کمّی¬سازی سطح استرس با استفاده از سیگنال¬های سایکوفیزیولوژی
چکیده
در
تحقیقات سایکوفیزیولوژی، به پاسخهای فیزیولوژی بدن با توجه به فاکتورهایی مانند
کیفیت طراحی آزمایش، خصوصیات روانی اندازهگیریها و تناسب تحلیل و تفسیر دادهها،
یک معنای روانشناختی اختصاص میدهیم . در تحلیل واکنشها هیچیک از دو علم
فیزیولوژی و روانشناختی برتر نیستند، بلکه مکمل یکدیگر میباشند. شناخت حالات روحی
مختلف از جمله حالت استرس که اثرات مخرب شناختهشدهای بر جسم و روان انسان دارند،
از کاربردهای مهم این علم میباشند. در این تحقیق با ارائه آزمایشی مناسب وایجاد
سه سطح استرس (کم، متوسط و زیاد) در سوژه و ثبت سیگنالهای پلتیسموگراف، تغییرات
نرخ ضربان قلب و هدایت الکتریکی پوست به دنبال بدست آوردن معیاری جهت کمّی کردن
سطح استرس فرد بودهایم. به این منظور پیشپردازشها و پردازشهای مختلف خطی در
حوزه زمان، فرکانس و زمان- فرکانس و غیرخطی از جمله معیار پوآنکاره، لیاپانوف
اکسپوننت، بعد فرکتال و آنتروپی و استخراج ویژگیهای گوناگون از سیگنالهای ثبتشده
صورت گرفته است. سپس با به کارگیری روشهای مختلف طبقهبندی از جمله ترکیب شبکه
عصبی و الگوریتم ژنتیک، ماشینهای بردار پشتیبان و روش تابع ترکیب خطی اقدام به
تفکیک سطوح مختلف شده است. در این تحقیق ابتدا ویژگیهای بهینه هر سیگنال تعیین و
تفکیک به این سه روش انجام شد. سپس با ترکیب ویژگیهای بهینه همه سیگنالها مجدداً
تفکیک صورت گرفت. نهایتاً به این نتیجه رسیده شد که با استفاده از سیگنال HRV به تنهایی میتوان
به نتایج بالاتری در صحت تفکیک دست یافت. در ادامه مقایسهای بین ویژگیهای خطی
و غیرخطی سیگنال HRV صورت گرفت و به این نتیجه رسیده شد که ترکیب این دو نوع ویژگی
نتایج را بهبود میدهد. پس از آن مقایسهای بین روشهای مختلف طبقهبندی با
استفاده از ویژگیهای بهینه سیگنال HRV انجام شد که در نهایت روش LOO به عنوان روش
مناسبتر انتخاب شد. در انتها دو شاخص بر اساس سیگنال HRV معرفی و
اعتبارسنجی شد.
فصل اول: علم سایکوفیزیولوژی و مفاهیم و مبانی استرس
1- 1- تاریخچه علم سایکوفیزیولوژی
سایکوفیزیولوژی هنوز یک شاخه علمی جوان است. بررسیهای تاریخی در یک قرن گذشته نشان میدهد تحقیقاتی که در آن با تغییر فاکتورهای روانی به اندازهگیری یک یا چند واکنش فیزیولوژیکی میپرداختهاند از سال 1878 تا 1954 توسط افراد مختلفی صورت میگرفته و پس از آن نیز تحت عنوان سایکوفیزیولوژی انجام پذیرفته است. اولین نشریه علمی که به سایکوفیزیولوژی اختصاص یافت در سال 1955 انتشار یافت. مجمع محققان سایکوفیزیولوژیکی نیز 5 سال بعد از آن تأسیس شد و اولین مجله علمی سایکوفیزیولوژی نیز حدود 25 سال قبل چاپ شده است. (Ax، 1964)
اگرچه سایکوفیزیولوژی
با قوانین رسمی آن بیش از 50 سال سابقه ندارد اما توجه و علاقه به درک تعاملات
روحی روانی و رخدادهای فیزیولوژیکی را میتوان در فیلسوفان و دانشمندان مصر و
یونان قدیم یافت. فیلسوف یونانی، هراکلیتوس (600 قبل از میلاد) از ذهن به عنوان
فضایی که مرزهای آن هیچگاه شناخته نمیشود یاد میکند. افلاطون (400 قبل از میلاد)
معتقد بود که استعدادهای فکری در سر، احساسات در نخاع و به صورت غیرمستقیم در قلب
و غرایز در زیر دیافراگم قرار دارند که کبد را تحت تأثیر قرار میدهند. همچنین وی
معتقد بود که روح و جسم به طور اساسی با یکدیگر متفاوت هستند و در نتیجه مشاهده
پاسخهای فیزیولوژیکی هیچگونه
زمینهای برای استنتاجات حالات روحی ایجاد نمیکند. در قرن دوم پس از میلاد جالینوس
(200-130م) فعالیتهای سایکوفیزیولوژیکی را به صورت قواعدی فرمولبندی نمود که تا
قرن هیجدهم، این قوانین حاکم بود. بر اساس تشریح حیوانات و مشاهدات وی از بدن
انسان، جالینوس فرض کرد که اخلاط انسان میتواند نمایشگر احساسات، حرکات و افکار و
آسیبهای جسمی و روحی بر اساس اختلالات موجود در آنها باشد. نقش ارگانهای بدن
تولید و پردازش این اخلاط میباشد و اعصاب را به عنوان ابزاری برای تفکر و عمل میشناخت.
عقاید جالینوس چنان در تفکر غربی نفوذ کرده بود که تقریباً برای 1500 سال بدون
رقیب بود.
در قرن شانزدهم فرنل (1558- 1497) اولین کتاب فیزیولوژی را چاپ نمود. هرچند که دستهبندیهای فرنل در مشاهدات تجربی شدیداً تحت تأثیر تئوری جالینوس بود، در آن برخی حرکات خودکار را ذکر نموده است که امروزه آنها را رفلکس میدانیم. این نقطه سرآغازی برای انحراف از دیدگاه متداول و جداسازی نحوه کنترل حرکات بدن بود. فراگیری آناتومی انسانی در این بازه زمانی آغازی بر کشف خطاهای جالینوس در توصیفاتش بود و راه را برای تحقیق بر روی تئوری فیزیولوژی و نحوه شناسایی بیماریها باز نمود. در این قرن دو حادثه دیگر رخداد که اثر عمیقی در نوع استنتاجات سایکوفیزیولوژی داشت.
در 1600، ویلیام گیلبرد تفاوت بین الکتریسیته و مغناطیس را دریافت و در کتاب خود «Magnete» استدلال میکند که مشاهدات تجربی و آزمایشات باید جای حدسیات احتمالی و فرضیههای دانشمندان فیزیولوژی را بگیرد. به علاوه گالیله (1642-1564) به این بحث پرداخت که حکیمان خداشناس و فیلسوفان هیچ حقی برای کنترل تحقیقات و فرضیههای علمی ندارند و فقط مشاهدات و آزمایشات و نتایج حاصل از آنهاست که میتواند حقایق فیزیکی را بیان کند. گالیله همچنین از محدودیتهای دادههای حسی مطلع بود و با توجه به اینکه احتمال خطا و تفسیر غلط وجود داشت، اعتقاد داشت که ریاضیات به تنهایی نمیتواند یک نوع از قطعیت و اطمینان را ایجاد کند. فرانسیس بیکن (1626-1561) در قدم بعدی یک روش علمی را انتخاب نمود و آن اضافه کردن استقرا در مشاهدات و افزودن تحقیق در استنتاج است.
فرمولبندی بیکن و کارهای بعدی وی بر روی منطق استنتاج علمی موجب ایجاد یک ترتیب آشنا در استنتاجات علمی شد:
1- تدوین فرضیههای مختلف
2- تدوین یک آزمایش با خروجیهای احتمالی مختلف
3- اجرای آزمایش و بدست آوردن نتایج آشکار
4- اجرای مراحل برای تصحیح احتمالات باقی مانده
این طرح در علوم فیزیکی به سرعت پذیرفته شد ولی فلاسفه و حکیمان وجود انسان را از رخدادهای طبیعی جهان جدا میدانستند و به آرامی به فراگیری فیزیولوژی و رفتار انسانی پرداختند.
رساله دکترای ویلیام هاروی (1657-1578) اولین گام مهم برای استفاده از این جزئیات در استنتاجات عملکرد فیزیولوژیکی بود. در این رساله مبانی نظریه جالینوس در مورد حرکت خون در شریانها و وریدها که آنها را مستقل از هم میداند زیر سؤال رفته است و هاروی نشان میدهد که نقش قلب در پمپاژ خون، باعث گردش پیوسته آن به صورت یکطرفه در این سیستم است. از آن زمان به بعد نقش تحقیق و بررسی مبانی فیزیولوژیکی و آناتومیکی شدت گرفت و ارگانهای انسان از لحاظ عملکرد و تشابه آن به سیستمهای الکتریکی، مکانیکی، هیدرولیکی از جهات مختلف ارزیابی شد. در این میان نحوة فعالیتهای اصلی روحی و روانی نیز یکی از موضوعات مورد علاقه برای بررسی بود.
گرچه تحولات عظیم علمی پس از رنسانس به وقوع پیوست اما شواهدی از بررسیهای سایکوفیزیولوژیکی قبل از آن نیز وجود دارد. در نوشتههای اراسیستراتوس، جالینوس و ابن سینا نیز تجربیات سایکوفیزیولوژیکی قابل توجهی ملاحظه میشود. اراسیستراتوس، پزشک زمان اسکندر، اولین شخصی بود که سایکوفیزیولوژی را به طور کلینیکی تجربه نمود. وی از طریق مشاهده علائم مشخصی مانند «لکنت زبان، تعریق ناگهانی و ضربان نامنظم قلب» در شخص، پی به ارتباط عاشقانة وی برد. از جالینوس نیز گزارشی از وضعیت مشابه وجود دارد که در آن شخص هنگام شنیدن نام معشوقه خود دچار ضربان نامنظم قلب میشد. همین روش (مشاهده تغییرات ضربان قلب) نیز در قرن دهم توسط ابوعلی سینا برای تعیین ارتباط شخص با فرد مورد علاقهاش بکار گرفته شد. (Cacioppo، 2000)
همانطور که گفته شد
سایکوفیزیولوژی به عنوان یک علم جداگانه دارای تاریخچه بسیار کوتاهی است. ظهور
رسمی این علم در دهه 1950 و زمانی بود که گروهی که اکثراً از روانشناسان بودند تحت
رهبری Davis
جلسات غیر رسمی تشکیل دادند. در سال 1960 این گروه جمعیت محققین سایکوفیزیولوژیکی
را تشکیل دادند و Darrow
به عنوان اولین رئیس آن انتخاب شد. ارتباطات تحقیقاتی این گروه از سال 1955 با
انتشار خبرنامهای توسط Albert
Ax در مورد تحقیقات و ابزارهای سایکوفیزیولوژی آغاز شده بود. در سال
1964 این خبرنامه به مجله سایکوفیزیولوژی با سردبیری Ax به نشریه رسمی جمعیت تبدیل شد. دو موضوع در اولین شماره آن قابل
توجه است: «سایکوفیزیولوژی، دیروز، امروز و فردا» نوشته Darrow و «اهداف و روشهای سایکوفیزیولوژی» نوشته Ax. در 5 عنوان از 8 مقاله موجود در آن توجه ویژهای به واکنش
الکتریکی پوست به عنوان ابزار اندازهگیری و تحقیق شده است و هیچیک از مقالات به
فعالیت مغز نمیپردازد. در مقابل، در شماره اخیر این نشریه در مجموع 13 مقاله
ارائه شده، 9 مقاله به بررسی فعالیت مغزی میپردازد در حالیکه هیچ مقالهای در
مورد فعالیت الکتریکی پوست در آن دیده
نمیشود. این تغییر در اندازهگیریهای سایکوفیزیولوژیکی به علت علاقه به شناسایی
فعالیتهای درکی و همچنین پیشرفت چشمگیر در ابزارهای ثبت فعالیت مغزی و وجود نرم
افزارهای مختلف برای تحلیل آنها میباشد.
تعداد مشاهده: 13 مشاهده
فرمت فایل دانلودی:.zip
فرمت فایل اصلی: doc
تعداد صفحات: 138
حجم فایل:2,139 کیلوبایت
-
محتوای فایل دانلودی: