تعداد صفحات پایان نامه: 140 صفحه

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی با فرمت ورد word

 پایان­ نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی پزشکی- بیوالکتریک

 عنوان:

کمّی­ سازی سطح استرس با استفاده از سیگنال­های سایکوفیزیولوژی

 استاد راهنما:

دکتر محمدعلی خلیل زاده

 استاد مشاور:

دکتر وحید سعادتیان

 دانشجو:

رضا عارفی شیروان

 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.

مقدمه

در علوم روانشناختی، شناخت فهم، ادراک و احساسات بر اساس ماهیت آنها صورت می­گیرد. اما می­توان از طریق علائم فیزیکی نیز به ارتباط بین مغز و فکر انسان و رفتارهای او پی برد. علم سایکوفیزیولوژی که حوزه­ جدیدی از شناخت مسائل روحی و روانی انسان با استفاده از نشانه­های فیزیولوژیکی ناشی از آن می­باشد، این امکان را فراهم می­سازد. در سایکوفیزیولوژی به نحوه تفکر و ادراک از ساختار فیزیکی نشانه­های آن نگاه می­کنیم و در این حالت اگر جنبه­های ساختاری و عملیاتی این جسم فیزیکی در ارتباط با جنبه­های خارجی فعالیت آن مورد توجه قرار گیرد، تفکر و احساسات فرد قابل فهم خواهد بود.

هر فردی استرس را در زندگی خود تجربه کرده است و در واقع استرس بخشی از زندگی انسان شده است. استرس عبارت است از حالت اضطراب و فشار درونی که انسان برای مواجه شدن با خطر یا مشکلات جدّی با ترشح هورمون­هایی خود را برای مقابله آماده می­کند که البته تا این حد خوب و برای روند زندگی لازم است. ولی هرگاه در فردی استرس توسعه پیدا کرد و این حالت در طول روز و بدون علت منطقی مشاهده شد می­گوئیم فرد دچار استرس بیش از حد است. استرس علاوه بر اثرات روانی، پیامدهای جسمی متعددی از جمله سکته های مغزی، قلبی، فشارخون، پوکی استخوان، زخم معده و بیماری­های روحی – رفتاری دارد و هیچ عضو یا ارگانی از بدن از اثرات استرس مصون نیست. از این­رو ارائه روشی که بتوان میزان استرس فرد را سنجید و به منظور کاهش آن، به فرد فیدبک کرد بسیار ضروری و مفید است.

با توجه به ارتباط بین حالت روحی استرس و فعالیت سیستم اعصاب خودکار در این تحقیق سعی بر آن شد که جنبه­های مختلف این ارتباط، بین حالات روحی و فیزیولوژی بدن انسان، مورد بررسی قرار گیرد و بر این اساس به کمی سازی سطح استرس جهت اهداف و کاربردهای مختلف پرداخته شود.

برای رسیدن به هدف این تحقیق ابتدا لازم بود شناخت جامعی نسبت به حوزه­های مختلفی که در علم سایکوفیزیولوژی وجود دارد، بدست آوریم. بدین منظور در فصل اول ضمن توصیف کامل علم سایکوفیزیولوژی، ارتباط آنرا با علوم دیگر مانند آناتومی، فیزیولوژی و روانشناختی بیان می­کنیم. در ادامه انواع سیگنال­های کاربردی در علوم سایکوفیزیولوژی و روش­های اندازه­گیری آنها مطرح
می­شود و نهایتا استرس و عوارض متعدد آن معرفی شد.

پس از آنکه در فصل اول با مبانی علم سایکوفیزیولوژی و حالت روحی استرس آشنا شدیم در فصل دوم سیگنال­های سایکوفیزیولوژی (GSR ,PPG ,HRV) که در این تحقیق استفاده شد، مورد بحث قرار گرفت. در این فصل روش مختلف اندازه­گیری این سیگنال­ها، تاریخچه و تأثیر آنها بر روی سیستم اعصاب خودکار بیان شد. همچنین در این فصل مروری بر تحقیقاتی که در این زمینه صورت گرفته و آزمایشات ثبت داده مختلف که در آنها استفاده شده است، آمده است. طرح­های اولیه و نهایی آزمایش ثبت داده­ای که در این تحقیق استفاده شد، در انتهای این فصل به تفضیل توضیح داده شده است.

در فصل سوم روش­های مختلف پیش­پردازش و پردازش سیگنال­های استفاده شده در این تحقیق مطرح شده است. در این فصل ابتدا پیش­پردازش­های مختلف سیگنال PPG و ویژگی­های مختلف آن در حوزه زمان و فرکانس توضیح داده شد و سپس انواع مختلف پردازش سیگنال HRV اعم از خطی و غیرخطی همچون معیار پوآنکاره، بعد فرکتال و … بحث شده است. در انتها، ویژگی­های مختلف سیگنال GSR که در حوزه زمان می­باشد، معرفی شده است. لازم به ذکراست که کلیه ویژگی­هایی که از سیگنال HRV استخراج شده است، از سیگنال RRI نیز استخراج شد.

در فصل چهارم، با توجه به ویژگی­های استخراج­شده از سیگنال­ها، عملیات تفکیک سطوح مختلف استرس انجام شد. در این فصل از سه طبقه­بندی­کننده LOO ,SVM و ترکیب شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. ابتدا ویژگی­های بهینه هر سیگنال به طور مجزا توسط هر روش تعیین و طبقه­بندی صورت می­گیرد و با مقایسه میزان صحت تفکیک بهترین حالت در تفکیک، در هر روش انتخاب شد. همچنین مقایسه بین روش­های مختلف طبقه­بندی صورت گرفته است. در نهایت دو شاخص برای کمّی کردن استرس معرفی شده است.

در فصل آخر این تحقیق به جمع­بندی نتایج پرداخته شده و روش­های مختلف استفاده شده در این تحقیق مورد بحث قرار گرفت و در نهایت پیشنهاداتی جهت ادامه کار ارائه شده است.

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 نحوه 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 عاشقانه 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.

 1-2- اصول و مبانی سایکوفیزیولوژی

آناتومی، فیزیولوژی و روانشناسی همه شاخه­هایی از علوم هستند که وظیفه بررسی سیستم­های بدن را بر عهده دارند و به روشن کردن ساختار و عملکرد اجزاء و سیستم های انسانی مرتبط با محیط اطراف می­پردازند.

آناتومی علم ساختار بدن است و نحوه ارتباط بین اجزاء مختلف بدن را بیان می­کند. فیزیولوژی به مطالعه فعالیت و نحوه عملکرد قسمت­های مختلف بدن می­پردازد. در هر دو علم، یک قسمت از بدن در سطوح مختلف سازمان بدن مورد بررسی قرار می­گیرد. این سطوح شامل مولکول، سلول، بافت، اندام و سیستم بدن است. در نتیجه آناتومی و فیزیولوژی به طور پیچیده­ای به هم وابسته هستند.

سایکوفیزیولوژی به طور بسیار زیادی مربوط به آناتومی و فیزیولوژی می­باشد ولی علاوه بر آن با پدیده­های روانی و رفتاری در محیط­های فیزیکی و روانی ارتباط دارد. پیچیدگی، زمانی از فیزیولوژی به سایکوفیزیولوژی اضافه می­شود که سایکوفیزیولوژی هم شامل قابلیت سیستم نمادی ارائه (مانند زبان و ریاضیات) برای ارتباطات است و هم بازتاب تجربه و پیشینه شخص را همانند تأثیرات اجتماعی و فرهنگی بر روی پاسخ­های فیزیولوژیکی و رفتاری را به همراه دارد. این فاکتورها در تشکیل انعطاف­پذیری، تطبیق­پذیری و تغییر­پذیری رفتار نقش دارند. روانشناسی و سایکوفیزیولوژی یک هدف مشترک دارند و آن توضیح رفتار و کردار انسان است و ساختارها و پردازش­های فیزیولوژیکی جزء صحیح و روشن تئوری تفکر در سایکوفیزیولوژی هستند.

موانع تکنیکی که در مطالعات اولیه با آن مواجه شدند یعنی اهمیت فهمیدن سیستم­های فیزیولوژی بر اساس مشاهدات و همچنین جذابیت­های متعددی که در تحقیقات اولیه وجود داشته، باعث شد که یک نظم خاص در زمینه فیزیولوژی و اندازه­گیری­های پدیده­های آن صورت گیرد.

سازمان­دهی سایکوفیزیولوژی تحت سیستم­های فیزیولوژیکی یا به عبارت دیگر «سایکوفیزیولوژی سیستمی» امروزه همچنان مهم باقی مانده است. در این نگرش، هدف مشاهدات سیستمی است که در آن مطالعه یک سیستم فیزیولوژی بر اساس بررسی خصوصیات بیوالکتریک پاسخ­های اندازه­گیری شده صورت می­گیرد. اما سایکوفیزیولوژی مانند آناتومی، فیزیولوژی و روانشناسی یک علم گسترده است که به خودی خود به صورت موضوعی و بر اساس سیستم­های خاص مورد بررسی قرار می­گیرد و از این رو آن را سایکوفیزیولوژی موضوعی گویند. از جمله گرایش­های آن می­توان به موارد زیر اشاره کرد:

1-سایکوفیزیولوژی شناختی که به ارتباط بین اجزاء پردازش اطلاعات انسان و پدیده­های فیزیولوژیکی می­پردازد.

2-سایکوفیزیولوژی اجتماعی که به بررسی توجه، احساسات و تأثیرات رفتار انسان به­وسیله    اندازه­گیری­های فیزیولوژیکی می­پردازد.

3-سایکوفیزیولوژی تکاملی که مربوط به هستی­شناسی است و تغییرات سایکوفیزیولوژی را در انسان بررسی می­کند. در این گرایش پارامترهای روانی را در سنین مختلف از طریق تغییرات فیزیولوژیکی بررسی می­کنند.

4-سایکوفیزیولوژی کلینیکی که به بررسی اختلالات ارگان- محیط می­پردازد.

5-سایکوفیزیولوژی کاربردی که به کاربرد علم سایکوفیزیولوژی در عمل می­پردازد و شامل بیوفیدبک، بی­حس کردن، سست سازی و استراحت و کشف دروغ می­باشد.

در هر یک از این حوزه­ها مطالعه بر اساس نوع ساختار و نحوه عملکرد سلول­ها و ارگان­ها برای رسیدن به نحوه ارتباط بین ارگان و محیط فیزیکی، اجتماعی و فرهنگی اطراف می­باشد. برخی از این علوم مانند «سایکوفیزیولوژی تکاملی» دارای ارتباط با فیزیولوژی و آناتومی می­باشند اما مربوط به رفتار انسان نیز می­شوند. در سایکوفیزیولوژی اجتماعی کمتر به نقش مستقیم فیزیولوژی و آناتومی پرداخته می­شود و ارگانیسم به­تنهایی در نظر گرفته می­شود.

نسبت دادن یک معنای روانشناسی به پاسخ­های فیزیولوژیکی وابسته به فاکتورهایی مانند کیفیت طراحی آزمایش، خصوصیات سایکومتریک اندازه­گیری­ها و تناسب تحلیل داده­ها و تفسیر آنها می­باشد. هیچیک از دو علم فیزیولوژی و روانشناسی در این بین برتر نیستند. اما هر دو آنها در تحقیقات سایکوفیزیولوژی اساسی هستند و دقیق­تر بگوییم مکمل یکدیگر می­باشند.

در تعریف علم سایکوفیزیولوژی توافق اندکی وجود دارد. برخی تعاریف اولیه بر اساس زمینه­ای است که تحقیقات در آن مورد صورت می­گرفت مانند تحقیقاتی که در آن از پلی­گراف استفاده می­شود و یا تحقیقات واکنش­های فیزیولوژیکی در رفتار. تعاریف اولیه دیگر برای جداسازی سایکوفیزیولوژی از علوم قدیمی­تر و جا افتاده­ای مانند روانشناسی بیولوژیکی یا روانشناسی فیزیولوژیکی است. سایکوفیزیولوژی از روانشناسی فیزیولوژیکی متفاوت است زیرا در آن آزمایشات بجای حیوان بر روی انسان صورت می­گیرد. ثانیاً در آن از ایجاد تغییرات در رفتار بجای ایجاد تغییر در ساختار آناتومی یا فیزیولوژی استفاده می­شود و آنچه مورد اندازه­گیری قرار می­گیرد واکنش­های فیزیولوژیکی بجای واکنش­های رفتاری است.

مهمترین مسأله در رسیدن به یک توافق، نیاز به جداسازی آن از سایر علوم به عنوان یک علم مجزا و همچنین عدم محدود کردن پتانسیل­های آن برای رشد است. تعاریف کاربردی چون یک هدف بلند­مدت را در نظر نمی­گیرند مناسب نیستند. تعریف سایکوفیزیولوژی بر این اساس که فاکتورهای روانی به عنوان متغیرهای مستقل و واکنش­های فیزیولوژیکی به عنوان متغیرهای وابسته در نظر گرفته شوند، این علم را از سایر زمینه­ها مانند روانشناسی سایکوفیزیولوژیکی جدا می­کند اما به علت محدودیت شدیدی که ایجاد می­کند مورد انتقاد است. مثلاً اینگونه تعاریف مانع از انجام تحقیقاتی می­شود که در آنها رخدادهای فیزیولوژیکی به عنوان متغیرهای مستقل و رفتار و آزمایشات انسانی به عنوان متغیرهای وابسته می­باشند.

در نتیجه سایکوفیزیولوژی بر این اساس استوار است که درک، فکر، احساس، هیجان و رفتار انسان پدیده­هایی دارای جسم فرض شوند و واکنش­های فیزیکی (یا روانی و یا هورمونی)
می­تواند به روشن شدن نوع انسان منجر شود. سطح آنالیز در سایکوفیزیولوژی در یک سطح ایزوله از بدن نمی­باشد بلکه به بررسی ارتباطات ارگانیسم­ها و محیط می­پردازد. در نتیجه سایکوفیزیولوژی را می­توان بررسی علمی پدیده­های اجتماعی، فرهنگی، روانی و رفتاری بر اساس خصوصیات فیزیولوژیکی دانست. به طور خلاصه می­توان گفت، سایکوفیزیولوژی بر اساس دو فرض بنا نهاده شده است:

1- به قوه ادراک، تفکر، هیجان و رفتار انسان تجسم داده می­شود.

2- واکنش مغز مادی و بدن دارای اطلاعاتی در مورد پردازش­های انسانی است.

همچنین سطح آنالیز در سایکوفیزیولوژی بر روی اجزاء بدن به صورت جدا از یکدیگر نمی­باشد، بلکه به ارتباط بین ارگان­ها و محیط به صورت هم فیزیکی و هم اجتماعی و فرهنگی می­پردازد. پس سایکوفیزیولوژی مانند آناتومی و فیزیولوژی یک شاخه از علوم پیرامون سیستم­های بدن می­باشد که هدف آن روشن کردن نحوه ارتباط سیستم­های بدن با محیط است. سایکوفیزیولوژی همانند روانشناسی در ارتباط با سطح وسیعی از تحقیقات نسبت به آناتومی و فیزیولوژی می­باشد و می­تواند به دو صورت «موضوعی» و «سیستمی» مورد بررسی قرار گیرد.

اهمیت به وجود آمدن روش­های نوین ثبت برای پیشرفت علمی در تحقیقات سایکوفیزیولوژی کاملاً روشن است چنانکه پدیده­هایی که قبلاً غیر قابل مشاهده بودند به صورت قابل لمس در­می­آیند. البته باید توجه داشت که تنها روش­های پیشرفته ثبت برای پیشرفت این علم کافی نیستند. خصوصیات تئوری یک ارتباط سایکوفیزیولوژی شامل دستیابی به مجهولات و همچنین ابداعات فکری و کوشش­های سیستمی برای حداقل کردن بایاس و خطا می­باشد. در نتیجه فرضیات روانشناسی بر پایه حقایق آناتومیکی و فیزیولوژیکی، تحقیقات اکتشافی و تست­های آزمایشی و روان­سنجی­های کلاسیک می­توانند با همکاری یکدیگر به ایجاد یک فرضیه قابل آزمایش در مورد یک ارتباط سایکوفیزیولوژی بپردازند. یادگیری مکانیسم­های فیزیولوژیکی می­تواند تفکر ما را در مسیر صحیح قرار دهد و خطای ناشی از درک و اندازه­گیری­های ما را کاهش دهد.

یک تئوری علمی به توضیح روابط سببی می­پردازد، اما روابط سایکوفیزیولوژیکی علّی نیستند. این بدان معنا نیست که این ارتباطات هیچگونه نقشی در علوم ندارند. آنها در حقیقت ابزارهایی هستند که با آنها روانشناسان به ارزیابی فرضیه­های خود می­پردازند.

 1-3- انواع تکنیک­های سایکوفیزیولوژیکی

روش­های تشخیص حالات روحی را در حالت کلی می­توان به سه دسته تقسیم نمود. گروه اول شامل استفاده از مشخصه­های فیزیولوژی ناشی از عملکرد سیستم عصبی خودکار است که با استفاده از حسگرهای مناسب باید این سیگنال­ها را دریافت نمود. گروه دوم شامل تکنیک­های مشاهده فعالیت مغزی می­باشد. امروزه این دسته به خاطر رشد علم سایکوفیزیولوژی و اینکه
اندازه­گیری نحوه فعالیت مغز (در صورتیکه به طور مناسب ثبت و تفسیر گردد) می­تواند به طور نزدیکتری نسبت به هرگونه اندازه­گیری دیگری به تعیین حالات بپردازد، بیشتر مورد توجه محققین قرار گرفته است. نحوه ارتباط فعالیت مغزی به حالات رفتاری شخص می­تواند توسط روش­های تصویر­برداری مانند PET و MRI و یا fMRI تعیین گردد. همچنین از طریق ثبت «پتانسیل­های وابسته به رخداد» نیز می­توان واکنش مغز را به تحریک یا رخداد مورد نظر بررسی نمود. دسته سوم شامل بررسی رفتارهای شخص می­باشد، بطوریکه در این نوع از تشخیص باید یک رفتار خاص فرد مانند صدا، حالات صورت، حرکات بدن و یا کلمات مورد استفاده فرد را مورد توجه و نظارت قرار داد.

1-3-1- شاخص­های سیستم اعصاب خودکار

در این روش با تجزیه و تحلیل سیگنال­های بدن که در حالت طبیعی با مشاهدات انسانی قابل تشخیص و تفسیر نیستند به تعیین حالات روحی و روانی فرد می­پردازیم. این روش بر اساس ثبت و آنالیز پدیده­های فیزیولوژیکی محیطی ناشی از فعالیت­های هیجانی و احساسی فرد استوار است. پدیده­هایی که در این زمینه به طور مرسوم اندازه­گیری می­شوند شامل تغییرات سیستم گردش خون (شامل تغییرات ضربان قلب و تغییرات فشار خون)، تغییرات واکنش الکتریکی پوست و تنفس می­شوند.

امروزه امکان ثبت و اندازه­گیری غیرتهاجمی پدیده­های متعددی از جمله قدرت انقباض قلبی، برون ده قلبی، مقاومت کل محیطی سیستم گردش خون و دمای پوست وجود دارد. اکثر این پدیده­ها اطلاعات بهتری نسبت به پدیده­های مورد اندازه­گیری مرسوم در اختیار قرار می­دهد و از نظر دلایل تئوری، شاخص­های بهتری برای حالات روحی افراد هستند. هرچند این شاخص­ها از نظر تئوری دارای برتری هستند اما در عمل نمی­توانند نسبت به پدیده­های مرسوم بیشتر به متغیرهای روانی منسوب شوند. (National Research Council، 2003)

امروزه محققان سعی می­کنند این پدیده­ها را به صورت جایگزین و یا در کنار روش­های معمول مورد استفاده قرار دهند. اما تحقیقات محدود در این زمینه و عدم استفاده از نمونه­های مناسب و کنترل شده، توانایی این روش­ها را در تشخیص حالات فرد کاملاً به صورت عملی اثبات نکرده است. در اکثر تحقیقات، پدیده­های مرسوم مورد استفاده از دقت قابل توجهی در تشخیص برخوردار بوده­اند و در فصل­های آینده به این پدیده­ها بطور مفصل­تری اشاره خواهیم نمود.

1-3-2- اندازه­گیری فعالیت مغزی

در روش­هایی که بر اساس پدیده­های فیزیولوژیکی محیطی عمل می­شود، به صورت کاملاً محدود و غیر مستقیم سعی در شناخت نحوه رفتار فرد داریم. فرضیه قابل قبول در این زمینه توجه به فعالیت مغز به طور مستقیم و تشخیص حالات مختلف بر اساس نحوه عملکرد آن است. در این بخش به طور مختصر به روش­های اندازه­گیری فعالیت مغزی می­پردازیم.

الف) تصویربرداری کارکردی مغز: در 15 سال گذشته شاخه علوم شناختی به طور قابل توجهی رشد داشته است. در این علم سعی می­شود با اتخاذ استراتژی­های مناسب و آزمایشات مختلف روانشناسی نحوه عملکرد مغز در فعالیت­های روانی تعیین شود. نقش اصلی در این آزمایشات را دو نوع تصویربرداری از نحوه کارکرد مغز شامل تکنیک پرتونگاری توسط تابش پوزیترون (PET) و روش MRI بر عهده دارند. در چند سال گذشته این تکنیک­ها برای بررسی واکنش­های انفعالی شخص مورد استفاده قرار گرفته است.

در روش PET، جریان خون محلی اندازه­گیری می­شود که بطور ثابتی با فعالیت سلول­های مغزی در ارتباط است. تحقیقات بیشتر نشان می­دهد که این تغییرات در جریان خون با تغییرات جزئی اکسیژن مصرفی در سلول در ارتباط است. این تغییرات در اکسیژن مصرفی باعث تغییر در مقدار اکسیژن باقیمانده در رگ­های محل فعالیت مغز می­شود. چون MRI به مقدار اکسیژن حمل شده توسط هموگلوبین بسیار حساس است، این تغییرات در محل فعالیت مغزی می­تواند توسط MRI تشخیص داده شود. این تشخیص ((Blood-Oxygen-Level-Dependent)) توسط سیگنال MRI، fMRI نامیده می­شود. امروزه تحقیقات مختلفی با استفاده از fMRI برای ایجاد نقشه فعالیت مغز در حال انجام است. تحقیقات نشان می­دهد که شخص در برابر اسامی و تصاویر مختلف بر اساس احساسات درونی خود واکنش­های مختلفی نشان می­دهد و نواحی مختلفی از مغز، فعال می­شود.

همچنین مشکلات روانشناختی متعددی برای تشخیص حالات روانی توسط fMRI وجود دارد. استفاده از fMRI یک روش پرهزینه و زمان بر در تشخیص می­باشد. بطوریکه برای هر شخص باید چندین ساعت داده تهیه شود و آنالیز این داده­ها برای پیش­گویی و تعیین حالات آینده بسیار مشکل است و در نتیجه fMRI یک روش مناسب کاربردی برای تشخیص­های سایکوفیزیولوژیکی در اکثر زمینه­ها نمی­باشد.

ب) استفاده از فعالیت الکتریکی مغز و پتانسیل­های وابسته به رخداد: Caton (1875) اولین کسی بود که نشان داد فعالیت الکتریکی مغز انسان را می­توان با قرار دادن الکترود بر روی جمجمه او ثبت نمود. در سال 1929 توسط Berger به طور عملی توسط EEG این سیگنال­ها ثبت شد. از آن زمان برای کارهای تشخیصی و تحقیقاتی از این سیگنال­ها استفاده فراوانی می­شود. Davis (1939) اولین کسی بود که به تغییرات وابسته به رخداد در سیگنال EEG توجه نمود و متعاقباً نام ERP را بر آن نهاد. او مشاهده کرد که یک واکنش منفی بزرگ در سیگنال EEG پس از 100 تا 200 میلی ثانیه پس از هر تحریک شنوایی ایجاد می­شود.

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

با فرمت ورد word

فایل ها برای اینکه حجم آنها پایینتر شود وراحتتر دانلود شوند با فرمت rar یا zip فشرده شده و پسوردگذاری شده اند. پسورد همه فایل های این سایت یکسان است.

برای دریافت پسورد فایل اینجا کلیک کنید

 دانلود کامل پایان نامه کمّی سازی سطح استرس با استفاده از سیگنال های سایکوفیزیولوژی


دیدگاهتان را بنویسید