）肌无力肌无力 2 2）肌肉调节能力下降肌肉调节能力下降 3 3）静止性肌张力增高静止性肌张力增高 4 4）协同收缩协同收缩4个步骤偏瘫对侧肌肉放松，学会静

26、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。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 sEMG测量显示偏瘫患者肌肉静息电位上升 休息和

27、不抗重力位置的静息电位波幅为2-4uV sEMG-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。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，协同收缩肌肉激活偏瘫后一侧躯干感觉