张波，傅贤，吴丽，刘红英，李又福，张伟劲，李现亮，高庆春

(广州医科大学附属第二医院神经内科，广东广州510260)

不同心理特质对生物反馈作用效果的影响

张波，傅贤，吴丽，刘红英，李又福，张伟劲，李现亮，高庆春

(广州医科大学附属第二医院神经内科，广东广州510260)

目的研究不同心理特质对生物反馈作用效果的影响，探讨生物反馈发挥作用的潜在机制。方法分别采用心理量表学生生活应激问卷(SLSI)、症状自评量表(SCL-90)、抑郁自评量表(SDS)、焦虑自评量表（SAS）评价30名健康大学生志愿者的心理特质,总共分为四个组（每组均包含同样的30名受试者)。每个组内以量表得分的平均值作为分类标准，分为高分亚组和低分亚组，各个组内的人数比为：SLS(12:18)、SCL-90(15:15)、SDS(12:18)、SAS (16:14)，分别对比亚组之间生物反馈后16个脑区的脑电心电互近似熵(Cross-ApEn)差别。结果以SLSI分组的两亚组之间，高分亚组的全脑所有脑区的脑电心电Cross-ApEn均高于低分亚组，差异均具有显著统计学意义(P＜0.01)。以SCL-90、SDS和SAS分组，高、低分亚组间各个脑区的脑电心电Cross-ApEn比较差异均无统计学意义(P＞0.05)。结论针对SLSI测定的各种心理应激，其可以影响生物反馈的效果。而SCL-90、SDS和SAS所体现的心理特质对生物反馈影响不大。生物反馈可能通过提高脑电心电间的Cross-ApEn，减弱大脑对心血管系统的非线性控制，减轻心理应激因素对生理指标的干扰。

生物反馈；心理特质；脑电；心电；交叉近似熵

近年来生物反馈被广泛应用于临床，其不仅适用于心理疾病的治疗[1]，同样也适用于躯体疾病的治疗[2]。但生物反馈的治疗效果不同个体之间存在着差异，导致这种现象的原因仍不清楚。

不同的个体具有特异性的心理特质，其作为基础背景会影响个体的心理、生理和行为反应，所以不同的心理特质对于心理应激有着不同的反应，这也决定了处于应激压力下的个体是否会发生身心疾病。生物反馈对心身疾病治疗的整个过程都有意识活动的参与，其中心理因素起着非常重要的作用，我们猜测心理特质对于生物反馈的效果也发挥着重要的影响，而这可能是不同个体对生物反馈治疗反应不同的原因。既往的研究也显示心理差异可在一定程度上影响生物反馈的效果[3]。

非线性研究被广泛的应用于生物学研究[4]，互近似熵(Cross-ApEn)是其中一个重要的参数，它可作为鉴别两个互相联系的系统或网络之间的同步性程度的工具[5]。我们既往的研究显示生物反馈可明显改变正常人群心电和脑电间的Cross-ApEn，而这种改变可能是生物反馈发挥作用的机制。为了进一步证实心理差异对生物反馈治疗效果的影响，同时探讨有哪些心理特质能对生物反馈治疗产生真正的影响，我们希望借助生物反馈过程中的心电和脑电间的Cross-ApEn这一指标来进行分析。

1 资料与方法

1.1 一般资料在广州医科大学医学院二年级本科生中，随机抽取医学专业在校健康大学生志愿者30名，男性20名，女性10名，年龄19～21岁，平均(19.7±0.7)岁。所有参与者均书面签署了知情同意书。此研究经过广州医科大学伦理委员会审核通过。

1.2 心理量表测定我们选择下列量表评估受试者的心理特质，30名受试者在第一次生物反馈实验开始以前，即在分组以前进行一次心理量表评定，在实验全部结束后再进行一次评定：

1.2.1 学生生活应激问卷(Student Life Stress Inventory，SLSI)了解大学生在校期间面临的变化、挫折、冲突、压力等应激源，及其对这些应激源做出的各种反应。

1.2.2 症状自评量表(Symptom Checklist 90，SCL-90)测定意识、感觉、思维、情感、行为直至生活习惯、人际关系、饮食睡眠等广泛的精神症状学内容。

1.2.3 抑郁自评量表(Self-Rating Depression Scale，SDS)测定抑郁情绪的高低。测定到的总粗分乘以1.25后，取其整数部份作为标准分，进行统计和评价。

1.2.4 焦虑自评量表(Self-Rating Anxiety Scale，SAS)测定总体焦虑情绪的高低。得分也按照SDS的公式转换成标准分后，再进行统计和评价。

1.3 生物反馈生物反馈组按照既往常规的方法[6]进行额肌肌电信号生物反馈。每次实验前先记录闭目平静状态下肌电、心电、脑电5 min，然后进行生物反馈20 min。期间连续记录肌电、心电、脑电信号。每3 d进行生物反馈训练1次，共进行7次。

1.4 数据处理

1.4.1 数据选择对采集到的心电、脑电信号首先通过人工阅读的方法，排除肉眼可见的明显干扰和伪差。选定每次实验的后5 min的采集结果，作为每次实验后的数据，进行分析处理。

1.4.2 非线性分析利用生物信号ApEn分析系统，分别对反馈后的16导联脑电信号与心电信号的Cross-ApEn进行分析，求出各导联反馈后脑电信号与心电信号间的Cross-ApEn。同时以第一次生物反馈实验前的脑电和心电信号间的Cross-ApEn数据作为基础值。具体计算方法见既往文献[7]。Cross-ApEn的分析参数均为：m=2，r=0.2SD，N=5000。

1.5 统计学方法根据SLSI、SCL-90、SDS和SAS四个心理量表总共分为四个组，统计出四个组所对应的心理量表得分值。组内以量表得分的平均值作为分类标准，把受试者进行亚组分类，分为大于平均值的心理因素改变明显的一组(高分亚组)，和小于均值的心理因素改变不明显的另一组(低分亚组)，各个组内的人数比为：SLSI(12:18)、SCL-90(15:15)、SDS(12:18)、SAS(16:14)，分别对亚组之间生物反馈后16个脑区的脑电心电Cross-ApEn进行统计比较。全部数据采用SPSS19.0 for windows统计软件包统计分析。计量数据以均数±标准差(±s)表示，两组计量数据比较采用组间独立样本t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

生物反馈实验前，根据四个量表得分区分出的高分亚组和低分亚组之间的基础脑电心电Cross-ApEn值比较差异均无统计学意义(P＞0.05)。

2.1 根据SLSI得分分组的脑电心电Cross-ApEn的比较根据SLSI评分进行分组，高于平均分的亚组12名，低于平均分的亚组18名。生物反馈后，两亚组的各个脑区进行对比，SLSI高分亚组的全脑16个脑区的脑电心电Cross-ApEn明显高于SLSI低分亚组，差异均具有显著统计学意义(P＜0.01)，见表1。

表1 根据SLSI得分分组的脑电心电Cross-ApEn的比较(±s)

表1 根据SLSI得分分组的脑电心电Cross-ApEn的比较(±s)

注：FP1-左额极，FP2-右额极，F3-左额，F4-右额，C3-左中央，C4-右中央，P3-左顶，P4-右顶，O1-左枕，O2-右枕，F7-左前颞，F8-右前颞，T3-左中颞，T4-右中颞，T5-左后颞，T6-右后颞，下同。

脑电导联SLSI高分亚组(n=12)SLSI低分亚组(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 根据SCL-90得分分组的脑电心电Cross-Ap-En的比较根据SCL-90评分进行分组，高于平均分的亚组15名，低于平均分的亚组15名。生物反馈后，两亚组的各个脑区进行对比，SCL-90高分亚组的全脑16个脑区的脑电心电Cross-ApEn与SCL-90低分亚组比较差异均无统计学意义(P＞0.05)，见表2。

表2 根据SCL-90得分分组的脑电心电Cross-ApEn的比较(±s)

表2 根据SCL-90得分分组的脑电心电Cross-ApEn的比较(±s)

脑电导联SCL-90高分亚组(n=15)SCL-90低分亚组(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 根据SDS得分分组的脑电心电Cross-ApEn的比较根据SDS评分进行分组，高于平均分的亚组12名，低于平均分的亚组18名。生物反馈后，两亚组的各个脑区进行对比，SDS高分亚组的全脑16个脑区的脑电心电Cross-ApEn与SDS低分亚组比较差异均无统计学意义(P＞0.05)，见表3。

表3 根据SDS得分分组的脑电心电Cross-ApEn的比较(±s)

表3 根据SDS得分分组的脑电心电Cross-ApEn的比较(±s)

脑电导联SDS高分亚组(n=12)SDS低分亚组(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 根据SAS得分分组的脑电心电Cross-ApEn的比较根据SAS评分进行分组，高于平均分的亚组12名，低于平均分的亚组18名。生物反馈后，两亚组的各个脑区进行对比，SAS高分亚组的全脑16个脑区的脑电心电Cross-ApEn与SAS低分亚组比较差异均无统计学意义(P＞0.05)，见表4。

表4 根据SAS得分分组的脑电心电Cross-ApEn的比较(±s)

表4 根据SAS得分分组的脑电心电Cross-ApEn的比较(±s)

脑电导联SAS高分亚组(n=16)SAS低分亚组(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 讨论

生物反馈的治疗效果受个体心理特质的影响[8]，但具体的机制仍不清楚，因为其涉及到机体复杂的整体调控过程，而既往简单的线性参数研究往往难以深入阐述生物反馈的机理。应用非线性研究方法来揭示生物反馈的有关治疗机制,是值得尝试的一种全新的研究方法[9]，已有相关研究采用非线性动力学参数Cross-ApEn分析生物反馈过程中肌电-脑电信号间的非线性改变[6]。

为进一步证实心理特质是否影响生物反馈的作用，同时探讨心理因素影响生物反馈效果的可能机理，本研究观察了不同心理特质的受试者在生物反馈后脑电心电Cross-ApEn的变化。实验选取了SLSI、SCL-90、SDS和SAS四个心理量表进行评测，以此四个量表得分值的平均值作为分类标准，把受试者的脑电心电Cross-ApEn进行分类，分为大于平均值的高分亚组和小于平均值的低分亚组，分别进行统计比较。高分亚组代表心理因素改变明显的一组，而低分亚组代表心理因素改变不明显的一组。每两个亚组之间一般资料比较显示，在年龄、性别等方面差异无统计学意义，所以每两个亚组之间具有可比性。同时为了更准确、更全面地评价受试者们各种心理特质的水平，我们分别在实验前、后进行了两次相关量表评测，并进行了重测信度的检验，结果显示相关的心理评测具有很好的稳定性。

本研究的结果发现在SLSI组内的两亚组之间，SLSI高分亚组全脑所有脑区的脑电心电Cross-ApEn明显高于低分亚组。非线性分析参数Cross-ApEn主要用于观察两个明显不同而又相互联系着的系统之间同步变化的因果关系：Cross-ApEn越大表示两变量间的因果关系越小，两变量间的关系越不密切，反之亦然[7，10]。众所周知，内脏系统受植物神经系统控制，心理应激可导致植物神经系统的功能失调，甚至引发疾病。因此可以看出，针对SLSI测定的各种心理应激，生物反馈可通过提高脑电心电间的Cross-ApEn，即减弱脑心之间的非线性联系强度，减弱心理应激影响内脏系统而发挥作用。既往的研究也证实生物反馈可用于治疗此类与心理应激相关的疾病，如高血压、心律不齐、哮喘、消化道溃疡等[11-12]。所以我们可以推测，这是生物反馈缓解心身疾病生理症状的机制之一，即减弱大脑对心血管系统的非线性控制，使各系统具有更强的自主性，减轻心理应激通过脑-心理为中介而对各种生理指标产生的干扰。在SCL-90、SDS和SAS三个组别中，各个组内的高、低分亚组之间的脑电心电Cross-ApEn差异均无统计学意义。因此可以说明，SCL-90测定的各种负性情绪心理特征，SDS测定的抑郁和SAS测定的焦虑心理特征，对于生物反馈改变脑-心之间时间序列的动态联系产生较小的影响，至于是否是会通过其他机制影响生物反馈的效果，有待于进一步的深入研究。

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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)

国家自然科学基金(编号：81371573)，广东省科技计划资助项目(编号：2012B031800435)

高庆春。E-mail：qcgao@263.net