眨眼反射

驚跳反射是人與動物在進化過程中的一種防禦性反射，是機體對威脅反應的重要表徵。 其主要功能是幫助機體免受外在刺激的傷害。 譬如：骨骼肌的收縮保護頸部背後的傷害，眨眼反射（面部輪匝肌的收縮）幫助保護眼睛，同時驚跳反射還可以通過增加交感神經系統的活動，使機體出於一種動員狀態，為以後的動作做好準備。由於驚跳反射與大腦邊緣系統，基底神經節以及紋狀體區域的神經活動具有直接聯繫，因此驚跳反射不僅僅是反映了對機體的一種保護手段，還是衡量大腦對認知、注意、情緒、喚醒等加工過程的獨特方式。 綜觀驚跳反射的研究歷史，越來越多的研究者開始採用驚跳反射的研究範式來研究大腦的神經活動， 主要原因在於：

（ 1 ） 驚跳反射是一個自主性的防禦性反射， 它不受意志的控制， 並且對感知、喚醒、情緒調節等具有很高的敏感性，與一些口語報告的心理測量手段相比，具有無可比擬的優勢，是許多心理生理學家和情緒心理學家的興趣所在；

（ 2 ） 驚跳反射是物種進化的產物，具有普遍性的特點，它不受年齡、時間和種族的限制，無論是嬰兒還是老人，無論是動物還是人類，在任何時間都可以採用這種方式進行測量；

（ 3 ） 驚跳反射的過程主要是激發、記錄和量化 3 個步驟，因此研究費用低廉，研究設備相對簡單。自 Exner 對眨眼反射（ eyeblink reflex ）進行測量研究至今， 研究者發現了許多有效可靠的驚跳反射反應指標，但 最 受 關 注 的 仍 是 眨 眼 反 射 。 聽 覺 眨 眼 反 射 （acoustic eyeblink startle ASER) 技術就是通過表面電極或針電極，記 錄 眨 眼 時 眼 輪 匝 肌 及 其 面 部 表 情 肌 的 肌 電 圖 （ electromyography, EMG ）， 由於這種方法操作簡便， 設備相對低廉，而且能夠有效而準確地反映驚跳反射的心理生理機制，成為心理生理學家的首選。近年來，國外一些研究者已把 ASER 技術應用到鍛鍊心理學的研究中， 用於探索運動刺激下的認知神經過程，這為闡明體育運動對心理健康作用的機制提供了有力的手段， 極大地推動了鍛鍊心理學理論和應用研究的發展。

ASER 技術為鍛鍊心理學研究增加新的數據和資料，但前提條件是研究人員需要認清這項技術的原理、 實驗設計、數據分析特點以及如何利用這項技術開展鍛鍊心理學研究。 因此，本文就 ASER 技術的原理、實驗設計以及數據分析進行介紹，並對國外 ASER 技術在鍛鍊心理學研究中的應用進行綜述，以幫助國內鍛鍊心理學研究者瞭解並使用該技術開展研究，推動我國鍛鍊心理學的發展。 ^[1] 

即聽覺眨眼反射技術。

對人類來説，最為連續和持久的驚跳反射模式是眨眼反射， 眨眼的過程包含了一個快速的輪匝肌收縮的過程，該肌肉受到面部神經的調控，從而可以獲得面部肌肉神經活動的數據，這樣就使得研究者採用一種非侵入性的測量方式獲取大腦神經活動成為可能。 動物研究指出：聽覺刺激引起的驚跳反射神經突觸發生於耳蝸的神經元到腦橋尾側狀的腹正中區神經元。該區域通過網狀脊髓束在脊髓上有着很多神經分佈，網狀脊髓束行走於內側縱束，並在脊髓分出兩條通路，最終形成腹側臍帶。毀損耳蝸神經元、腹正中區神經元以及內側縱束，大鼠的聽覺驚跳反射就會消失，對這些區域的神經元進行電刺激則出現了驚跳反射樣的行為反應，比如：大腿的抖動。與人類的聽覺眨眼反射相關的“驚跳中心”來源於腦橋尾側狀的腹正中區神經元，該“驚跳中心”獲取很多大腦結構的信息輸入，不同的大腦反應—激活區域都有“驚跳中心”神經投射並與脊髓的面部運動神經元相聯繫。因此輪匝肌（眨眼反射收縮肌）收縮時肌電（EMG） 的量和潛伏期等電生理變量可以通過特定的儀器測量獲得。這就意味着我們能夠採用眨眼反射作為檢測手段，從而反映出驚跳反應的神經機制。

眨眼反射的測量結果是通過貼在眼睛下方輪匝肌上的電極獲取輪匝肌的肌電（EMG） 信號而獲得， 輪匝肌EMG 信號通過特定的儀器轉化成客觀的數據。 因此測量眨眼反射關鍵的一步必須保證安置於輪匝肌的電極與該肌肉能夠很好的粘結， 即減少輪匝肌和電極之間的電阻。通常的做法是先採用酒精擦布清洗面部需要安置電極的部位，再用特定的黏膠去除該部位的死皮，再用酒精擦布將該黏膠拭去，將預先注入導電膠的電極黏貼上去，結束後再採用電阻檢測儀檢測其電阻大小，只有當電阻檢測儀顯示電極和麪部肌肉之間的電阻小於等於 10 Ω 時，黏貼工作才算結束。由於眼部輪匝肌屬於紋狀括約肌幷包圍於眼眶，儘管電極可以黏貼於眼瞼上方，但是黏貼於眼瞼上方的電極時常會脱落，從而影響實驗的準確性，因此，大部分情況下，電極通常黏貼於眼瞼下方的輪匝肌位置，同時被試要求靜坐或者靜卧，儘量減少身體的移動。 ^[1] 

聽覺眨眼反射，顧名思義就是採用聽覺的刺激方式激活眨眼反射的動作。聽覺刺激的產生一般由噪音發生器或者電腦軟件的聲卡產生並與耳機相連接。 聽覺刺激的波寬、持續時間、強度都有可能對眨眼反射產生影響，一般情況下，增加聽覺刺激的強度，會增加眨眼反射的量，減少潛伏期。 但採用較低強度的刺激往往不能激起眨眼反射，採用較高強度的的刺激往往會對被試的安全產生影響，因此選擇一個恰當的聽覺刺激將直接影響到實驗結果的準確性。 目前大部分研究通常採用的聽覺刺激強度為 90~110 dB ，持續時間超過 50 ms 的白噪音，採用該刺激強度的白噪音作為誘發刺激一般比較安全，不至於損傷聽覺系統。 ^[1] 

眨眼反射 EMG 的波形通過擴大、矯正、緩和以及融合轉化成肌肉的收縮時潛伏期， 收縮的量等具體化指標，這些信號通過數字模擬首先將原始信號擴大，然後濾掉原始信號頻率波段上下的噪音， 並將信號的波形進行矯正，即將數據的分數轉換成絕對值，最後再經過平滑，將數值進行整合。 對於大部分採用眨眼反射作為手段的時候，通常採用的是輪匝肌收縮的量作為指標。 需要注意的是，在計分的過程中，聽覺刺激的眨眼反射必須要與自主性眨眼反射 區 分 開 。 一 個 正 常 的 聽 覺 眨 眼 反 射 的 潛 伏 期 一 般 在21~120 ms 之間，這樣的一個數值是基於常模研究的結果，其範圍相對較大。 Blumenthal 認為潛伏期在 21~80 ms 更加符合成年人的聽覺眨眼反射的潛伏期範圍。 統計處理前每次測試的 EMG 信號進行平均化處理，但是 EMG 信號在進行平均化處理之前必須先進行矯正，因為在刺激開始的任何一個時間段，肌電圖的電極都有可能記錄到或正或負的脈衝信號，如果不矯正，平均後的結果正負相互抵消，波形就是一條直線。 通過對信號進行平均有幾個重要的優點：（ 1 ）對每次反應的成分能夠有效鑑別，例如：前攝抑制可能會減少振幅的量，但對脈衝的前沿電流卻無影響；（ 2 ）信號平均使得數據的獲得不受到實驗環境因素的影 響 ；（ 3 ）驚跳反應的事件相關電位（ ERP ）以及與事件相關的去同步化數據能夠同時獲得，從而更有利於數據的比較。 ^[1] 

對眨眼反射的 EMG 的信號進行數字量化的過程中，實際上會對眨眼反射的量有着一定的影響。例如：信號模擬過程中“平滑”的時間過長往往會減少眨眼反射的量，而若要獲得精準的反應速度又依賴於原始的 EMG 波形，此外，EMG 融合的時間還會延長眨眼反射速度，因此在採集眨眼反射潛伏期的時候，必須得十分的小心。數據的得分可以採用人工和計算機共同來完成。 計算機依據設計好的程序能夠分辨出反應的參數， 但是每一次反應必須通過肉眼的觀察以獲取所需要的眨眼反射信息，在具體的實驗過程中，計分者最好對實驗目的和程序未知， 並且需要報告出參數獲取的程序和方法， 理想狀況是最好有兩名以上的計分者共同完成，實驗結束後再比較計分結果的可靠性。由於測量效率、成本以及測量的連續性等原因，一些研究者傾向於採用完全計算機自動化處理的方式來進行， 但是在記錄眨眼反射時，最好需要研究者通過人工來檢驗眨眼反射的結果，從而可以對反應的結果進行有效取捨。 同時每一次實驗過程中，基線的眨眼反射必須成功建立，即研究者必須首先決定是否每一次眨眼反射反應能夠在示波器上顯現， 因為很多的“噪音”、身體的移動等外在因素都有可能影響到眨眼反射的建立，如果在示波器上不能夠展現出眨眼過程，那麼本次測試就有可能放棄或者重新預約。 ^[1] 

在對眨眼反應的振幅和概率進行計算時，一般有兩種選擇，一種是分別計算出振幅和概率的平均數，還有一種就是將振幅和概率相結合轉化成反應的量。振幅和量在反映一個單一的眨眼反射的時候可以相互轉化，但是在一次實驗中包含了若干次的眨眼反射，因此這兩者之間是有區別的。反應的概率是指檢測到眨眼反射的實際數量除以聽覺刺激的數量，而平均反應量就是每次眨眼反射的振幅的平均數。 隨着反應概率的增加，平均反應的量更加接近於平均反應的振幅。將眨眼反射的數據輸入到計算機之前，最為重要的一個步驟往往被忽略，即由於眨眼反射的量，不同的人存在着個體差異性，並且這樣的情況和實驗的目的無關，因此採用絕對的眨眼反射量有可能會影響到研究結果，因此研究者需要首先將數據進行統計學處理，通常是將眨眼反射的量轉化為 Z 分或者 T 分，在這樣的情況下，由於實驗條件而導致的眨眼反射的量與參考值之間的關係就能夠自由變化，因為它們不在統計分佈的方差範圍之列。 ^[1-2] 

目的：研究眨眼反射(BR)對發病3日內早期周圍性面神經麻痹的評估價值。

方法：對60名健康人及32例發病3d內的周圍性面神經麻痹患者行BR檢查並隨訪6個月觀察預後。結果獲得BR正常值。病例組3d內BR結果均異常，表現為潛伏期延遲、不規則波及無反應。BR表現與臨牀面癱程度有顯著性相關。3d內BR反應存在者均恢復良好，而BR反應消失者有部分恢復不良。結論BR是觀察面神經損傷的敏感指標，能在周圍性面神經麻痹發病3d內反映面癱程度並對預後有一定評估價值。

眨眼反射從1969年Bender等研究以來，已成為基礎和應用生理學研究的重要課題。它是多突觸還是少突觸反射，基礎神經生理學的許多研究已作探測，並對其腦幹突觸聯繫的許多部分還作了研究。應用神經生理學的許多研究促進了眨眼反射通過大腦半球的探究，方法:病人肌肉放鬆、閉眼，不要睡着。如用表面電極記錄，主極放在下眼輪匝肌外側，輔極放在顴骨上或鼻外側，如用同軸針電極記錄，則將電極插入下眼輪匝肌外側，兩側肌肉同時記錄。地電極置頰下。刺激電極放在一側眶上孔上，刺激脈衝頻率0.5至2赫、時限0.1至0.2毫秒、電壓100至300伏，每個病人分別刺激左右側，但刺激脈衝強度應相同。刺激一側即可記錄到同側第一反射激發電位，同側和對側第二反射激發電位。檢查要測量第一反射激發電位的潛伏時(簡稱R₁)，雙側第二反射激發電位的潛伏時(簡稱R₂)和前三個激發電位的振幅(簡稱R₁振幅、R₂振幅)。

正常值：作者測定無神經疾患者30例，平均年齡38歲，R₁=10.6±0.8毫秒，R₂=29.7±4.0毫秒。作者還測定20例偏癱病人的健側，R₁=10.2±o.9毫秒，RZ=30.1±3.9毫秒。R，和R_Z振幅為450至550微伏，且兩側相等。作者指出：標準差都小於平均值的20%以下，同一人兩側的R₁差異應小於或等於1.2毫秒，兩側的R₂差異應小於或等於5.0毫秒。

腦幹損害：侷限或病灶性延髓外側損害，R₁正常，R₂一側延長。侷限或病灶性橋腦損害，R₁一側延長，R₂可一側延長但多為正常。廣泛性橋腦和延髓損害，R₁和R_Z均一側延長或缺失。橋腦上部或中腦損害，R₁和R₂均為正常。大腦半球損害:昏迷病人雙側R₂振幅降低，血管或腫瘤病變，刺激患側時R₂延長、R₂振幅減低、R₂兩側的持續時間減少；單側腦血管病變伴有中樞性面癱者，R₁和R₂正常，而其R_I和R₂振幅有改變，偏癱側減低、健側增高，腦血管損害一週內的急性病人，R₁延長、R₂兩側缺失，認為這些暫時異常則表示腦幹的興奮性有侷限或病灶性降低。

討論：有些作者把R₁作為一種少突觸的皮膚—橋腦反射，因睡眠時眨眼和屈肌反射消失而H反射振幅似有增高。但Pompeiano。則認為多突觸和單突觸反射的抑制與睡眠深度有關，不能把它作為R₁是少突觸皮膚反射的一個指徵。R₃是多突觸反射，其廣泛分佈在延髓外側和橋腦內。作者對50例大腦中動脈閉塞病人作研究，全部病人潛伏時正常，但偏癱側的R₁和R₂振幅分別只有健側的30%和49%。這些發現支持了Dehen的研究結果和假説：R₁和R₂不是感受傷害的皮膚反射，而是觸覺反射。 ^[2] 

結論：眨眼反射納入於一種觸覺反射的研究，只剛開始。為了闡明這個問題還需做很多的臨牀和動物研究。從臨牀觀點看，眨眼反射可幫助鑑別真性與假性延髓損害，並對失語症和構音障礙患者能幫助把大腦半球損害與腦幹損害區別開來。 ^[2]