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1、第二节 情绪的生理指标 上一节我们讲到，情绪有内心体验和外部行为表现，同时也有其生理机制。由于自主神经系统的活动，当有机体处于某种情绪状态时，其内部会发生一系列的生理变化，测量这些变化的指标就是生理指标（physiologicalindex）。人们可能会认为自主神经系统的外周变化即生理指标的变化将有规律地表现出符合于各种情绪的不同模式，但是，大量的研究表明，除了少数外，生理指标的测量并未为特定的情绪提供明确的模式。例如，加拿大生理学家塞尔耶（Selye，1974）的研究认为，不管引起紧张是由于生理的或心理的原因，也不管紧张是与愉快或不愉快有关，紧张的生化反应是一样的。相反，这种测量所提供的只是
2、关于有机体所处的特定唤醒水平的信息。在测量有机体唤醒水平时，我们能够采用的生理指标有几十种，但其中只有一部分与情绪有较大的关系，下面我们介绍最为常用的生理指标。 一、皮肤电反应 皮肤电反应是较早应用的生理指标。皮肤电反应（或肤电反应）（gal- vanic skin response，简称GSR）最早的名称是心理电反射（psychogalvan-ic reflex），它是由费利（Fere，1888）和泰赫诺夫（Tarchanoff，1890）发现的。费利将两个电极接到前臂上，并把它同弱电源和一个电流计串联。他发现当用光或声音刺激时，皮肤表面的电阻降低，电流增加。当时，用这种方法所测量的皮肤电反
3、应称为费里效应（Fere effect）。传统的肤电反应测量方法以电阻为定量单位，最通用的电路是惠斯通电桥，使用时可以调节有刻度的电阻器到零点，来抵消未知的电阻，然后从电阻器上读出被试的电阻。费里的方法能够测量皮肤电的绝对水平及其变化，而且比较可靠，因此近代的这类仪器都应用这种原理。目前，电路中加入精密放大电路，创造出高水平的皮肤电反射仪。费利和泰赫诺夫发现的现象依赖于同一基本生理过程，即由自主神经活动引起的皮肤内血管的收缩或舒张，以及受交感神经节前纤维支配的汗腺活动变化。应该注意的是，皮肤电反应所反映的是汗腺分泌反应，而不同于出汗量。影响皮肤电基础水平的主要因素有三个： 1.觉醒水平 在正常
4、温度范围内，手掌和足掌特别能反映唤醒水平，因此这二个区域是测量皮肤电反应的适宜部位。有证据表明，睡眠时皮肤电水平较低，但一旦觉醒，它就会很快升高（Farmer et al.，1925；Freemanet al.，1935）。在催眠条件下，皮肤电水平也倾向于降低（Davis et al.，1935）。瓦勒（Waller，1919）和韦克斯勒（Wechsler，1925）的研究表明，皮肤电水平在早晨较低，到中午达到顶点，而在晚上又降低，其变化似乎对应于一天内工作效率的变化。2.温度 身体皮肤电主要反映身体的温度调节机制。因此，当气温很高，身体需要散热时，皮肤因出汗电水平就高；而气温较低，身体需要保
5、存热量时，皮肤电水平就低。人的手掌和足掌也参与温度调节，但主要是在极端的气温情况下才参与。3.活动 当被试正准备着某项任务时，皮肤电水平会逐渐上升；开始从事某一活动时，皮肤电水平将相应地升高到一个较高水平；而在休息时皮肤电水平降低。如果长时间从事某项难度不大的工作，皮肤电水平会缓慢地下降，但对难度较大的工作，这种变化就不明显。许多心理现象与皮肤电水平有密切关系，情绪反应会引起皮肤电水平的急剧变化。韦克斯勒（Wechsler，1925）和塞兹（Syz，1926）的研究表明，带有情绪色彩的词能引起皮肤电反应，而重复刺激则能降低这种反应（见表10-2）。表 10-2 情绪词引起的皮肤电反应（GSR）
6、（采自 Wechsler Syz，1925，1926）愉快和不愉快的情绪刺激也能引起不同的皮肤电反应。戴星格（Dysin-ger，1931）曾用能引起愉快感受的词（如：亲爱的、休假）、引起不愉快感受的词（如：呕吐、自杀）和无关的词（如：筐子、作用）作为情绪刺激进行实验。与无关刺激相比，愉快和不愉快刺激均能引起皮肤电反应提高；而不愉快刺激引起的皮肤电反应更为明显。参见表10-3。兰笛斯和亨特（Landis Hunt，1935）的实验是向被试呈现各种刺激物以试图引起惧怕、欢乐、性唤起、愉快和不愉快以及其他一些情绪状态，并要求被试报告自己的主观体验。表10-4是实验结果。从表上可见到，不同的主观状态
7、，引起不同的皮肤电反应。而且从反应值上看，其差异也是很大的。其后，许多实验心理学家作过皮肤电反应的研究，他们的结果是一致表10-3 愉快和不愉快对皮肤电反应（GSR）的影响（采自 Dysinger，1931）表 10-4 不同主观状态时的皮肤电反应（采自Landis et al.，1935）的，即：皮肤电反应可以作为情绪的生理指标。 二、循环系统的指标 自主神经系统不仅控制着皮肤电反应，而且也控制着循环系统活动。因此，循环系统活动的指标也可以成为情绪测量指标。经常用到的指标是：脉搏、血管容积和血压。 （一）脉 搏 循环系统的动力来源是心脏跳动。可用几种不同的方式测量心脏活动，最直接的方式是记录
8、心跳，另一种方式是记录脉搏率。因为心脏每一次收缩都发出一个“波浪”，通过动脉，所产生的脉搏可以直接感觉到，也可以借助脉搏描记器加以记录。脉搏率是情绪反应的良好生理指标之一。人们在日常生活中都有这样的体会，满意或愉快时，心跳正常；而处于紧张、恐慎或暴怒状态时，心跳就加速。伍德和霍根森（Wood Hokanson，1965）曾用脉搏率作为紧张的指标，研究操作（或作业）（performance）和激动水平的关系。实验用握力计来诱发紧张，亦即被试者的紧张程度随握力计压力的增加而加强。从图10-3的右图上可见，心率就是作为紧张度的指标。操作曲线呈倒V字型。图中实线表示心率，虚线表示操作或作业成绩。随着心
9、率的不断增加，操作水平亦随之提高；但到一定程度之后，心率的增加反使操作水平下降。在这个著名的实验中，脉搏率就是情绪反应的生理指标。图中纵轴操作效率单位为假定单位，心率单位为与正常水平相比较之差，横轴为激动紧张水平。 （二） 血管容积 血管容积的变化是由自主神经系统控制动脉壁平滑肌收缩和舒张所造成的，即由局部血管收缩和舒张引起的。一些实验研究清楚地表明，人的某些情绪状态如紧张的脑力工作、生气、害怕、新异刺激等，都可以引起皮肤血管的收缩，这是由升压中枢的作用引起的。这种情绪刺激引起的反射作用使动脉压升高，从而使更多的血液进入脑中。当人感到为难或羞耻时，由于降压中枢的反射作用，会引起皮肤血管的舒张，
10、更多的血液进入表面，从而表现出面红耳赤等清况。北京大学心理系等（1973）曾研究了在紧张害怕以及痛刺激作用时的血管容积反应的特点（注10-1）。他们的研究表明，紧张害怕与致痛刺激所引起的血管容积反应均表现为明显的收缩，但两者在动态过程上存在一定的差异：紧张害怕引起的血管容积振幅缩小、比较恒定，而且反应延续期较长；一般痛刺激作用下的血管容积振幅缩小、比较波动，且反应持续时间短。这两种情况所引起的血管容积反应，经过仔细的研究，可以找到它们之间的区别点。 （三）血 压 血压变化与血管容积变化是相关联的，它们都反映了循环系统的活动情况有着相近的生理机制。早期，司科特（Scott，1930）做了一个著名
11、实验，曾以100名医学院二年级学生为被试，研究血压变化与情绪状态的关系。他采用的方法是放映三段不同的影片，第一段内容是关于爱情的，第二段表现主角受到虐待，第三段描写城市被地震毁灭，主角处于危险中。他希望这三段影片能分别引起被试的性、愤怒和恐惧情绪。实验是单独进行的，在各段影片之间插入十分钟的无关影片，主试在被试们观看影片的过程中记录他们的血压变化。实验结束后，主试要求被试报告出自己观看影片时的情绪体验。从内省报告看，预期会产生愤怒和恐惧等情绪反应的影片，效果不够理想，但引起性情绪的影片是成功的。图10-4为观看三段影片时收缩压的变化情况，由图中可见，第一段影片（关于爱情的内容）引起的血压变化十
12、分明显，粗线均处于图的右侧，100名被试中有88名有明显变化。纵轴表示反应分配频率，单位为百分率。 三、呼 吸 在情绪状态时，呼吸系统的活动在速度和深度上会有所改变。对剧痛的情绪反应往往会使呼吸加深加快；突然惊恐时，呼吸会发生临时中断；狂喜或悲痛时，会发生呼吸痉挛现象。当人体受到某种刺激时，呼吸反应的“”值可大于正常，表现为呼气相对缩短，呼吸频率加快；“”值也可以小于正常，表现为呼气相对延长，出现憋气的情况。测量呼吸的方法一般有三种：1.吸气呼气比率法 吸气呼气比率法（method of inspiration-ex- spiration）是测量呼吸的一种方法，它通过吸气和呼气的时间之比求得，
13、即求出I/E值，其中I是吸气的时间，E是呼气的时间。有些研究者在测量I或E时略去停顿的时间，另一些人又把它们包括进去，使用不同的计算方法会产生不同的结果。心理学家斯特林（Storring，1906）在研究吸呼时间比率的改变与情绪的关系时发现，欢笑者吸气慢呼气快，呼吸的比率低，约为0.30。瑞沃耳特等（Rehwoldt，1911）发现，人在恐惧时，吸气和呼气的比率从一般状态的0.70上升到3.00或4.00，人在吃惊时，吸气是呼气的二到三倍等等。呼吸描记器可以记录到这些情况。图10-5为呼吸周期的记录。从图上可清楚地看到呼吸包括着两个时相，即吸入和呼出。2.I分数法 I分数法（I-fractio
14、n）又称吸气相对时间表示法（method-of relative duration of inspiration and exspiration），它是以整个呼吸周期的时间来除吸气的时间而得到的，它表示吸气所占时间的比例。因为吸气通常是呼吸周期中积极的肌肉活动时期，所以分数表示着供应空气到底要花多少时间。根据佛斯勒（Fossler）早期的研究，在说话时所有被试的平均分数是0.163，范围在0.090 到 0.258之间。这是说，我们在说话时，为了供应所需要的氧气而平均失去了六分之一的说话时间。在平常安静地呼吸时，分数为0.40.45，约占呼吸总时间的一半。3.次数法 次数法（frequency
15、 method）因呼吸的频率和深度变化一样，同样也反映情绪的唤醒水平。例如，在一般平静状态下呼吸频率为每分钟1620次，非激动情绪下呼吸率变化不大，然而在愤怒和惊恐情绪下，呼吸频率可增至每分钟4060次（见图10-6）。但是，呼吸次数和情绪状态的关系也十分复杂。例如，暂时的注意状态常常需要呼吸的部分或全部抑制（射手在精确瞄准时常常摒住呼吸）；而突然的刺激会使呼吸“摒息”。所以，呼吸作为一项生理指标，并不是简单地表示情绪特异性。这里也使我们看到情绪研究的复杂性。 四、语图分析法 语图分析法（method of language pictorial analysis）是新近发展起来的一种情绪分析指
16、标。它是借助于语图仪中的声音应激分析器（soundstress analysis apparatus）来实现的。声音应激分析器可以测量出人耳所不能直接听到的语音的某些变化。它所以具有这种作用，是由于人的发音器官（包括声带）在气流通过时，因气流对发声管道的碰撞而发出轻微的颤动。人处于紧张情绪状态时，发音器官的正常颤动被抑制。在使用该仪器记录人的语声时，其记录曲线的描记速度比正常录音慢四倍，并以声音图像显示出来。声音应激分析器也用于测谎。它的优点在于：人说话时，其发音的颤动不能人为地随意加以控制。多导生理记录仪的描记，由于机体的某种运动，例如肌肉的随意性紧张，有可能被干扰而影响描述的准确性；而声音
17、应激分析器的效应则没有这个缺点。声音应激分析器的另一个优点在于，记录时仪器与被记录者之间不必用导线联接，只要通过收音或者录音，再通过该仪器的转换，就可以得到声音图像。目前，仪器市场上的语图仪和声音应激分析器，已成为动态记录声音反应的理想仪器（可参见第七章中有关语图仪的介绍）。 五、脑电波 脑电波（或脑波）（brain wave）又称脑电图（electroencephalogram，简称EEG），有多种类型，如波（alpha wave）、波（beta wave）和波（delta Wave）等，它同心理状态有极为密切的联系。脑电波型主要与频率有关。在情绪发生变化时，不仅有外周的变化，而且也会有中枢
18、的变化，所以我们可以通过脑电活动的变化来测定中枢的变化。因此，利用脑电记录技术就可以测定出在一定情绪状态下所引起的大脑不同部位电位差的变化。这种研究方法主要用在研究下丘脑、丘脑与皮层的相互关系的比较中，据以推论人的情绪状态。根据目前对脑电波的研究，人们初步探知，在强烈的情绪状态下，人的脑电波活动与正常状态下脑电波活动不同。此时，波消失，脑电波振幅降低。在焦虑状态下枕叶的波消失，脑电波振幅降低；此外，在额叶区、运动区、颞叶区的脑电波振幅都较正常状态时小。在疼痛刺激时，脑电图上会出现波阻断或不完全抑制的现象，并且快波增多；疼痛减轻时，快波逐渐减少，同时波也开始恢复。近年来，国内外常用脑电图检查精神
19、病等疾病，例如，尽管脑电图检查对老年性痴呆诊断的异常率存在不同看法，但所见脑电图改变是基本接近的，即认为脑电图改变为一般老年期特点的加重。综览近期文献，张明岛（1991）曾归纳出以下诸点：（1）波频率明显减慢，指数减少，甚至每秒8次以下，其中优势波慢波化为最重要的特征；（2）波波幅偏低，以枕叶明显；（3）出现弥漫性低波幅波和波活动；（4）严重进展性的病例中甚至快波完全消失；（5）对声光刺激的反应降低或消失；（6）脑电图结果与痴呆程度有近似的关系。贝克（Beck，1991）认为老年性痴呆脑电图虽尚未概括出特异指标，但脑电图对不同性质痴呆的诊断及鉴别是有临床价值的。 六、生化指标 生化指标（ind
20、ex of physiolgical chemistry）即在情绪状态时，生化系统、中枢神经介质也发生一系列变化。许淑莲等（1979）曾以病房配血时病员血浆11-羟皮质类固醇含量为基础，与入手术室后进行比较，变化值（以绝对值和变化百分率计算）和入手术室情绪状态的关系见表105。从表上可见，入手术室后血浆11-羟皮质类固醇含量较病房配血时普遍有所增加，但镇静组患者增加较少，紧张组患者增加较多，其差异达显著性水平。可见，血浆11-羟皮质类固醇含量可作为情绪的生化指标之一。表10-5 11-羟皮质类固醇变化和情绪状态的关系（采自许淑莲等，1979）多数研究表明，在情绪紧张状态下，体内神经化学物质的分
21、泌量或排出量的变化可作为情绪研究的客观指标。例如，汤慈美等（1985）对运动员比赛和训练前后尿内肾上腺素和去甲肾上腺素的排出量作为指标，并以所得部分分析结果来说明神经化学物质测定和情绪的关系，从而认定神经生物化学测定，可作为情绪研究的方法之一。由于体力活动和情绪紧张均可引起肾上腺素和去甲肾上腺素分泌量的增加，因此，尿内儿茶酚胺的排出量可以作为测定的客观指标。研究结果表明，男子组与女子组虽稍有差别，但均显示比赛后肾上腺素和去甲肾上腺素的排出量较比赛前有显著的增长。同时在比较了比赛后和训练后的测定后发现，在比赛和训练处于同等体力活动量的情况下，肾上腺素和去甲肾上腺素的排出量也有不同。结果为，训练后
22、比比赛前所测定的排出量虽有增长，但与比赛后相比，排出量要小。这似乎证明肾上腺素和去甲肾上腺素排出量的增加，可以作为情绪紧张的客观指标。参见图10-7。 七、指标的综合使用 以上虽然介绍了不少生理生化指标，但远远没有穷尽。例如重要的生理生化指标还有：眨眼、瞳孔反应、皮肤温度、血糖、血液的化学成分（如血氧含量）、外部腺体（泪腺、汗腺）、内分泌功能（如胰岛素、抗尿激素）、肌电、肌肉（如表情肌）等等。心理学家和生理学家在长期的实践中发现，所有这些指标都可以不同程度地反映出有机体的唤醒水平和活动情况，但是单一的指标在使用时存在着很大缺陷。许淑莲等（1979）在研究针刺激麻醉原理时，对皮电、血压等生理指标
23、进行了研究，结果见表10-6。从表中我们可以看到，血压、脉搏率、自发皮电三者与情绪状态的关系均不显著；而脉幅波动和呼吸波动则与情绪状态有显著关系，即镇静者呼吸比较均匀，脉搏比较平稳。如果将脉幅波动、呼吸波动和自发皮电三项综合指标与情绪状态相比较，则两者有极显著的关系（p0.001）。这说明在测量情绪状态时，采用多项生理指标综合使用具有很大优点。由于对生理指标的综合使用的需要，形形色色的多项生理记录仪应运而生。典型的多项生理记录仪（polygraph）一般包括心率、血压、呼吸和皮肤电的测定（见图10-8）。多项生理指标的综合使用也给心理学应用带来广阔前景。多项生理记录表10-6临床观察情绪状态和
24、生理波动的关系（采自许淑莲等，1979）仪的另一个名称叫测谎仪，正说明了这一点。心理学上测谎的基本方法之一是联想实验。刺激词一部分与案情有关，称为关键词；另一部分则与案情无关。测量的指标是：（1）对关键词的有意义或不正常反应；（2）对关键词的反应时间延长。这种联想实验方法的缺点是比较繁琐，同时也不十分可靠。因此，实验心理学家试图在其中加进各种情绪指标。他们的假设是：任何说谎的企图或实施都会提高其唤醒水平；为掩盖谎言，个体通常需要较多的智力努力，这也会在情绪指标上有所反映。测谎常用的生理指标是皮电反应、呼吸、血压和手指运动。这些指标同说谎时的情绪变化有较大的联系。但需说明的一点是，测谎仪的结果不能作为法庭上的证据。当然，作为破案的辅助办法是无可非议的。
