فهرست مطالب

 

 

 

 

 

عنوان	صفحه
چکیده		1
مقدمه		2
فصل اول: علم سايکوفيزيولوژي و مفاهیم و مبانی استرس
1- 1- تاريخچه علم سايکوفيزيولوژي		4
1-2- اصول و مباني سايکوفيزيولوژي		7
1-3- انواع تکنیک­های سایکوفیزیولوژی		10
1-3-1- شاخص­هاي سيستم اعصاب خودکار		10
1-3-2- اندازه­گيري فعاليت مغزي		11
1-3-3- تشخيص حالات با استفاده از رفتار شخص		15
1-4- تعریف استرس		17
1-5- استرس خوب و استرس بد		19
1-6- عوامل برانگيزنده استرس		20
1-6-1- استرس شغلی		21
1-7- نشانه­هاي استرس		23
1-8-حد مطلوب استرس		24
1-9- مراحل ایجاد استرس		24
1-10-اثرات استرس بر بدن و بيماري­ها مرتبط با آن		26
1-11- بیوفیدبک		36
1-11-1- انواع بیوفیدبک		37
فصل دوم: سیگنال­های سايكوفيزيولوژيكي وآزمایش ثبت داده
2-1- مقدمه		39
2-2- پلتيسموگراف		40
2-2-1- فتو پلتيسموگرافي		41
2-2-2- روش­هاي اندازه­­گيري سيگنال فتوپلتيسموگراف		41
2-3- سيستم الکتريکي پوست		42
2-3-1- تاريخچة کشف فعاليت الکتريکي پوست		43
2-3-2- فوايد و مشکلات استفاده از فعاليت الکتريکي پوست (EDA)		44
2-4- تغييرات نرخ ضربان قلب		46
2-4-1- تاريخچه استفاده از سيگنال تغييرات نرخ ضربان قلب		46
2-4-2- دورنمای فیزیولوژی سيگنال تغييرات نرخ ضربان قلب		47
2-4-3- تعيين تغييرات نرخ ضربان قلب با استفاده از سيگنال فتوپلتيسموگراف		48
2-5- مروری بر آزمایش­های استفاده شده در تحقیقات		51
2-5-1- آزمایش بر اساس بازی کامپیوتری		51
2-5-2- آزمایش بر اساس پروتکل رانندگی اتومبیل		54
2-5-3- آزمایش بر اساس نمایش فیلم		57
2-6- آزمایش طراحی­ شده در این تحقیق		59
2-7- سوژه­های تحقیق		62
فصل سوم: پردازش سیگنال­های سايكوفيزيولوژيكي
3-1- مقدمه		64
3-2- پردازش سیگنال فتوپلتيسموگراف		66
3-2-1- پيش­پردازش سيگنال فتوپلتيسموگراف		66
3-2-2- استخراج ویژگی در حوزه زمان از سیگنال PPG		70
3-2-3- استخراج ویژگی در حوزه فركانس از سیگنال PPG		72
3-3-پردازش سیگنال تغییرات نرخ ضربان قلب		75
3-3-1- استخراج ویژگی از سیگنال تغییرات نرخ ضربان قلب		75
3-3-1-1- استخراج ویژگی در حوزه زمان از سیگنال HRV		75
3-3-1-2- استخراج ویژگی در حوزه فرکانساز سیگنال HRV		76
3-3-1-3- استخراج ویژگی در حوزه زمان-فرکانس از سیگنال HRV		77
3-3-1-4- استخراج ویژگی­های غیرخطی از سیگنال HRV		78
3-4- پردازش سيگنال هدايت الكتريكي پوست		85
3-4-1- استخراج ويژگي از سيگنال هدايت الكتريكي پوست		87
3-5- نرمال کردن ویژگی­ها		88
فصل چهارم: انتخاب ویژگی­های بهینه و تفکیک سطوح استرس
4-1- مقدمه		89
4-2- شبكه­هاي عصبي		90
4-2-1- شبكه­هاي عصبي پرسپترون چند لايه		90
4-2-2- توابع فعاليت		91
4-2-3- الگوريتم به روز رساني وزن­ها		91
4-2-4- باياس لايه­ها		92
4-2-5- روش آموزش شبكه		92
4-3- تركيب شبكه­هاي عصبي و الگوريتم ژنتيك		92
4-3-1- اصطلاحات ژنتيک		93
4-3-2- اجزاء الگوريتم ژنتيك		93
4-3-3- طراحي تابع برازندگي و رشته­ها		94
4-3-4- نتایج تفکیک­ به روش ترکیب شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک		95
4-4- نتایج تفکیک به روش آنالیز تفکیکی قدم به قدم		99
4-5- ماشین­های بردار پشتیبان		103
4-5-1- نتایج تفکیک­ به روش ماشین­های بردار پشتیبان		105
4-6- مقایسه تحلیل خطی و غیرخطی سیگنال HRV		108
4-7- مقایسه تفکیک­کننده­های استفاده­شده در این تحقیق		112
4-8- تفکیک سطوح استرس بر اساس رأی­گیری		113
4-9- شاخص استرس		115
4-9-1- شاخص بر اساس ویژگی­های بهینه سیگنال HRV در روش LDA		115
4-9-2- شاخص NSRPIAD		119
فصل پنجم: نتیجه­گیری و پیشنهادات
5-1- بحث و نتیجه­گیری		123
5-2- پیشنهادات		126
مراجع		128
پیوست1		133
پیوست2		138

 

مقدمه

در علوم روانشناختی، شناخت فهم، ادراک و احساسات بر اساس ماهیت آنها صورت می­گیرد. اما می­توان از طریق علائم فیزیکی نیز به ارتباط بین مغز و فکر انسان و رفتارهای او پی برد. علم سایکوفیزیولوژی که حوزه­ جدیدی از شناخت مسائل روحی و روانی انسان با استفاده از نشانه­های فیزیولوژیکی ناشی از آن می­باشد، این امکان را فراهم می­سازد. در سایکوفیزیولوژی به نحوه تفکر و ادراک از ساختار فیزیکی نشانه­های آن نگاه می­کنیم و در این حالت اگر جنبه­های ساختاری و عملیاتی این جسم فیزیکی در ارتباط با جنبه­های خارجی فعالیت آن مورد توجه قرار گیرد، تفکر و احساسات فرد قابل فهم خواهد بود.

هر فردي استرس را در زندگي خود تجربه کرده است و در واقع استرس بخشي از زندگي انسان شده است. استرس عبارت است از حالت اضطراب و فشار درونی که انسان برای مواجه شدن با خطر یا مشکلات جدّی با ترشح هورمون­هایی خود را برای مقابله آماده می­کند که البته تا این حد خوب و برای روند زندگی لازم است. ولی هرگاه در فردی استرس توسعه پیدا کرد و این حالت در طول روز و بدون علت منطقی مشاهده شد می­گوئیم فرد دچار استرس بیش از حد است. استرسعلاوه بر اثرات روانی، پیامدهای جسمی متعددی از جمله سکته های مغزی، قلبی، فشارخون، پوکی استخوان، زخم معده و بیماری­های روحی – رفتاری دارد و هیچ عضو یا ارگانی از بدن ازاثرات استرس مصون نیست. از این­رو ارائه روشی که بتوان میزان استرس فرد را سنجید و به منظور کاهش آن، به فرد فیدبک کرد بسیار ضروری و مفید است.

با توجه به ارتباط بين حالت روحي استرس و فعاليت سيستم اعصاب خودكار در اين تحقيق سعي بر آن شد كه جنبه­هاي مختلف اين ارتباط، بين حالات روحي و فيزيولوژي بدن انسان، مورد بررسي قرار گيرد و بر اين اساس به كمي سازي سطح استرس جهت اهداف و كاربردهاي مختلف پرداخته شود.

برای رسیدن به هدف این تحقیق ابتدا لازم بود شناخت جامعی نسبت به حوزه­های مختلفی که در علم سایکوفیزیولوژی وجود دارد، بدست آوریم. بدین منظور در فصل اول ضمن توصیف کامل علم سایکوفیزیولوژی، ارتباط آنرا با علوم دیگر مانند آناتومی، فیزیولوژی و روانشناختی بیان می­کنیم. در ادامه انواع سیگنال­های کاربردی در علوم سایکوفیزیولوژی و روش­های اندازه­گیری آنها مطرح
می­شود و نهایتا استرس و عوارض متعدد آن معرفی شد.

پس از آنکه در فصل اول با مبانی علم سایکوفیزیولوژی و حالت روحی استرس آشنا شدیم در فصل دوم سیگنال­های سایکوفیزیولوژی (GSR ,PPG ,HRV) که در این تحقیق استفاده شد، مورد بحث قرار گرفت. در این فصل روش مختلف اندازه­گیری این سیگنال­ها، تاریخچه و تأثیر آنها بر روی سیستم اعصاب خودکار بیان شد. همچنین در این فصل مروری بر تحقیقاتی که در این زمینه صورت گرفته و آزمایشات ثبت داده مختلف که در آنها استفاده شده است، آمده است. طرح­های اولیه و نهایی آزمایش ثبت داده­ای که در این تحقیق استفاده شد، در انتهای این فصل به تفضیل توضیح داده شده است.

در فصل سوم روش­های مختلف پیش­پردازش و پردازش سیگنال­های استفاده شده در این تحقیق مطرح شده است. در این فصل ابتدا پیش­پردازش­های مختلف سیگنال PPG و ویژگی­های مختلف آن در حوزه زمان و فرکانس توضیح داده شد و سپس انواع مختلف پردازش سیگنال HRV اعم از خطی و غیرخطی همچون معیار پوآنکاره، بعد فرکتال و ... بحث شده است. در انتها، ویژگی­های مختلف سیگنال GSR که در حوزه زمان می­باشد، معرفی شده است. لازم به ذکراست که کلیه ویژگی­هایی که از سیگنال HRV استخراج شده است، از سیگنال RRI نیز استخراج شد.

در فصل چهارم، با توجه به ویژگی­های استخراج­شده از سیگنال­ها، عملیات تفکیک سطوح مختلف استرس انجام شد. در این فصل از سه طبقه­بندی­کننده LOO ,SVM و ترکیب شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. ابتدا ویژگی­های بهینه هر سیگنال به طور مجزا توسط هر روش تعیین و طبقه­بندی صورت می­گیرد و با مقایسه میزان صحت تفکیک بهترین حالت در تفکیک، در هر روش انتخاب شد. همچنین مقایسه بین روش­های مختلف طبقه­بندی صورت گرفته است. در نهایت دو شاخص برای کمّی کردن استرس معرفی شده است.

در فصل آخر این تحقیق به جمع­بندی نتایج پرداخته شده و روش­های مختلف استفاده شده در این تحقیق مورد بحث قرار گرفت و در نهایت پیشنهاداتی جهت ادامه کار ارائه شده است.

 

فصل اول: علم سايکوفيزيولوژي و مفاهیم و مبانی استرس

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1- 1- تاريخچه علم سايکوفيزيولوژي

سايکوفيزيولوژي هنوز يک شاخه علمي جوان است. بررسي­هاي تاريخي در يک قرن گذشته نشان مي­دهد تحقيقاتي که در آن با تغيير فاکتورهاي رواني به اندازه­گيري يک يا چند واکنش فيزيولوژيکي مي­پرداخته­اند از سال 1878 تا 1954 توسط افراد مختلفي صورت مي­گرفته و پس از آن نيز تحت عنوان سايکوفيزيولوژي انجام پذيرفته است. اولين نشريه علمي كه به سايكوفيزيولوژي اختصاص يافت در سال 1955 انتشار يافت. مجمع محققان سايكوفيزيولوژيكي نيز 5 سال بعد از آن تأسيس شد و اولين مجله علمي سايکوفيزيولوژي نيز حدود 25 سال قبل چاپ شده است. (Ax، 1964)

اگرچه سايکوفيزيولوژي با قوانين رسمي آن بيش از 50 سال سابقه ندارد اما توجه و علاقه به درک تعاملات روحي رواني و رخدادهاي فيزيولوژيکي را مي­توان در فيلسوفان و دانشمندان مصر و يونان قديم يافت. فيلسوف يوناني، هراکليتوس (600 قبل از ميلاد) از ذهن به عنوان فضايي که مرزهاي آن هيچگاه شناخته نمي­شود ياد مي­کند. افلاطون (400 قبل از ميلاد) معتقد بود که استعدادهاي فکري در سر، احساسات در نخاع و به صورت غيرمستقيم در قلب و غرايز در زير ديافراگم قرار دارند که کبد را تحت تأثير قرار مي­دهند. همچنين وي معتقد بود که روح و جسم به طور اساسي با يکديگر متفاوت هستند و در نتيجه مشاهده پاسخ­هاي فيزيولوژيکي هيچگونه
زمينه­اي براي استنتاجات حالات روحي ايجاد نمي­کند. در قرن دوم پس از ميلاد جالينوس (200-130م) فعاليت­هاي سايکوفيزيولوژيکي را به صورت قواعدي فرمول­بندي نمود که تا قرن هيجدهم، اين قوانين حاکم بود. بر اساس تشريح حيوانات و مشاهدات وي از بدن انسان، جالينوس فرض کرد که اخلاط انسان مي­تواند نمايشگر احساسات، حرکات و افکار و آسيب­هاي جسمي و روحي بر اساس اختلالات موجود در آنها باشد. نقش ارگان­هاي بدن توليد و پردازش اين اخلاط مي­باشد و اعصاب را به عنوان ابزاري براي تفکر و عمل مي­شناخت. عقايد جالينوس چنان در تفکر غربي نفوذ کرده بود که تقريباً براي 1500 سال بدون رقيب بود.

در قرن شانزدهم فرنل (1558- 1497) اولين کتاب فيزيولوژي را چاپ نمود. هرچند که دسته­بندي­هاي فرنل در مشاهدات تجربي شديداً تحت تأثير تئوري جالينوس بود، در آن برخي حرکات خودکار را ذکر نموده است که امروزه آنها را رفلکس مي­دانيم. اين نقطه سرآغازي براي انحراف از ديدگاه متداول و جداسازي نحوه کنترل حرکات بدن بود. فراگيري آناتومي انساني در اين بازه زماني آغازي بر کشف خطاهاي جالينوس در توصيفاتش بود و راه را براي تحقيق بر روي تئوري فيزيولوژي و نحوه شناسايي بيماري­ها باز نمود. در اين قرن دو حادثه ديگر رخداد که اثر عميقي در نوع استنتاجات سايکوفيزيولوژي داشت.

در 1600، ويليام گيلبرد تفاوت بين الکتريسيته و مغناطيس را دريافت و در کتاب خود «Magnete» استدلال مي­کند که مشاهدات تجربي و آزمايشات بايد جاي حدسيات احتمالي و فرضيه­هاي دانشمندان فيزيولوژي را بگيرد. به علاوه گاليله (1642-1564) به اين بحث پرداخت که حکيمان خداشناس و فيلسوفان هيچ حقي براي کنترل تحقيقات و فرضيه­هاي علمي ندارند و فقط مشاهدات و آزمايشات و نتايج حاصل از آنهاست که مي­تواند حقايق فيزيکي را بيان کند. گاليله همچنين از محدوديت­هاي داده­هاي حسي مطلع بود و با توجه به اينکه احتمال خطا و تفسير غلط وجود داشت، اعتقاد داشت که رياضيات به تنهايي نمي­تواند يک نوع از قطعيت و اطمينان را ايجاد کند. فرانسيس بيکن (1626-1561) در قدم بعدي يک روش علمي را انتخاب نمود و آن اضافه کردن استقرا در مشاهدات و افزودن تحقيق در استنتاج است.

فرمول­بندي بيکن و کارهاي بعدي وي بر روي منطق استنتاج علمي موجب ايجاد يک ترتيب آشنا در استنتاجات علمي شد:

1- تدوين فرضيه­هاي مختلف

2- تدوين يک آزمايش با خروجي­هاي احتمالي مختلف

3- اجراي آزمايش و بدست آوردن نتايج آشکار

4- اجراي مراحل براي تصحيح احتمالات باقي مانده

 

اين طرح در علوم فيزيکي به سرعت پذيرفته شد ولي فلاسفه و حکيمان وجود انسان را از رخدادهاي طبيعي جهان جدا مي­دانستند و به آرامي به فراگيري فيزيولوژي و رفتار انساني پرداختند.

رساله دکتراي ويليام هاروي (1657-1578) اولين گام مهم براي استفاده از اين جزئيات در استنتاجات عملکرد فيزيولوژيکي بود. در اين رساله مباني نظريه جالينوس در مورد حرکت خون در شريان­ها و وريدها که آنها را مستقل از هم مي­داند زير سؤال رفته است و هاروي نشان مي­دهد که نقش قلب در پمپاژ خون، باعث گردش پيوسته آن به صورت يکطرفه در اين سيستم است. از آن زمان به بعد نقش تحقيق و بررسي مباني فيزيولوژيکي و آناتوميکي شدت گرفت و ارگان­هاي انسان از لحاظ عملکرد و تشابه آن به سيستم­هاي الکتريکي، مکانيکي، هيدروليکي از جهات مختلف ارزيابي شد. در اين ميان نحوة فعاليت­هاي اصلي روحي و رواني نيز يکي از موضوعات مورد علاقه براي بررسي بود.

گرچه تحولات عظيم علمي پس از رنسانس به وقوع پيوست اما شواهدي از بررسي­هاي سايکوفيزيولوژيکي قبل از آن نيز وجود دارد. در نوشته­هاي اراسيستراتوس، جالينوس و ابن سينا نيز تجربيات سايکوفيزيولوژيکي قابل توجهي ملاحظه مي­شود. اراسيستراتوس، پزشک زمان اسکندر، اولين شخصي بود که سايکوفيزيولوژي را به طور کلينيکي تجربه نمود. وي از طريق مشاهده علائم مشخصي مانند «لکنت زبان، تعريق ناگهاني و ضربان نامنظم قلب» در شخص، پي به ارتباط عاشقانة وي برد. از جالينوس نيز گزارشي از وضعيت مشابه وجود دارد که در آن شخص هنگام شنيدن نام معشوقه خود دچار ضربان نامنظم قلب مي­شد. همين روش (مشاهده تغييرات ضربان قلب) نيز در قرن دهم توسط ابوعلي سينا براي تعيين ارتباط شخص با فرد مورد علاقه­اش بکار گرفته شد. (Cacioppo، 2000)

همانطور که گفته شد سايکوفيزيولوژي به عنوان يک علم جداگانه داراي تاريخچه بسيار کوتاهي است. ظهور رسمي اين علم در دهه 1950 و زماني بود که گروهي که اکثراً از روانشناسان بودند تحت رهبري Davis جلسات غير رسمي تشکيل دادند. در سال 1960 اين گروه جمعيت محققين سايکوفيزيولوژيکي را تشکيل دادند و Darrow به عنوان اولين رئيس آن انتخاب شد. ارتباطات تحقيقاتي اين گروه از سال 1955 با انتشار خبرنامه­اي توسط Albert Ax در مورد تحقيقات و ابزارهاي سايکوفيزيولوژي آغاز شده بود. در سال 1964 اين خبرنامه به مجله سايکوفيزيولوژي با سردبيري Ax به نشريه رسمي جمعيت تبديل شد. دو موضوع در اولين شماره آن قابل توجه است: «سايکوفيزيولوژي، ديروز، امروز و فردا» نوشته Darrow و «اهداف و روش­هاي سايکوفيزيولوژي» نوشته Ax. در 5 عنوان از 8 مقاله موجود در آن توجه ويژه­اي به واکنش الکتريکي پوست به عنوان ابزار اندازه­گيري و تحقيق شده است و هيچيک از مقالات به فعاليت مغز نمي­پردازد. در مقابل، در شماره اخير اين نشريه در مجموع 13 مقاله ارائه شده، 9 مقاله به بررسي فعاليت مغزي مي­پردازد در حاليکه هيچ مقاله­اي در مورد فعاليت الکتريکي پوست در آن ديده
نمي­شود. اين تغيير در اندازه­گيري­هاي سايکوفيزيولوژيکي به علت علاقه به شناسايي فعاليت­هاي درکي و همچنين پيشرفت چشمگير در ابزارهاي ثبت فعاليت مغزي و وجود نرم افزارهاي مختلف براي تحليل آنها مي­باشد.

 

 

 

1-2- اصول و مباني سايکوفيزيولوژي

آناتومي، فيزيولوژي و روانشناسي همه شاخه­هايي از علوم هستند كه وظيفه بررسي سيستم­هاي بدن را بر عهده دارند و به روشن كردن ساختار و عملكرد اجزاء و سيستم هاي انساني مرتبط با محيط اطراف مي­پردازند.

آناتومي علم ساختار بدن است و نحوه ارتباط بين اجزاء مختلف بدن را بيان مي­كند. فيزيولوژي به مطالعه فعاليت و نحوه عملكرد قسمت­هاي مختلف بدن مي­پردازد. در هر دو علم، يك قسمت از بدن در سطوح مختلف سازمان بدن مورد بررسي قرار مي­گيرد. اين سطوح شامل مولكول، سلول، بافت، اندام و سيستم بدن است. در نتيجه آناتومي و فيزيولوژي به طور پيچيده­اي به هم وابسته هستند.

سايكوفيزيولوژي به طور بسيار زيادي مربوط به آناتومي و فيزيولوژي مي­باشد ولي علاوه بر آن با پديده­هاي رواني و رفتاري در محيط­هاي فيزيكي و رواني ارتباط دارد. پيچيدگي، زماني از فيزيولوژي به سايكوفيزيولوژي اضافه مي­شود كه سايكوفيزيولوژي هم شامل قابليت سيستم نمادي ارائه (مانند زبان و رياضيات) براي ارتباطات است و هم بازتاب تجربه و پيشينه شخص را همانند تأثيرات اجتماعي و فرهنگي بر روي پاسخ­هاي فيزيولوژيكي و رفتاري را به همراه دارد. اين فاكتورها در تشكيل انعطاف­پذيري، تطبيق­پذيري و تغيير­پذيري رفتار نقش دارند. روانشناسي و سايکوفيزيولوژي يك هدف مشترك دارند و آن توضيح رفتار و كردار انسان است و ساختارها و پردازش­هاي فيزيولوژيكي جزء صحيح و روشن تئوري تفكر در سايکوفيزيولوژي هستند.

موانع تكنيكي كه در مطالعات اوليه با آن مواجه شدند يعني اهميت فهميدن سيستم­هاي فيزيولوژي بر اساس مشاهدات و همچنين جذابيت­هاي متعددي كه در تحقيقات اوليه وجود داشته، باعث شد كه يك نظم خاص در زمينه فيزيولوژي و اندازه­گيري­هاي پديده­هاي آن صورت گيرد.

سازمان­دهي سايكوفيزيولوژي تحت سيستم­هاي فيزيولوژيكي يا به عبارت ديگر «سايکوفيزيولوژي سيستمي[1]» امروزه همچنان مهم باقي مانده است. در اين نگرش، هدف مشاهدات سيستمي است که در آن مطالعه يک سيستم فيزيولوژي بر اساس بررسي خصوصيات بيوالکتريک پاسخ­هاي اندازه­گيري شده صورت مي­گيرد. اما سايکوفيزيولوژي مانند آناتومي، فيزيولوژي و روانشناسي يک علم گسترده است که به خودي خود به صورت موضوعي و بر اساس سيستم­هاي خاص مورد بررسي قرار مي­گيرد و از اين رو آن را سايکوفيزيولوژي موضوعي[2] گويند. از جمله گرايش­هاي آن مي­توان به موارد زير اشاره کرد:

1-سايکوفيزيولوژي شناختي[3] که به ارتباط بين اجزاء پردازش اطلاعات انسان و پديده­هاي فيزيولوژيکي مي­پردازد.

2-سايکوفيزيولوژي اجتماعي[4] که به بررسي توجه، احساسات و تأثيرات رفتار انسان به­وسيله اندازه­گيري­هاي فيزيولوژيکي مي­پردازد.

3-سايکوفيزيولوژي تکاملي[5] که مربوط به هستي­شناسي است و تغييرات سايکوفيزيولوژي را در انسان بررسي مي­کند. در اين گرايش پارامترهاي رواني را در سنين مختلف از طريق تغييرات فيزيولوژيکي بررسي مي­کنند.

4-سايکوفيزيولوژي کلينيکي[6] که به بررسي اختلالات ارگان- محيط مي­پردازد.

5-سايکوفيزيولوژي کاربردي[7] که به کاربرد علم سايکوفيزيولوژي در عمل مي­پردازد و شامل بيوفيدبک، بي­حس کردن، سست سازي و استراحت و کشف دروغ مي­باشد.

در هر يک از اين حوزه­ها مطالعه بر اساس نوع ساختار و نحوه عملکرد سلول­ها و ارگان­ها براي رسيدن به نحوه ارتباط بين ارگان و محيط فيزيکي، اجتماعي و فرهنگي اطراف مي­باشد. برخي از اين علوم مانند «سايکوفيزيولوژي تکاملي» داراي ارتباط با فيزيولوژي و آناتومي مي­باشند اما مربوط به رفتار انسان نيز مي­شوند. در سايکوفيزيولوژي اجتماعي کمتر به نقش مستقيم فيزيولوژي و آناتومي پرداخته مي­شود و ارگانيسم به­تنهايي در نظر گرفته مي­شود.

نسبت دادن يک معناي روانشناسي به پاسخ­هاي فيزيولوژيکي وابسته به فاکتورهايي مانند کيفيت طراحي آزمايش، خصوصيات سايکومتريک اندازه­گيري­ها و تناسب تحليل داده­ها و تفسير آنها مي­باشد. هيچيک از دو علم فيزيولوژي و روانشناسي در اين بين برتر نيستند. اما هر دو آنها در تحقيقات سايکوفيزيولوژي اساسي هستند و دقيق­تر بگوييم مکمل يکديگر مي­باشند.

در تعريف علم سايکوفيزيولوژي توافق اندکي وجود دارد. برخي تعاريف اوليه بر اساس زمينه­اي است که تحقيقات در آن مورد صورت مي­گرفت مانند تحقيقاتي که در آن از پلي­گراف استفاده مي­شود و يا تحقيقات واکنش­هاي فيزيولوژيکي در رفتار. تعاريف اوليه ديگر براي جداسازي سايکوفيزيولوژي از علوم قديمي­تر و جا افتاده­اي مانند روانشناسي بيولوژيکي[8] يا روانشناسي فيزيولوژيکي[9] است. سايکوفيزيولوژي از روانشناسي فيزيولوژيکي متفاوت است زيرا در آن آزمايشات بجاي حيوان بر روي انسان صورت مي­گيرد. ثانياً در آن از ايجاد تغييرات در رفتار بجاي ايجاد تغيير در ساختار آناتومي يا فيزيولوژي استفاده مي­شود و آنچه مورد اندازه­گيري قرار مي­گيرد واکنش­هاي فيزيولوژيکي بجاي واکنش­هاي رفتاري است.

مهمترين مسأله در رسيدن به يک توافق، نياز به جداسازي آن از ساير علوم به عنوان يک علم مجزا و همچنين عدم محدود کردن پتانسيل­هاي آن براي رشد است. تعاريف کاربردي چون يک هدف بلند­مدت را در نظر نمي­گيرند مناسب نيستند. تعريف سايکوفيزيولوژي بر اين اساس که فاکتورهاي رواني به عنوان متغيرهاي مستقل و واکنش­هاي فيزيولوژيکي به عنوان متغيرهاي وابسته در نظر گرفته شوند، اين علم را از ساير زمينه­ها مانند روانشناسي سايکوفيزيولوژيکي جدا مي­کند اما به علت محدوديت شديدي که ايجاد مي­کند مورد انتقاد است. مثلاً اينگونه تعاريف مانع از انجام تحقيقاتي مي­شود که در آنها رخدادهاي فيزيولوژيکي به عنوان متغيرهاي مستقل و رفتار و آزمايشات انساني به عنوان متغيرهاي وابسته مي­باشند.

در نتيجه سايکوفيزيولوژي بر اين اساس استوار است که درک، فکر، احساس، هيجان و رفتار انسان پديده­هايي داراي جسم فرض شوند و واکنش­هاي فيزيکي (يا رواني و يا هورموني)
مي­تواند به روشن شدن نوع انسان منجر شود. سطح آناليز در سايکوفيزيولوژي در يک سطح ايزوله از بدن نمي­باشد بلکه به بررسي ارتباطات ارگانيسم­ها و محيط مي­پردازد. در نتيجه سايکوفيزيولوژي را مي­توان بررسي علمي پديده­هاي اجتماعي، فرهنگي، رواني و رفتاري بر اساس خصوصيات فيزيولوژيکي دانست. به طور خلاصه مي­توان گفت، سايکوفيزيولوژي بر اساس دو فرض بنا نهاده شده است:

1- به قوة ادراک، تفکر، هيجان و رفتار انسان تجسم داده مي­شود.

2- واکنش مغز مادي و بدن داراي اطلاعاتي در مورد پردازش­هاي انساني است.

همچنين سطح آناليز در سايکوفيزيولوژي بر روي اجزاء بدن به صورت جدا از يکديگر
نمي­باشد، بلکه به ارتباط بين ارگان­ها و محيط به صورت هم فيزيکي و هم اجتماعي و فرهنگي
مي­پردازد. پس سايکوفيزيولوژي مانند آناتومي و فيزيولوژي يک شاخه از علوم پيرامون سيستم­هاي بدن مي­باشد که هدف آن روشن کردن نحوه ارتباط سيستم­هاي بدن با محيط است. سايکوفيزيولوژي همانند روانشناسي در ارتباط با سطح وسيعي از تحقيقات نسبت به آناتومي و فيزيولوژي مي­باشد و مي­تواند به دو صورت «موضوعي» و «سيستمي» مورد بررسي قرار گيرد.

اهميت به وجود آمدن روش­هاي نوين ثبت براي پيشرفت علمي در تحقيقات سايکوفيزيولوژي کاملاً روشن است چنانکه پديده­هايي که قبلاً غير قابل مشاهده بودند به صورت قابل لمس در­مي­آيند. البته بايد توجه داشت که تنها روش­هاي پيشرفتة ثبت براي پيشرفت اين علم کافي نيستند. خصوصيات تئوري يک ارتباط سايکوفيزيولوژي شامل دستيابي به مجهولات و همچنين ابداعات فکري و کوشش­هاي سيستمي براي حداقل کردن باياس و خطا مي­باشد. در نتيجه فرضيات روانشناسي بر پايه حقايق آناتوميکي و فيزيولوژيکي، تحقيقات اکتشافي و تست­هاي آزمايشي و روان­سنجي­هاي کلاسيک مي­توانند با همکاري يکديگر به ايجاد يک فرضيه قابل آزمايش در مورد يک ارتباط سايکوفيزيولوژي بپردازند. يادگيري مکانيسم­هاي فيزيولوژيکي مي­تواند تفکر ما را در مسير صحيح قرار دهد و خطاي ناشي از درک و اندازه­گيري­هاي ما را کاهش دهد.

يک تئوري علمي به توضيح روابط سببي مي­پردازد، اما روابط سايکوفيزيولوژيکي علّي نيستند. اين بدان معنا نيست که اين ارتباطات هيچگونه نقشي در علوم ندارند. آنها در حقيقت ابزارهايي هستند که با آنها روانشناسان به ارزيابي فرضيه­هاي خود مي­پردازند.

 

1-3- انواع تکنيک­هاي سايکوفيزيولوژيکي

روش­هاي تشخيص حالات روحي را در حالت کلي مي­توان به سه دسته تقسيم نمود. گروه اول شامل استفاده از مشخصه­هاي فيزيولوژي ناشي از عملکرد سيستم عصبي خودکار است که با استفاده از حسگرهاي مناسب بايد اين سيگنال­ها را دريافت نمود. گروه دوم شامل تکنيک­هاي مشاهده فعاليت مغزي مي­باشد. امروزه اين دسته به خاطر رشد علم سايکوفيزيولوژي و اينکه
اندازه­گيري نحوه فعاليت مغز (در صورتيکه به طور مناسب ثبت و تفسير گردد) مي­تواند به طور نزديکتري نسبت به هرگونه اندازه­گيري ديگري به تعيين حالات بپردازد، بيشتر مورد توجه محققين قرار گرفته است. نحوه ارتباط فعاليت مغزي به حالات رفتاري شخص مي­تواند توسط روش­هاي تصوير­برداري مانند PET و MRI و يا fMRI تعيين گردد. همچنين از طريق ثبت «پتانسيل­هاي وابسته به رخداد[10]» نيز مي­توان واکنش مغز را به تحريک يا رخداد مورد نظر بررسي نمود. دسته سوم شامل بررسي رفتارهاي شخص مي­باشد، بطوريکه در اين نوع از تشخيص بايد يک رفتار خاص فرد مانند صدا، حالات صورت، حرکات بدن و يا کلمات مورد استفاده فرد را مورد توجه و نظارت قرار داد.

1-3-1- شاخص­هاي سيستم اعصاب خودکار

در اين روش با تجزيه و تحليل سيگنال­هاي بدن که در حالت طبيعي با مشاهدات انساني قابل تشخيص و تفسير نيستند به تعيين حالات روحي و رواني فرد مي­پردازيم. اين روش بر اساس ثبت و آناليز پديده­هاي فيزيولوژيکي محيطي ناشي از فعاليت­هاي هيجاني و احساسي فرد استوار است. پديده­هايي که در اين زمينه به طور مرسوم اندازه­گيري مي­شوند شامل تغييرات سيستم گردش خون (شامل تغييرات ضربان قلب و تغييرات فشار خون)، تغييرات واکنش الکتريکي پوست و تنفس مي­شوند.

امروزه امکان ثبت و اندازه­گيري غيرتهاجمي پديده­هاي متعددي از جمله قدرت انقباض قلبي، برون ده قلبي، مقاومت کل محيطي سيستم گردش خون و دماي پوست وجود دارد. اکثر اين پديده­ها اطلاعات بهتري نسبت به پديده­هاي مورد اندازه­گيري مرسوم در اختيار قرار مي­دهد و از نظر دلايل تئوري، شاخص­هاي بهتري براي حالات روحي افراد هستند. هرچند اين شاخص­ها از نظر تئوري داراي برتري هستند اما در عمل نمي­توانند نسبت به پديده­هاي مرسوم بيشتر به متغيرهاي رواني منسوب شوند. (National Research Council، 2003)

امروزه محققان سعي مي­کنند اين پديده­ها را به صورت جايگزين و يا در کنار روش­هاي معمول مورد استفاده قرار دهند. اما تحقيقات محدود در اين زمينه و عدم استفاده از نمونه­هاي مناسب و کنترل شده، توانايي اين روش­ها را در تشخيص حالات فرد کاملاً به صورت عملي اثبات نکرده است. در اکثر تحقيقات، پديده­هاي مرسوم مورد استفاده از دقت قابل توجهي در تشخيص برخوردار بوده­اند و در فصل­هاي آينده به اين پديده­ها بطور مفصل­تري اشاره خواهيم نمود.

1-3-2- اندازه­گيري فعاليت مغزي

در روش­هايي که بر اساس پديده­هاي فيزيولوژيکي محيطي عمل مي­شود، به صورت کاملاً محدود و غير مستقيم سعي در شناخت نحوه رفتار فرد داريم. فرضيه قابل قبول در اين زمينه توجه به فعاليت مغز به طور مستقيم و تشخيص حالات مختلف بر اساس نحوه عملکرد آن است. در اين بخش به طور مختصر به روش­هاي اندازه­گيري فعاليت مغزي مي­پردازيم.

الف) تصويربرداري کارکردي مغز: در 15 سال گذشته شاخه علوم شناختي به طور قابل توجهي رشد داشته است. در اين علم سعي مي­شود با اتخاذ استراتژي­هاي مناسب و آزمايشات مختلف روانشناسي نحوه عملکرد مغز در فعاليت­هاي رواني تعيين شود. نقش اصلي در اين آزمايشات را دو نوع تصويربرداري از نحوه کارکرد مغز شامل تکنيک پرتونگاري توسط تابش پوزيترون (PET) و روش MRI بر عهده دارند. در چند سال گذشته اين تکنيک­ها براي بررسي واکنش­هاي انفعالي شخص مورد استفاده قرار گرفته است.

در روش PET، جريان خون محلي اندازه­گيري مي­شود که بطور ثابتي با فعاليت سلول­هاي مغزي در ارتباط است. تحقيقات بيشتر نشان مي­دهد که اين تغييرات در جريان خون با تغييرات جزئي اکسيژن مصرفي در سلول در ارتباط است. اين تغييرات در اکسيژن مصرفي باعث تغيير در مقدار اکسيژن باقيمانده در رگ­هاي محل فعاليت مغز مي­شود. چون MRI به مقدار اکسيژن حمل شده توسط هموگلوبين بسيار حساس است، اين تغييرات در محل فعاليت مغزي مي­تواند توسط MRI تشخيص داده شود. اين تشخيص ((Blood-Oxygen-Level-Dependent)) توسط سيگنال MRI، fMRI ناميده مي­شود. امروزه تحقيقات مختلفي با استفاده از fMRI براي ايجاد نقشه فعاليت مغز در حال انجام است. تحقيقات نشان مي­دهد که شخص در برابر اسامي و تصاوير مختلف بر اساس احساسات دروني خود واکنش­هاي مختلفي نشان مي­دهد و نواحي مختلفي از مغز، فعال
مي­شود.

همچنين مشکلات روانشناختي متعددي براي تشخيص حالات رواني توسط fMRI وجود دارد. استفاده از fMRI يک روش پرهزينه و زمان بر در تشخيص مي­باشد. بطوريکه براي هر شخص بايد چندين ساعت داده تهيه شود و آناليز اين داده­ها براي پيش­گويي و تعيين حالات آينده بسيار مشکل است و در نتيجه fMRI يک روش مناسب کاربردي براي تشخيص­هاي سايکوفيزيولوژيکي در اکثر زمينه­ها نمي­باشد.

ب) استفاده از فعاليت الکتريکي مغز[11] و پتانسيل­هاي وابسته به رخداد: Caton (1875) اولين کسي بود که نشان داد فعاليت الکتريکي مغز انسان را مي­توان با قرار دادن الکترود بر روي جمجمه او ثبت نمود. در سال 1929 توسط Berger به طور عملي توسط EEG اين سيگنال­ها ثبت شد. از آن زمان براي کارهاي تشخيصي و تحقيقاتي از اين سيگنال­ها استفاده فراواني مي­شود. Davis (1939) اولين کسي بود که به تغييرات وابسته به رخداد در سيگنال EEG توجه نمود و متعاقباً نام ERP را بر آن نهاد. او مشاهده کرد که يک واکنش منفي بزرگ در سيگنال EEG پس از 100 تا 200 ميلي ثانيه پس از هر تحريک شنوايي ايجاد مي­شود.

فعاليت الکتريکي مغز در دو حوزه زمان و فرکانس مورد توجه قرار مي­گيرد. در حوزه فرکانس شکل موج­هاي پيچيده ثبت شده در فرکانس­هاي مربوطه با استفاده از تبديل­هاي مختلف نمايش داده مي­شود. آناليز زماني، معمولاً مربوط به پتانسيل­هاي وابسته به رخداد مي­شود که نمايش­دهندة فعاليت الکتريکي مغز در پاسخ به تحريکات خارجي يا واکنش­هاي فرد پس از يک زمان مشخص ايجاد مي­باشند. يکي از خصوصيات مهم اين روش دقت و رزولوشن زماني مناسب آن است که محققان مي­توانند تغييرات را در حد ميلي ثانيه تشخيص دهند. مزيت ديگر اين روش غيرتهاجمي بودن آن است که در نتيجه مي­توان آن را به راحتي در اشخاص تکرار نمود. اما مهمترين اشکال آن در نوع اطلاعاتي است که از منابع سيستم عصبي اندازه­گيري مي­شود و نياز به تحليل و آناليزهاي متعدد براي تشکيل پاسخ مناسب وجود دارد. روش­هاي مرسومي براي
اندازه­گيري فعاليت الکتريکي مغز و استفاده از آن در تحليل و تفسير همبستگي­هاي عصبي روانشناختي و پردازش­هاي انفعالي بوجود آمده است اما هنوز تحقيقات سيستماتيک براي بررسي ميزان افزايش احتمالي قدرت تشخيص حالات فرد با استفاده از اين روش­ها انجام نشده است. (Fabiani، 2000)

پتانسيل­هاي وابسته به رخداد الگوهاي تغييرات ولتاژ موجود در سيگنال EEG مي­باشند که يک پردازش را در پاسخ به واقعه بخصوصي مانند تحريکات ديداري و شنيداري نمايش مي­دهند. اين پتانسيل­ها از طريق متوسط­گيري از سيگنال EEG بدست مي­آيد. در شکل (1-1) نمونه­اي از ERP شنوايي ديده مي­شود.

شکل 1-1: نمونه اي از ERP شنوايي (Donchin، 1979)

 

ERPs به وسيله همان تقويت­کننده­ها و فيلتر­هاي ثبت EEG بدست مي­آيد. الکترودها بر روي نواحي مختلف جمجمه قرار گرفته و به تقويت­کننده­ها متصل مي­شود. نواحي ثبت معمولاً بر اساس سيستم ثبت 20-10 تعيين مي­شوند. همانطور که در شکل (1-2) ديده مي­شود از طريق مبدل­هاي A/D اين مقادير به ديجيتال تبديل مي­شوند و از طريق متوسط­گيري به استخراج پتانسيل­هاي وابسته به رخداد مي­پردازيم.

شکل 1-2: مراحل ثبت و تحليل سيگنال­هاي مغزي (Fabiani، 2000)

 

دامنه ERP در مقايسه با EEG ثبت شده بسيار کم است (در حد چند ميکرو ولت) در نتيجه روند استخراج ERP با جداسازي ERP از نويز (EEG زمينه) آغاز مي­شود. روش متداولي که بکار مي­رود متوسط­گيري از نمونه­هاي سيگنال EEG است. تعداد نمونه­هايي که در متوسط­گيري بکار مي­رود وابسته به نسبت سيگنال به نويز است. از آنجا که فرض مي­شود تمام جنبه­هاي ديگر سيگنال EEG تصادفي هستند، متوسط­گيري باعث حذف اين ولتاژها مي­شود و بايد فقط ERPs باقي بمانند. آنچه که باقي مي­ماند موجي است با پيک­هاي مثبت و منفي که وابسته به دو شرط بدست مي­آيد:

1- اين موج تابعي از مکان الکترودهايي است که ثبت از آنها صورت گرفته است.

2- وابسته به الکترود مرجعي است که در نظر گرفته شده است.

نامگذاري قسمت­هاي مختلف سيگنال معمولاً بر اساس پلاريته و زمان وقوع صورت مي­گيرد.

در ادامه به روند­هاي استنتاجي در مورد پردازش­هاي فيزيولوژيکي و روانشناسي ناشي از ERP مي­پردازيم. در سال 1990، Cacioppo نشان داد که ارتباطات مختلف بين متغيرهاي فيزيولوژي و روانشناسي امکان تعميم نتايج حاصل از داده­هاي سايکوفيزيولوژي را با محدوديت روبرو مي­کند. تحقيقات اخير توسط Kutas (1998)، Miller (1996) و Cacioppo (1996) نيز به محدوديت­هاي موجود در استنتاجات نحوه فعاليت مغزي بر اساس داده­هاي تصوير­برداري مغز اشاره مي­کنند.

اگر موج ERP به صورت توده­اي از اجزاء متعدد در نظر گرفته شود، آنگاه تفسير هريک از اين اجزاء براي درک نحوه تغييرات فعاليت مغزي در موضوعات مختلف امکان پذير خواهد بود. اولين گام براي پردازش ERP يافتن اجزاء آن است. سپس يک تئوري در مورد اهميت نحوه رفتار هر جزء به صورت زير به وجود مي­آيد:

1- بررسي پيشينه اجزاء. اين پيشينه شامل آزمايشاتي است که در آن تغييرات همساني در دامنه و تأخير اجزاء وجود دارد. (شکل 1-3)

2- گمانه­زني در مورد منشأ رواني يا فعاليت نوروفيزيولوژي موج آشکار شده.

 

شکل 1-3: نمونه­اي از ارتباط ويژگي استخراجي از ERP با ميزان تحريک فرد (Cacioppo، 2000)

در اين قسمت به چهار نوع استنتاج سايکوفيزيولوژي در استفاده از اندازه­گيري­هاي ERP اشاره مي­کنيم:

حالات متفاوت: اولين سؤال آن است که آيا دو حالت مختلف به پاسخ پتانسيل­هاي وابسته به رخداد متفاوتي مربوط هستند. اگر ما ERP را به عنوان نشانه­اي از فعاليت مغزي بدانيم و يا آن را منعکس­کننده پردازش­هاي رواني بدانيم، آنگاه مي­توانيم نتيجه­گيري کنيم که فعاليت مغزي و پردازش رواني مرتبط با آن در حالات مختلف متفاوت هستند.

حالات در زمان­هاي مشخص متفاوتند: سطح دوم نتيجه­گيري مربوط به زماني است که دو حالت با يکديگر متفاوت هستند. در اين نتيجه­گيري حداقل براي مدت زمان x ميلي ثانيه، پردازش تحريک در حالت A با پردازش تحريک حالت B متفاوت است.

حالات نسبت به زمان تأخير پردازش­ها متفاوتند: در اين سطح از استنتاجات فرضيه­ها و اندازه­گيري­هاي اضافه­اي بايد صورت گيرد. ما از ERP براي بررسي پردازش­هاي پيشين و در نتيجه وقوع يک اتفاق خاص فيزيولوژيکي (مانند پيک) استفاده مي­کنيم. اين امر مستلزم شناسايي يک رخداد فيزيولوژيکي بر اساس حالات و شرايط و تغييرات زماني آن است. علاوه بر آن ما فرض کرديم که اجزاء ERP فقط پس از به وقوع پيوستن يک پردازش خاص رواني تغيير مي­کنند. در نتيجه براي اين سطح از استنتاجات ما بايد اولاً يک روند شناسايي اجزاء را در سؤال و ميزان تأخير آن را در نظر بگيريم و سپس از يک روش تحليلي براي ارزيابي تفاوت حالات بر اساس تأخير اجزاء استفاده کنيم.

حالات نسبت به درجة وقوع برخي پردازش­ها متفاوتند: درک اجزاء، اين امکان را به ما
مي­دهد که از ERPs براي نتيجه­گيري در مورد اينکه يک پردازش خاص تحت شرايط خاص با وسعت بيشتري رخ مي­دهد استفاده کنيم. در اين حالت بايد فرض کنيم يک ERP خاص آشکار­ساز برخي پردازش­ها مي­باشد. همچنين بايد فرض کنيم که تغيير در دامنه جزء، مستقيماً ناشي از تغيير در درجة پردازش است.

1-3-3- تشخيص حالات با استفاده از رفتار شخص

برخي تکنيک­هاي تشخيص حالات رواني افراد بر اساس تفسير سيگنال­هاي دقيقي است که از رفتار و حالات شخص بدست مي­آيد و ما آن را فعاليت­هايي از فرد مي­ناميم که مي­توانيم آنها را حتي با استفاده از حواس طبيعي خود بدون ارتباط فيزيکي با فرد درک کنيم. حالات رفتاري مي­تواند شامل نحوه خيره نگاه کردن، وضعيت اندام­ها، حالات مختلف صورت، حرکات بدن، صدا و نحوه صحبت و کلمات مورد استفاده در محاورات باشد.

از جمله مهمترين سيگنال­هاي رفتاري که مي­توان آن را با استفاده از حسگرها به خوبي ثبت نمود، فعاليت الکتريکي عضلات[12] صورت است. حالات مختلف صورت (مانند اخم کردن، شکلک در آوردن، خنديدن و ...) مي­توانند به طور آشکاري احساسات افراد را بيان کنند. همان طور که Cacioppo (1992) اشاره کرده است، در ثبت EMG با استفاده از الکترودگذاري بر روي عضلات مربوط مي­توان واکنش­هاي پنهاني صورت را نيز اندازه­گيري کند. تعدادي از تحقيقات نشان مي­دهد که پردازش­هاي احساسي به طور کاملاً معني­داري با فعاليت EMG عضلات مختلف صورت در ارتباط است.

اولين نکته در اين بحث آن است که انعکاس EMG صورت بيشتر به حرکات ناخودآگاه باز مي­گردد يا به حرکاتي که شخص خودش در ايجاد آن نقش دارد. زيرا در کنترل اختياري قوي بر روي حرکات صورت مي­تواند مشکلات متعددي در بررسي احساسات ايجاد کند. Tassinary، Cacioppo و Geen (1989) گزارش نمودند که حالات اختياري و نه ناخودآگاه صورت، وابسته به پتانسيل آمادگي قشري قبل از حرکت هستند، در حاليکه Ekman، Davidson و Friesen (1990) پيشنهاد نمودند از آنجاييکه لبخند بي اختيار شامل فعاليت­هاي عضلات zygomatic و orbicularis oculi مي­شود ولي لبخند فقط شامل عضله گونه مي­­شود، اهميت نقش اراده در کنترل فعاليت­هاي عضلاني صورت بايد در نظر گرفته شود. در تفسير فعاليت EMG صورت، براي بررسي احساسات بايد به طور دقيق تفاسير مختلف الگوي مشاهده شده در نظر گرفته شود و در صورت امکان از روشي براي تشخيص اينکه حرکت ارادي و يا غير ارادي اتفاق افتاده است، استفاده شود. (Cacioppo، 2000)

 

الف) EMG عضله چين دهنده[13]: اين عضله در اخم کردن و درهم کشيدن ابروها نقش دارد. اين حرکت صورت را به عنوان مشخصه پريشاني و اندوه در نظر مي­گيرند و فعاليت واحد حرکتي اين عضله در صورتيکه يک محرک ناخوشايند اعمال شود مورد انتظار است، حتي اگر درجه فعاليت به حدي نباشد که منجر به حرکت قابل رؤيت ابروها شود. در شکل (1-4) مقايسه­اي بين فعاليت EMG در 3 حالت مختلف مشاهده مي­شود. همچنين ارتباط EMG عضله چين­دهنده با مقدار خوشحالي فرد ديده مي­شود. تغييرات در فعاليت EMG نسبتاً کم اما بالاتر از خط پايه در مقايسه با حالت طبيعي است و همانطور که در شکل سمت راست ديده مي­شود در حالت خوشحالي فراوان فعاليت زير خط پايه است.

 

شکل 1-4: نحوة فعاليت عضلة چين­دهنده در سه حالت خوشحالي، معمولي، ناراحتي (Cacioppo، 2000)

ب) EMG عضله­گونه[14]: فعاليت اين عضله هنگامي رخ مي دهد که لب­ها آويزان يا سخت به هم فشرده باشند و در حالت خنده صورت بوجود مي­آيد. اين فعاليت با افزايش ظرفيت شادي فرد افزايش مي­يابد. در شکل سمت چپ (1-5) اين تغييرات فعاليت با ديدن عکس­هايي که موجب شادي فرد مي­شود مشاهده مي­شود. همانطور که در شکل سمت راست نيز ديده مي­شود، يک رابطه خطي مشخص بين شادي و فعاليت عضله گونه ديده مي­شود.

شکل 1-5 : نحوة فعاليت عضلة گونه در سه حالت خوشحالي، معمولي، ناراحتي (Cacioppo، 2000)

فعاليت همزمان عضلات گونه و چين­دهنده مي­تواند بيانگر نوعي احساس آزاردهنده در شخص باشد. الگوهاي فعاليت EMG صورت در حالات تصورات و ادراکات رواني نيز بيانگر آن است که فعاليت عضلات ذکر شده، نشان­دهنده ميزان لذتي است که فرد از تحريکات انگاشتي خود دارد. همچنين تحقيقات نشان مي­دهد که اصولاً فعاليت EMG اين دو عضله در حالات احساسات مثبت و منفي با يکديگر متفاوت است در حاليکه در فعاليت EMG عضلات ديگر صورت، تغييري در دو نوع احساس ايجاد نمي­شود.

1-4- تعریف استرس

((فشار روانی)) که ترجمه کلمه انگلیسی ((Stress)) می‌باشد احتمالاً برای اکثر مردم واژه آشنایی است. هر فردي فشار رواني را در زندگي خود تجربه مي‌كند، كشاورز ساكن در روستا، مادري كه از فرزندان خود مراقبت مي‌كند، پدري كه از عهده مخارج زندگي بر­نمي‌آيد، جواني كه در حال ازدواج است، دانش­آموزي كه در فصل امتحانات است، فردي كه بدليل بيماري نياز به درمان دارد و مديري كه بايد تصميمات مهم اتخاذ كند. مردم فشار رواني را در سراسر تاريخ تجربه كرده‌اند، فشار رواني بخشي از زندگي انسان است به طوري كه در هنر و ادبيات تمامي دوره­‌ها ثابت شده است. امروزه دنياي صنعتي و فرا صنعتي، گرفتاري‌هاي فراواني به بارآورده است.نگراني افراد نسبت به كار، خانواده، فرزند، دوري اعضاي خانواده از يكديگر و جدائي از آنها، مشكلات اجتماعي، وضع اقتصادي و نيازهاي گوناگون، پيشرفت تكنولوژي و نگراني و بيم از كهنه شدن معلومات و اطلاعات، مشكلات مديريت همگي سبب مي‌شود كه فرد از لحظه بيداري بامداد تا هنگام آرميدن شامگاه همواره دچار هيجان‌ها، تنش‌ها، نگراني‌ها، بيم‌ها و اميدهاي گوناگوني باشد كه گاه با ظرفيت بدني، عصبي و رواني وي متناسب است و گاه با آن سازگار نيست.

در واقع استرس یا فشار عصبی عبارت است از حالت اضطراب و فشار درونی که انسان برای مواجه شدن با خطر یا مشکلات جدّی با ترشح هورمون­هایی خود را برای مقابله آماده می­کند که البته تا این حد خوب و برای روند زندگی لازم است. ولی هرگاه در فردی فشار عصبی توسعه پیدا کرد و این حالت در طول روز و بدون علت منطقی مشاهده شد می­گوئیم فرد دچار استرس بیش از حد است. استرسعلاوه بر اثرات روانی، پیامدهای جسمی متعددی نیز دارد. هیچ عضو یا ارگانی از بدن ازاثرات استرس مصون نیست. استرس می‌تواند روی هر دستگاهی از بدن اثرات زیانبار داشتهباشد. بعضی از این اثرات زودگذر است. مثلاً وقتی شما در اثر شنیدن خبر ناراحت­کننده‌ای دچار استرس می‌گردید ممکن است به عنوان مثال فشار خون شما بالا رفته،تعداد نبض افزایش پیدا می‌کند، احساس تپش قلب نمایید، احساس ناراحتی در ناحیه معدهداشته و دچار سر گیجه، سردرد، تعریق و لرزش گردید. همه ما کم و بیش اثرات زودگذرفراوانی را در اثر تجربه عوامل استرس‌زا داشته و داریم. این اثرات، چون زودگذرهستند معمولاً چندان مشکل­آفرین نمی‌باشند. اما آنچه اهمیت بیشتری دارد اثرات جسمیپایدار، یا به عبارتی بیماری‌های جسمی ناشی از استرس است. همانطور که گفته شداسترسورها می‌توانند انواع متعدد بیماری‌های جسمی را بوجود آورند. مسلماً هر چه فرداسترسورهای بیشتر یا شدیدتر یا طولانی‌تری را تجربه کند، امکان بروز بیماری‌هایجسمی در وی بیشتر است.

به طور كلي تعاريف گوناگوني از فشار عصبي و رواني به مفهوم استرس شده است.در زیر به برخی از این تعاریف اشاره شده است:

@ استرس فرسودگي بدني يا عاطفي است كه بر اثر مسائل و مشكلات واقعي يا خیالی پديد مي‌آيد.همانگونه كه يك ساختمان در طول زمان و به واسطه وضع آب و هوا دچار فرسايش می‌شود، ارگانيزم و بدن انسان نيز بر اثر سن و به واسطة مشكلات و مسائل دچار فرسودگي می‌گردد.

@استرس به مجموعة واكنش­هاي عمومي انسان نسبت به عوامل ناسازگار و پيش­بيني نشدة داخلي و خارجي اطلاق گرديده، بدين­گونه كه هرگاه تعادل داخلي يا خارجي از ميان برود، استرس پديد می‌آيد.

@دكتر ((هانس سليه))يكي از پيشتازان پژوهش در زمينة استرس، استرس را به عنوان ((پاسخ نامشخص بدن به هرگونه تقاضا)) ناميده است.وي مفهوم ((حالت سازگاري عمومي)) را ابداع كرد.حالت سازگاري عمومي پاسخ خودبخودي به هرگونه تهديد بدني يا احساسي نسبت به سلامت يك ارگانيزم است.

@استرس را مي­توان نوعي تهديد دانست كه شخص آن را احساس مي­كند، خواه عامل برانگيزنده استرس واقعي باشد يا از تصورات خود شخص ناشي شده باشد.

@استرس ‌عبارت ‌است ‌از واکنش­های ‌فیزیکی‌، ذهنی ‌و عاطفی‌ که ‌در نتیجه ‌تغییرات‌ و نیازهای ‌زندگی‌فرد، تجربه ‌می‌شوند.

@استرس نوعي نياز جسمي يا ذهني است كه در ما پاسخ‌هاي خاصي را بر مي‌انگيزد و به ما امكان مي­دهد تا با خطر مبارزه كنيم يا از آن بگريزيم.

@ استرس عبارت است از هرگونه فشار اضافی که بر جسم یا روان انسان وارد شود. البته مقدار کمی از فشارروانی نه تنها زیان ندارد بلکه لازم است تا زندگی سرد و بی روح نباشد.

@ استرس عبارت است از فشار آزار­دهنده یا مخالفی که هم بر حالات جسمی و هم عاطفی اثر کرده و منجر به تنش می­شود. ارگانیسم انسانی مدام در حال سازگاری با رویدادهای استرس­آمیزی است که هر لحظه بر وی وارد می­شود. این واکنش به واکنش جنگ و گریز معروف است.

1-5- استرس خوب و استرس بد

استرس "فشار و فرسایش" بدن به هنگامی است كه با محیط پیوسته در حال تغییر، سازگار می­شویم؛ چنین تغییراتی اثرات جسمی و هیجانی بر ما می­گذارد و می­تواند احساسات مثبت یا منفی ایجاد كند. در صورت مثبت بودن اثرات، استرس ما را ناگزیر به عمل می­كند، هوشیاری تازه و چشم انداز مهیج جدیدی برای ما به ارمغان می­آورد. آثار منفی استرس احساس بی­اعتمادی، طرد، خشم و افسردگی می­آفریند كه این احساسات به­نوبه خود به مشكلاتی مانند
سر­درد، ناراحتی معده، جوش و خارش پوست، بی­خوابی، زخم معده، فشار خون بالا، بیماری قلبی و سكته مغزی می­انجامد. مرگ یك عزیز، تولد یك كودك، ارتقای شغلی یا ایجاد یك رابطه جدید استرس به دنبال می­آورد، چون این تغییرات ما را مجبور به سازگاری مجددی با زندگی خود
می­كند. سازگاری با شرایط متغیر، بسته به نوع واكنش ما، می­تواند كمك كننده یا آسیب زننده باشد.

استرس خوب يا استرس فيزيولوژيك، هر نوع تحريكي است كه در شخص انگيزه­اي ايجاد كند و فكري را در او برانگيزد يا هدف خاصي را به او نشان دهد. نمونه استرس خوب را در شرايطي كه روزنامه مي­خوانيد و به خبر جالبي بر مي­خوريد، مي­توانيد تجربه كنيد. نوع ديگر از استرس خوب، استرس تحميل شده به مادر در زمان زايمان نوزاد است. زيرا اين استرس سبب بروز مجموعه­اي از فعل و انفعالات فيزيولوژيكي و هورموني در بدن مادر مي­شود كه نتيجه آن انجام زايمان سالم و ايمن است. زماني كه شخص احساس سرما مي­كند، دچار استرس شده و اين استرس او را به طرف لباس گرم يا بخاري مي­كشاند كه اين يك استرس خوب و هدفمند است.

اغلب آنچه به عنوان استرس، در جامعه شناخته شده است، نوع ديگر استرس است كه متخصصان به آن ((استرس بد))مي­گويند.استرس بد، استرسي است كه هيچ حركت سازنده­اي را برنمي­انگيزد و باعث ايجاد اختلال در حالات روح و وضعيت جسمي فرد مي­شود.مثلاً استرس ايجاد شده در شب امتحان، باعث بي­خوابي فرد شده و روز بعد در سر جلسه امتحان فرد دچار سردرد شده و حافظه­اش درست عمل نمي­كند.

 

[1]Systemic Psychophysiology

[2]Thematic Psychophysiology

[3]Cognitive Psychophysiology

[4] Social Psychophysiology

[5] Developmental Psychophysiology

[6] Clinical Psychophysiology

[7] Applied Psychophysiology

[8] Psychobiology

[9] Physiological Psychology

[10]Event Related Potentials (ERPs)

 

[11] Electroencephalograph (EEG)

[12]Electromyography (EMG)

 

[13]Corrugator

[14]Zygomatic