不同心理特質對生物反饋作用效果的影響

張波，傅賢，吳麗，劉紅英，李又福，張偉勁，李現亮，高慶春

(廣州醫科大學附屬第二醫院神經內科，廣東廣州510260)

不同心理特質對生物反饋作用效果的影響

張波，傅賢，吳麗，劉紅英，李又福，張偉勁，李現亮，高慶春

(廣州醫科大學附屬第二醫院神經內科，廣東廣州510260)

目的研究不同心理特質對生物反饋作用效果的影響，探討生物反饋發揮作用的潛在機制。方法分別采用心理量表學生生活應激問卷(SLSI)、癥狀自評量表(SCL-90)、抑郁自評量表(SDS)、焦慮自評量表（SAS）評價30名健康大學生志愿者的心理特質,總共分為四個組（每組均包含同樣的30名受試者)。每個組內以量表得分的平均值作為分類標準，分為高分亞組和低分亞組，各個組內的人數比為：SLS(12:18)、SCL-90(15:15)、SDS(12:18)、SAS (16:14)，分別對比亞組之間生物反饋后16個腦區的腦電心電互近似熵(Cross-ApEn)差別。結果以SLSI分組的兩亞組之間，高分亞組的全腦所有腦區的腦電心電Cross-ApEn均高于低分亞組，差異均具有顯著統計學意義(P＜0.01)。以SCL-90、SDS和SAS分組，高、低分亞組間各個腦區的腦電心電Cross-ApEn比較差異均無統計學意義(P＞0.05)。結論針對SLSI測定的各種心理應激，其可以影響生物反饋的效果。而SCL-90、SDS和SAS所體現的心理特質對生物反饋影響不大。生物反饋可能通過提高腦電心電間的Cross-ApEn，減弱大腦對心血管系統的非線性控制，減輕心理應激因素對生理指標的干擾。

生物反饋；心理特質；腦電；心電；交叉近似熵

近年來生物反饋被廣泛應用于臨床，其不僅適用于心理疾病的治療[1]，同樣也適用于軀體疾病的治療[2]。但生物反饋的治療效果不同個體之間存在著差異，導致這種現象的原因仍不清楚。

不同的個體具有特異性的心理特質，其作為基礎背景會影響個體的心理、生理和行為反應，所以不同的心理特質對于心理應激有著不同的反應，這也決定了處于應激壓力下的個體是否會發生身心疾病。生物反饋對心身疾病治療的整個過程都有意識活動的參與，其中心理因素起著非常重要的作用，我們猜測心理特質對于生物反饋的效果也發揮著重要的影響，而這可能是不同個體對生物反饋治療反應不同的原因。既往的研究也顯示心理差異可在一定程度上影響生物反饋的效果[3]。

非線性研究被廣泛的應用于生物學研究[4]，互近似熵(Cross-ApEn)是其中一個重要的參數，它可作為鑒別兩個互相聯系的系統或網絡之間的同步性程度的工具[5]。我們既往的研究顯示生物反饋可明顯改變正常人群心電和腦電間的Cross-ApEn，而這種改變可能是生物反饋發揮作用的機制。為了進一步證實心理差異對生物反饋治療效果的影響，同時探討有哪些心理特質能對生物反饋治療產生真正的影響，我們希望借助生物反饋過程中的心電和腦電間的Cross-ApEn這一指標來進行分析。

1 資料與方法

1.1 一般資料在廣州醫科大學醫學院二年級本科生中，隨機抽取醫學專業在校健康大學生志愿者30名，男性20名，女性10名，年齡19～21歲，平均(19.7±0.7)歲。所有參與者均書面簽署了知情同意書。此研究經過廣州醫科大學倫理委員會審核通過。

1.2 心理量表測定我們選擇下列量表評估受試者的心理特質，30名受試者在第一次生物反饋實驗開始以前，即在分組以前進行一次心理量表評定，在實驗全部結束后再進行一次評定：

1.2.1 學生生活應激問卷(Student Life Stress Inventory，SLSI)了解大學生在校期間面臨的變化、挫折、沖突、壓力等應激源，及其對這些應激源做出的各種反應。

1.2.2 癥狀自評量表(Symptom Checklist 90，SCL-90)測定意識、感覺、思維、情感、行為直至生活習慣、人際關系、飲食睡眠等廣泛的精神癥狀學內容。

1.2.3 抑郁自評量表(Self-Rating Depression Scale，SDS)測定抑郁情緒的高低。測定到的總粗分乘以1.25后，取其整數部份作為標準分，進行統計和評價。

1.2.4 焦慮自評量表(Self-Rating Anxiety Scale，SAS)測定總體焦慮情緒的高低。得分也按照SDS的公式轉換成標準分后，再進行統計和評價。

1.3 生物反饋生物反饋組按照既往常規的方法[6]進行額肌肌電信號生物反饋。每次實驗前先記錄閉目平靜狀態下肌電、心電、腦電5 min，然后進行生物反饋20 min。期間連續記錄肌電、心電、腦電信號。每3 d進行生物反饋訓練1次，共進行7次。

1.4 數據處理

1.4.1 數據選擇對采集到的心電、腦電信號首先通過人工閱讀的方法，排除肉眼可見的明顯干擾和偽差。選定每次實驗的后5 min的采集結果，作為每次實驗后的數據，進行分析處理。

1.4.2 非線性分析利用生物信號ApEn分析系統，分別對反饋后的16導聯腦電信號與心電信號的Cross-ApEn進行分析，求出各導聯反饋后腦電信號與心電信號間的Cross-ApEn。同時以第一次生物反饋實驗前的腦電和心電信號間的Cross-ApEn數據作為基礎值。具體計算方法見既往文獻[7]。Cross-ApEn的分析參數均為：m=2，r=0.2SD，N=5000。

1.5 統計學方法根據SLSI、SCL-90、SDS和SAS四個心理量表總共分為四個組，統計出四個組所對應的心理量表得分值。組內以量表得分的平均值作為分類標準，把受試者進行亞組分類，分為大于平均值的心理因素改變明顯的一組(高分亞組)，和小于均值的心理因素改變不明顯的另一組(低分亞組)，各個組內的人數比為：SLSI(12:18)、SCL-90(15:15)、SDS(12:18)、SAS(16:14)，分別對亞組之間生物反饋后16個腦區的腦電心電Cross-ApEn進行統計比較。全部數據采用SPSS19.0 for windows統計軟件包統計分析。計量數據以均數±標準差(±s)表示，兩組計量數據比較采用組間獨立樣本t檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

生物反饋實驗前，根據四個量表得分區分出的高分亞組和低分亞組之間的基礎腦電心電Cross-ApEn值比較差異均無統計學意義(P＞0.05)。

2.1 根據SLSI得分分組的腦電心電Cross-ApEn的比較根據SLSI評分進行分組，高于平均分的亞組12名，低于平均分的亞組18名。生物反饋后，兩亞組的各個腦區進行對比，SLSI高分亞組的全腦16個腦區的腦電心電Cross-ApEn明顯高于SLSI低分亞組，差異均具有顯著統計學意義(P＜0.01)，見表1。

表1 根據SLSI得分分組的腦電心電Cross-ApEn的比較(±s)

表1 根據SLSI得分分組的腦電心電Cross-ApEn的比較(±s)

注：FP1-左額極，FP2-右額極，F3-左額，F4-右額，C3-左中央，C4-右中央，P3-左頂，P4-右頂，O1-左枕，O2-右枕，F7-左前顳，F8-右前顳，T3-左中顳，T4-右中顳，T5-左后顳，T6-右后顳，下同。

腦電導聯SLSI高分亞組(n=12)SLSI低分亞組(n=18)t值P值FP1 FP2 F3 F4 C3 C4 P3 P4 O1 O2 F7 F8 T3 T4 T5 T6 0.551 7±0.192 8 0.564 7±0.198 2 0.562 5±0.179 8 0.552 4±0.181 4 0.587 3±0.177 3 0.551 4±0.17 89 0.599 6±0.179 0 0.578 0±0.201 2 0.586 0±0.177 6 0.581 9±0.194 9 0.555 0±0.177 2 0.563 5±0.192 1 0.586 6±0.178 8 0.575 5±0.189 4 0.589 0±0.155 7 0.590 2±0.180 1 0.358 2±0.143 8 0.352 9±0.145 7 0.373 3±0.126 7 0.383 0±0.113 3 0.372 1±0.124 2 0.385 1±0.118 1 0.404 6±0.125 4 0.389 2±0.115 7 0.399 6±0.133 3 0.389 9±0.123 9 0.363 2±0.131 7 0.3848±0.1190 0.387 4±0.114 3 0.388 8±0.103 5 0.409 7±0.147 0 0.407 2±0.124 3 4.092 4.122 4.034 3.937 4.151 3.953 4.073 4.011 3.990 4.062 4.074 4.017 3.931 3.902 3.892 4.051＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001

2.2 根據SCL-90得分分組的腦電心電Cross-Ap-En的比較根據SCL-90評分進行分組，高于平均分的亞組15名，低于平均分的亞組15名。生物反饋后，兩亞組的各個腦區進行對比，SCL-90高分亞組的全腦16個腦區的腦電心電Cross-ApEn與SCL-90低分亞組比較差異均無統計學意義(P＞0.05)，見表2。

表2 根據SCL-90得分分組的腦電心電Cross-ApEn的比較(±s)

表2 根據SCL-90得分分組的腦電心電Cross-ApEn的比較(±s)

腦電導聯SCL-90高分亞組(n=15)SCL-90低分亞組(n=15)t值P值FP1 FP2 F3 F4 C3 C4 P3 P4 O1 O2 F7 F8 T3 T4 T5 T6 0.328 9±0.230 7 0.313 9±0.213 6 0.414 9±0.321 8 0.397 2±0.259 8 0.416 3±0.264 4 0.388 9±0.246 6 0.439 0±0.294 0 0.392 5±0.246 1 0.417 1±0.296 5 0.407 0±0.308 7 0.345 5±0.220 9 0.374 2±0.208 5 0.413 3±0.238 7 0.392 4±0.230 7 0.427 8±0.213 6 0.408 9±0.321 8 0.358 5±0.120 0 0.392 4±0.141 2 0.379 5±0.117 9 0.399 1±0.103 8 0.362 9±0.115 7 0.386 4±0.118 3 0.409 9±0.109 5 0.419 5±0.126 1 0.394 9±0.103 0 0.392 5±0.124 0 0.393 2±0.121 8 0.404 7±0.122 5 0.421 4±0.137 6 0.405 1±0.105 7 0.439 5±0.114 8 0.358 5±0.158 4 -0.556 -0.524 0.601 0.613 0.475 0.592 0.537 -0.519 0.536 0.567 -0.436 -0.486 -0.588 -0.571 -0.546 0.406 0.583 0.602 0.552 0.545 0.642 0.561 0.594 0.607 0.595 0.573 0.682 0.658 0.574 0.580 0.588 0.697

2.3 根據SDS得分分組的腦電心電Cross-ApEn的比較根據SDS評分進行分組，高于平均分的亞組12名，低于平均分的亞組18名。生物反饋后，兩亞組的各個腦區進行對比，SDS高分亞組的全腦16個腦區的腦電心電Cross-ApEn與SDS低分亞組比較差異均無統計學意義(P＞0.05)，見表3。

表3 根據SDS得分分組的腦電心電Cross-ApEn的比較(±s)

表3 根據SDS得分分組的腦電心電Cross-ApEn的比較(±s)

腦電導聯SDS高分亞組(n=12)SDS低分亞組(n=18)t值P值FP1 FP2 F3 F4 C3 C4 P3 P4 O1 O2 F7 F8 T3 T4 T5 T6 0.265 8±0.071 7 0.257 2±0.064 0 0.331 4±0.059 7 0.326 7±0.054 3 0.335 9±0.065 0 0.336 0±0.055 1 0.366 1±0.053 2 0.343 2±0.049 1 0.342 0±0.047 7 0.337 1±0.035 3 0.306 4±0.045 8 0.3201±0.0599 0.359 0±0.047 7 0.341 6±0.062 2 0.351 4±0.056 4 0.365 6±0.054 4 0.421 7±0.222 5 0.449 2±0.210 7 0.463 0±0.324 0 0.469 6±0.253 0 0.443 3±0.272 5 0.439 3±0.256 6 0.482 7±0.297 5 0.468 8±0.256 3 0.470 0±0.295 7 0.462 3±0.317 6 0.432 3±0.232 3 0.458 9±0.211 5 0.475 7±0.257 1 0.456 0±0.229 0 0.516 0±0.211 3 0.501 4±0.244 8 -0.337 -0.312 -0.365 -0.313 -0.374 -0.342 -0.297 -0.299 -0.303 -0.297 -0.316 -0.286 -0.328 -0.371 -0.286 -0.306 0.753 0.761 0.741 0.760 0.728 0.751 0.781 0.780 0.778 0.781 0.698 0.788 0.750 0.725 0.788 0.777

2.4 根據SAS得分分組的腦電心電Cross-ApEn的比較根據SAS評分進行分組，高于平均分的亞組12名，低于平均分的亞組18名。生物反饋后，兩亞組的各個腦區進行對比，SAS高分亞組的全腦16個腦區的腦電心電Cross-ApEn與SAS低分亞組比較差異均無統計學意義(P＞0.05)，見表4。

表4 根據SAS得分分組的腦電心電Cross-ApEn的比較(±s)

表4 根據SAS得分分組的腦電心電Cross-ApEn的比較(±s)

腦電導聯SAS高分亞組(n=16)SAS低分亞組(n=14)t值P值FP1 FP2 F3 F4 C3 C4 P3 P4 O1 O2 F7 F8 T3 T4 T5 T6 0.401 0±0.222 4 0.417 4±0.213 6 0.471 8±0.299 4 0.449 2±0.247 0 0.442 8±0.256 0 0.435 6±0.241 0 0.487 5±0.277 0 0.473 0±0.229 0 0.469 3±0.274 9 0.478 9±0.283 5 0.432 7±0.208 7 0.440 2±0.209 2 0.483 5±0.222 2 0.450 5±0.220 4 0.464 5±0.216 1 0.470 7±0.212 3 0.273 7±0.069 3 0.274 6±0.089 2 0.306 0±0.062 0 0.335 7±0.061 9 0.324 6±0.070 2 0.328 9±0.067 4 0.347 4±0.056 4 0.324 1±0.084 9 0.328 7±0.066 7 0.303 0±0.071 3 0.291 9±0.079 4 0.327 5±0.061 9 0.336 5±0.101 7 0.335 6±0.051 5 0.396 0±0.097 2 0.388 0±0.147 3 0.321 0.302 0.265 0.315 0.294 0.304 0.297 0.285 0.314 0.277 0.296 0.326 0.298 0.331 0.376 0.338 0.760 0.779 0.793 0.771 0.785 0.778 0.784 0.789 0.772 0.790 0.783 0.755 0.785 0.754 0.721 0.751

3 討論

生物反饋的治療效果受個體心理特質的影響[8]，但具體的機制仍不清楚，因為其涉及到機體復雜的整體調控過程，而既往簡單的線性參數研究往往難以深入闡述生物反饋的機理。應用非線性研究方法來揭示生物反饋的有關治療機制,是值得嘗試的一種全新的研究方法[9]，已有相關研究采用非線性動力學參數Cross-ApEn分析生物反饋過程中肌電-腦電信號間的非線性改變[6]。

為進一步證實心理特質是否影響生物反饋的作用，同時探討心理因素影響生物反饋效果的可能機理，本研究觀察了不同心理特質的受試者在生物反饋后腦電心電Cross-ApEn的變化。實驗選取了SLSI、SCL-90、SDS和SAS四個心理量表進行評測，以此四個量表得分值的平均值作為分類標準，把受試者的腦電心電Cross-ApEn進行分類，分為大于平均值的高分亞組和小于平均值的低分亞組，分別進行統計比較。高分亞組代表心理因素改變明顯的一組，而低分亞組代表心理因素改變不明顯的一組。每兩個亞組之間一般資料比較顯示，在年齡、性別等方面差異無統計學意義，所以每兩個亞組之間具有可比性。同時為了更準確、更全面地評價受試者們各種心理特質的水平，我們分別在實驗前、后進行了兩次相關量表評測，并進行了重測信度的檢驗，結果顯示相關的心理評測具有很好的穩定性。

本研究的結果發現在SLSI組內的兩亞組之間，SLSI高分亞組全腦所有腦區的腦電心電Cross-ApEn明顯高于低分亞組。非線性分析參數Cross-ApEn主要用于觀察兩個明顯不同而又相互聯系著的系統之間同步變化的因果關系：Cross-ApEn越大表示兩變量間的因果關系越小，兩變量間的關系越不密切，反之亦然[7，10]。眾所周知，內臟系統受植物神經系統控制，心理應激可導致植物神經系統的功能失調，甚至引發疾病。因此可以看出，針對SLSI測定的各種心理應激，生物反饋可通過提高腦電心電間的Cross-ApEn，即減弱腦心之間的非線性聯系強度，減弱心理應激影響內臟系統而發揮作用。既往的研究也證實生物反饋可用于治療此類與心理應激相關的疾病，如高血壓、心律不齊、哮喘、消化道潰瘍等[11-12]。所以我們可以推測，這是生物反饋緩解心身疾病生理癥狀的機制之一，即減弱大腦對心血管系統的非線性控制，使各系統具有更強的自主性，減輕心理應激通過腦-心理為中介而對各種生理指標產生的干擾。在SCL-90、SDS和SAS三個組別中，各個組內的高、低分亞組之間的腦電心電Cross-ApEn差異均無統計學意義。因此可以說明，SCL-90測定的各種負性情緒心理特征，SDS測定的抑郁和SAS測定的焦慮心理特征，對于生物反饋改變腦-心之間時間序列的動態聯系產生較小的影響，至于是否是會通過其他機制影響生物反饋的效果，有待于進一步的深入研究。

[1]Weber E,K?berl A,Frank S,et al.Predicting successful learning of SMR neurofeedback in healthy participants:methodological considerations[J].Appl Psychophysiol Biofeedback,2011,36:37-45.

[2]Kanmanthareddy A,Reddy M,Ponnaganti G,et al.Alternative medicine in atrial fibrillation treatment-Yoga,acupuncture,biofeedback and more[J].J Thorac Dis,2015,7(2):185-192.

[3]王庭槐,李永勇,高慶春.正常心理差異對生物反饋效果的影響[J].中國神經精神疾病雜志,2002,28(6):458-459.

[4]Pincus SM.Approximate entropy in cardiology[J].Herzschr Elektrophys,2000,11:139-150.

[5]Pincus SM,Padmanabhan V,Lemon W,et al.FSH is secreted more irregularly than LH in both human and sheep[J].J Clin Invest,1998, 101:1318-1324.

[6]王庭槐,高慶春,許小洋,等.肌電生物反饋的非線性機制[J].中國心理衛生雜志,2006,20(2):113-117.

[7]Pincus SM,Mulligan T,Iranmanesh A,et al.Older males secrete luteinizing hormone(LH)and testosterone more irregularly,and jointly more asynchronously,than younger males[J].Proc Natl Acad Sci USA,1996,93:14100-14105.

[8]楊菊賢,趙佩琪,徐濟民,等.肌電生物反饋治療心身疾病的觀察[J].中華理療雜志,1988,2(2):65-67.

[9]王庭槐,耿藝介.混沌動力學非線性分析方法在生物反饋研究中的應用[J].自然雜志,2004,26(4):223-226.

[10]Pincus SM.Assessing serial irregularity and its implications for health[J].Ann NYAcad Sci,2001,954:245-267.

[11]Mc Grady A.The effects of biofeedback in diabetes and essential hypertension[J].Cleve Clin J Med,2010,77 Suppl 3:S68-71.

[12]Han KS.The effect of an integrated stress management program on the psychologic and physiologic stress reactions of peptic ulcer in Korea[J].Int J Nurs Stud,2002,39:539-548.

Influences of different psychological traits on biofeedback.

ZHANG Bo,FU Xian,WU Li,LIU Hong-ying,LI You-fu,ZHANG Wei-jin,LI Xian-liang,GAO Qing-chun.Department of Neurology,Second Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University,Guangzhou 510260,Guangdong,CHINA

ObjectiveTo study the influences of different psychological traits on biofeedback,and investigate the potential mechanisms about neurofeedback.MethodsThe psychological traits of 30 healthy college students were tested by Student Life Stress Inventory(SLSI group),Symptom Checklist 90(SCL-90 group),Self-Rating Depression Scale(SDS group),Self-Rating Anxiety Scale(SAS group).Then the four groups were further divided into high score subgroup and low score subgroup according to the mean value of each test scale:SLSI(12:18),SCL-90(15:15),SDS (12:18),SAS(16:14).The cross-approximate entropy(Cross-ApEn)of electroencephalogram and electrocardiogram (EEG-ECG)in the whole brain was compared between the subgroups in each group.ResultsThe Cross-ApEn of EEG-ECG in the whole brain in SLSI high score subgroup was significantly higher than that in SLSI low score subgroup (P＜0.01),while there was no significant difference between high score subgroup and low score subgroup measured by SCL-90,SDS and SAS(P＞0.05).ConclusionThe psychological traits measured by SLSI can enhance the regulating effect of biofeedback,however the psychological traits measured by SCL-90,SDS and SAS have few influences on biofeedback.Biofeedback may function by means of improving Cross-ApEn of EEG-ECG,weakening brain's controlling level to cardiac vascular system and relieving the adverse effects of stress.

Biofeedback;Psychological traits;Electroencephalogram;Electrocardiogram;Cross-approximate entropy(Cross-ApEn)

R395.1

A

1003—6350（2016）01—0016—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.01.006

2015-07-10)

國家自然科學基金(編號：81371573)，廣東省科技計劃資助項目(編號：2012B031800435)

高慶春。E-mail：qcgao@263.net