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.

 

[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)