人体机能实验教学中的心理应激实验初探_董晓敏.pdf
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1、继续医学教育 2023年2月 第37卷 第2期 13人体机能实验教学中的心理应激实验初探作者单位:首都医科大学基础医学实验教学中心,北京 100069通信作者:李利生,E-mail:L董晓敏 孙笑语 童学红 陈怡 李利生【摘要】应激理论知识学习需要实验与实践相互辅助,人体心理应激实验是医学实验教育教学中人体机能实验教学改革中一个发展方向。笔者探索了人体心理应激方面的实验,以充实人体机能实验的教学内容,以适应现代医学职业教学目标。实验平台由计算机、PowerLab 主机与教学心理生理学实验套件等硬件与 LabStation 软件组成。实验内容包括皮肤电反应与情感变化、压力效应、测谎仪测试 3 个
2、实验项目。实验第 1 项目皮肤电反应与情感变化是向学生提出情感问题与中性问题,记录并分析皮肤电变化。第 2 项目压力效应选用计算相关的轻度压力,在此种压力下记录并分析皮肤电与皮肤温度的变化。第 3 项测谎仪测试分基线与欺骗反应 2 部分,其中欺骗反应由负反应、正反应、无反应 3 个部分组成,记录并分析皮肤电、皮肤温度、心率与呼吸频率的变化,根据上述 4 项指标测试值获取数据图表并分析出说谎卡片。人体心理应激实验在教学中应用有利于理论知识与实验相结合,是机能学与应激医学知识新的交叉融合,可提高医学生学习的积极性,为机能学实验教学心理实验项目奠定基础,为培养合格医学生特别是精神医学专业学生的素质提
3、供新的教学方法和模式。【关键词】医学机能学;人体机能实验;心理应激实验;皮肤电反应;皮肤温度;心率;呼吸频率【中图分类号】G642 【文献标志码】A【文章编号】1004-6763(2023)02-0013-04doi:10.3969/j.issn.1004-6763.2023.02.004医学机能学实验是以实验为基础的课程,是将生理学、病理生理学与药理学有机结合的融合课程,同时也与其他医学课程相互交叉,是与理论教学相互协调的桥梁课程。经典机能实验教学中大多采用哺乳类和两栖类动物1,随着我国对动物保护问题愈加重视,动物实验面临新挑战,所以减少实验动物的使用,增设人体机能学实验是机能学实验的发展趋
4、势。人体机能实验是以人体为受试对象,在一定实验条件下观察人体正常的生理指标,直接获取数据。学生能亲身参与并直接观察人体机能变化,通过人体机能学实验的学习,更能培养学生观察、分析和独立解决问题的能力,有利于基础实验中机制探索与临床应用相结合2-4。应激是生物机体在受到内外环境因素及社会、心理因素刺激时所出现的全身非特异性适应反应。在多门医学教材均涉及应激内容,比如病理生理学中有应激章节、生理心理学中有应激与情绪章节5,但是医学机能实验教材中很少有关于心理应激实验项目的内容。应激理论知识学习需要实验与实践相互辅助,所以笔者探索了心理应激方面的实验,以扩充人体机能实验的教学内容。该实验已经在护理学专
5、业与国际学生机能实验教学中应用,现总结相关经验如下。1 机能学中心理应激实验与人体生理信号心理应激是个体通过认知或评价到环境变化对机体有威胁或挑战时,识别危险,保护自身安全。心理应激与心血管疾病、消化系统疾病、神经性皮炎等疾病密切相关。交感神经系统负责战斗或逃跑反应,当一个人受到压力或认为自己有麻烦时,交感神经系统会引起身体的许多生理变化,包括皮肤电导增加、心率加快、呼吸频率加快、四肢血管收缩和核心血管扩张。通过保持更多的血液在核心,一个人能够对环境做出快速反应,可以“战斗”或“逃跑”。医学研究中心理应激实验模型主要以动物模型为主,应激原大多选用电击、束缚、冷冻等,都有躯体应激6-7。机能学人
6、体实验中生理信号是通过多通道信号采集仪器及其附件无创直接记录人体生物信号,主要包括人体心电、脑电、肌电、皮肤电、心率、体表温度、呼吸频率等参数。利用生理信号分析情感或社会焦虑等状态已得到研究学者的认可8-9。有些研究中收集脉搏、皮肤电、皮肤温度等进行压力与疲劳检测10-12。皮肤电反应已被用作心理生理学14 Continuing Medical Education,February 2023,Vol.37,No.2测量13。人类手掌表面和脚底部的外泌汗腺丰富,受到自主神经系统的交感神经支配。这些腺体充满流体,因此被看作可变电阻器。当皮肤电阻减小时,皮肤电导增加,通过将两个电极放置在手指或脚趾上
7、可来测量皮肤电导。与人体温度相比,皮肤电更能反映一个人的精神状态。年龄、性别、种族、月经周期、温度、湿度、一天中的时间、一周中的哪一天和季节都会改变一个人的皮肤电导。因此皮肤电导也是测谎测试中使用的生理变量之一,测谎仪通常记录皮肤电导、心率、血压和呼吸频率。生理信号的变化主要受自主神经与内分泌系统调控,是研究心理应激与其他情感认知等试验的主要指标。2 人体心理应激实验平台搭建2.1 人体心理应激实验硬件基本硬件包括计算机、PowerLab 主机与教学心理生理学实验套件。PowerLab 主机是生物信号数据采集分析的多通道记录仪,包括生物电放大器、隔离刺激器、触发脉冲输入、4 个模拟输入通道。教
8、学心理生理学实验套件包括皮电反应放大器、皮电反应电极、皮肤温度探头、脉搏传感器、呼吸绑带传感器。2.2 人体心理应激实验软件选择埃德(AD Instruments)仪器公司的 LabStation 软件,是一款线上和线下的混合式软件,它分为 2 个主要部分:在线创建服务,教师可以创建和管理所要开展的实验课程;本地桌面应用程序,学生们可以查看和参与教师创建的实验课程。无需登录或连接互联网,只需加载课程即可开始。3 人体心理应激实验项目实验过程需要小组团结协作进行,包括3个实验项目,分别是皮肤电反应与情感变化、压力效应、测谎仪测试。实验过程中会问一些带有情感内容的个人问题,需选择一个愿意冷静而真实
9、地回答这些问题的志愿者。每个项目使用不同电极与传感器,实验前进行系统调零与志愿者调零。3 项实验完成后,系统会自动生成论文格式实验报告。具体实验过程如下。3.1 皮肤电反应与情感变化将皮肤电电极戴到志愿者的食指与无名指上。分 2 部分进行,第 1 部分提问志愿者 10 个中性问题,并记录皮肤电导变化;第 2 部分提问志愿者各 10 个中立和情感化问题,并记录皮肤电导变化。记录完成后通过教学软件选取数据获得统计学结果,让学生们自主分析中性问题与情感化问题下皮肤电导的变化,解释并记录这些变化。3.2 压力效应将皮肤电电极戴到志愿者的食指与无名指上,用胶带将皮肤温度探头贴在志愿者的小手指掌面,确保探
10、头金属面贴紧皮肤。让一个小组成员(而不是志愿者)在500 800 之间挑选一个数字。请另一成员在 7 13 之间选择一个奇数。志愿者首先说出第 1 个选择的数字,边说边减去第 2 个选择的数字,口算得出一新的数字。让志愿者继续边说边从新数字中减去第 2 个选择的数字,直到操作员说“停止”。志愿者需要边说边计算至少 1 min。例如说:“750-13=737,737-13=724”等。通过软件选取数据获得统计学结果,让学生们自主分析在与计算相关的轻度压力中皮肤电导和温度会发生什么变化,当志愿者在完成减法后放松的时候会发生什么变化。3.3 测谎仪测试在实验项目中,实验人员会根据志愿者对卡片的回答,
11、通过对皮肤电反应、皮肤温度、心率和呼吸速率测量值,尝试识别出志愿者选择的卡片。3.3.1 测谎仪设备的设置测谎仪设备的设置包括:在带有皮肤电反应电极和皮肤温度探头的手上,将脉搏传感器连接到中指或大拇指。将呼吸绑带传感器系在志愿者的胸部呼吸幅度较大处。准备练习所需的扑克牌。3.3.2 实验任务分配一个人将作为猜测者,第二个人是志愿者,剩下的小组成员充当证人,来划分实验任务。3.3.3 实验分为基线与欺骗反应 2 部分在对问题真实回答建立了正常基线反应之后,进行下一项测试,强迫志愿者在回答问题时定期撒谎。收集预选的扑克牌,让证人选择一张卡片,并把它展示给志愿者和继续医学教育 2023年2月 第37
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