載人航天環(huán)境中情緒應(yīng)激的長(zhǎng)期作用

人類的宇宙環(huán)境充滿了各種激勵(lì)源，包括物理、生理、心理、人際關(guān)系等。例如，微重力、振動(dòng)、輻射、噪聲、限制、隔離、單調(diào)工作等。在這種特殊的環(huán)境下,航天員極其容易出現(xiàn)焦慮、抑郁等各種負(fù)性情緒。負(fù)性情緒會(huì)直接影響到航天員的績(jī)效和航天飛行的安全,長(zhǎng)期的情緒應(yīng)激還會(huì)對(duì)航天員的身心健康造成損害,使其出現(xiàn)焦慮、抑郁和失眠等神經(jīng)精神障礙,誘發(fā)身心疾病。情緒研究是航天心理學(xué)重要的研究方向,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)航天環(huán)境以及航天類似環(huán)境中人員的情緒變化進(jìn)行了大量研究,獲取了一些有意義的數(shù)據(jù)。1情緒機(jī)制理論情緒(emotion)源于拉丁文中的“movere”一詞,與動(dòng)機(jī)(motivation)同源。當(dāng)前不同學(xué)者對(duì)情緒的定義不同,如心理學(xué)大辭典的定義:情緒是指?jìng)€(gè)體反映客觀事物與主體需要之間關(guān)系的態(tài)度感受。應(yīng)用心理學(xué)百科全書的定義:情緒是發(fā)生在應(yīng)對(duì)特定的物理和社會(huì)應(yīng)激時(shí),一種短暫的、有生物學(xué)基礎(chǔ)的認(rèn)知、主觀體驗(yàn)、生理改變和社會(huì)交際的形式。情緒機(jī)制理論主要有:1)詹姆斯-蘭格理論,其認(rèn)為情緒是一種對(duì)內(nèi)臟反應(yīng)或身體狀態(tài)的感覺(jué),“人因?yàn)榘l(fā)抖所以感到害怕”是該理論典型觀點(diǎn),它重視自主神經(jīng)系統(tǒng)與情緒之間的聯(lián)系;2)坎農(nóng)-巴爾德理論,認(rèn)為丘腦是情緒反應(yīng)的始發(fā)部位,當(dāng)引起情緒反應(yīng)的刺激被覺(jué)察后,由丘腦發(fā)信息到自主神經(jīng)引起內(nèi)臟反應(yīng);丘腦同時(shí)將信息傳遞給大腦皮質(zhì),用以交流情緒的性質(zhì)。該理論認(rèn)為情緒體驗(yàn)和生理反應(yīng)是同步的;3)情緒的認(rèn)知理論,認(rèn)為認(rèn)知決定情緒——相同的生理感覺(jué),用不同的方法來(lái)解釋,會(huì)帶來(lái)不同的情緒體驗(yàn)。4)情緒的動(dòng)機(jī)-分化理論,認(rèn)為情緒是基本動(dòng)機(jī),是人格的基本元素,其對(duì)機(jī)體適應(yīng)環(huán)境和生存有重要作用。以上理論都有各自的局限性,隨著對(duì)情緒研究的不斷深入,情緒機(jī)制理論也在不斷完善。當(dāng)前,生理心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),情緒的解剖學(xué)基礎(chǔ)涉及杏仁核、海馬、前額皮層、前部扣帶回、腹側(cè)紋狀體和下丘腦等腦區(qū)。左前額皮層與趨近和積極情緒有關(guān),右前額皮層與消極情緒和退縮有關(guān),杏仁核與恐懼有關(guān)。海馬在情緒的背景調(diào)節(jié)中起著重要作用。前額皮層和杏仁核激活不對(duì)稱性存在個(gè)體差異,這是個(gè)體情緒差異的生理基礎(chǔ)。2評(píng)估情緒的方法根據(jù)情緒的定義,目前心理學(xué)界對(duì)情緒的測(cè)評(píng)主要包括情緒的主觀體驗(yàn),生理改變和外顯行為等3個(gè)方面。2.1信詞清單和自評(píng)問(wèn)卷情緒的主觀體驗(yàn),即情感,其測(cè)量一般采用形容詞表的自評(píng)式問(wèn)卷,常用的問(wèn)卷主要有:不同情緒量表(DES)、多種情緒形容詞清單修訂版(MAACL-R)、積極和消極情緒量表(PANANS-X)、心境狀態(tài)量表(profileofmoodscale,POMS),此外焦慮自評(píng)問(wèn)卷(SAS)和抑郁自評(píng)問(wèn)卷(SDS)中的主觀體驗(yàn)部分也屬于對(duì)情感的測(cè)量。一些研究也采用主觀報(bào)告和直觀類比標(biāo)度法(visualanalogscale,VAS)的方法來(lái)評(píng)價(jià)情感。2.2特殊器官的情緒變化詹姆斯-蘭格情緒理論認(rèn)為,情緒體驗(yàn)是刺激引起的外周生理變化的結(jié)果,那么不同的情緒體驗(yàn)應(yīng)該有不同的生理變化模式。Ekman等首次證實(shí)不同情緒具有不同的自主神經(jīng)反應(yīng),悲哀相比恐懼、憤怒或厭惡,有較高的皮膚電阻。此后又發(fā)現(xiàn)憤怒比厭惡,恐懼比厭惡,悲哀比厭惡引起的心率加快要顯著;憤怒與恐懼相比,手指皮膚溫度更高;悲哀與其他負(fù)性情緒相比,外周血管舒張更明顯,血流速度也更快。不同情緒體驗(yàn)的自主神經(jīng)活動(dòng)模式不同,特異的生理改變可以反映情緒的變化。自主神經(jīng)系統(tǒng)按照解剖和功能的不同分為交感神經(jīng)和副交感神經(jīng),交感神經(jīng)在戰(zhàn)斗和逃跑反應(yīng)(fightorflight)中起重要作用,副交感神經(jīng)則用于維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。應(yīng)激反應(yīng)時(shí),交感神經(jīng)的神經(jīng)纖維激活會(huì)激發(fā)一系列沖動(dòng),使得心率、血壓升高,皮膚電阻、呼吸深度和呼吸頻率改變;副交感神經(jīng)的作用和交感神經(jīng)相反。大多數(shù)的器官同時(shí)受著交感和副交感神經(jīng)的支配,對(duì)相同器官的不同作用是通過(guò)神經(jīng)-效應(yīng)器接頭釋放不同的神經(jīng)遞質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。副交感神經(jīng)對(duì)特殊器官發(fā)揮作用迅速、且限制在一定范圍,而交感神經(jīng)作用較彌散且持久。測(cè)量自主神經(jīng)系統(tǒng)的生理改變對(duì)情緒研究具有重要意義。早期的情緒研究中已將脈搏改變和心率等作為重要指標(biāo)。心率變異性(heartratevariability,HRV)是心跳快慢的變化情況。心跳快慢由兩個(gè)相鄰的R-R間期時(shí)間長(zhǎng)短所決定,R-R間期的變化是由竇房結(jié)發(fā)出的沖動(dòng)決定的,而竇房結(jié)發(fā)出的沖動(dòng)又是交感和副交感神經(jīng)二者活動(dòng)的結(jié)果決定的。迷走神經(jīng)單獨(dú)介導(dǎo)HRV頻域指標(biāo)中的高頻(HF)部分;而低頻(LF)部分由交感和迷走神經(jīng)共同介導(dǎo),但主要受交感神經(jīng)的影響,所以心率變異性能反映交感和副交感神經(jīng)的活動(dòng)情況。HRV在情緒研究中已有廣泛應(yīng)用,李建平等通過(guò)HRV研究發(fā)現(xiàn)不同情緒的自主神經(jīng)反映模式不同。皮膚電阻(skinconductance,SC)或皮膚電活動(dòng)(galvanicskinresponse,GSR)是指由汗腺活動(dòng)引起的皮膚電變化。汗腺只受交感神經(jīng)的支配,汗腺活動(dòng)的強(qiáng)弱,可以反映交感神經(jīng)活動(dòng)。皮膚溫度是廣泛應(yīng)用于生物反饋訓(xùn)練的指標(biāo),志愿者放松狀態(tài)下的皮膚溫度會(huì)提高。2.3情緒分析系統(tǒng)情緒的外顯行為主要是指表情,表情包括面部表情,言語(yǔ)表情和身段表情,從一個(gè)人的行為和表情可以推斷出他的情緒。情緒行為觀察主要包括對(duì)面部表情、非語(yǔ)言依賴的語(yǔ)音情感分析、姿勢(shì)表情等的分析。情緒的面部表情,如皺眉、微笑等,通常是情緒最顯著的特征?；谇榫w表達(dá)時(shí)面部肌肉運(yùn)動(dòng)不同組合方式,Sayette等建立了面部運(yùn)動(dòng)編碼系統(tǒng)(facialactioncodingsystem,FACS)。一些研究者還根據(jù)實(shí)際需要?jiǎng)?chuàng)立了不同的系統(tǒng),如利用計(jì)算機(jī)識(shí)別情緒特征以區(qū)別精神分裂癥患者和正常人。由Noldus公司開(kāi)發(fā)的FaceReader軟件,可以自動(dòng)偵測(cè)人面部表情,在運(yùn)動(dòng)員情緒分析方面已有應(yīng)用。瞳孔大小也可以作為評(píng)定情緒主要指標(biāo),李強(qiáng)等對(duì)40名大學(xué)生進(jìn)行了圖片誘導(dǎo)情緒下的眼動(dòng)研究,發(fā)現(xiàn)了誘導(dǎo)正性、負(fù)性情緒下眼動(dòng)指標(biāo)中的注視點(diǎn)、瞳孔大小等指標(biāo)均顯著大于中性情緒。此外,當(dāng)說(shuō)話人受到情緒影響時(shí),發(fā)音器官的正常顫動(dòng)被抑制,語(yǔ)音語(yǔ)調(diào)會(huì)不同,可以利用語(yǔ)音情緒識(shí)別的方法來(lái)測(cè)量情緒。當(dāng)前研究者通過(guò)不同情緒的言語(yǔ)表情的不同,對(duì)聲音時(shí)長(zhǎng)、聲音幅度、基本頻率(F0)、能量分布等指標(biāo)進(jìn)行分析,建立了計(jì)算機(jī)化的情緒測(cè)量方法。2.4情緒與激素除以上方法外,還可通過(guò)分析神經(jīng)遞質(zhì),如5-羥色胺(5-HT);激素,如下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA)、下丘腦-垂體-甲狀腺軸(HPT)以及下丘腦-垂體-性腺軸(HPG)相關(guān)激素,以及細(xì)胞因子等來(lái)反映情緒應(yīng)激水平。心理-神經(jīng)遞質(zhì)-激素-免疫之間關(guān)系的重要研究大都刊登在“psychoneuroendocrinology”雜志上,該雜志由國(guó)際心理神經(jīng)內(nèi)分泌學(xué)會(huì)主管。情緒與激素有關(guān)系,這已經(jīng)是共識(shí)。目前情緒研究中主要測(cè)量的激素有去甲腎上腺素、腎上腺素、性激素、甲狀腺素和皮質(zhì)醇等。皮質(zhì)醇激素在害怕、焦慮等情緒過(guò)程中分泌增多,通過(guò)調(diào)節(jié)參與行為的相關(guān)神經(jīng)單元對(duì)情緒起作用。雌激素與育齡期女性的抑郁有一定關(guān)系,在腦內(nèi)廣泛分布著雌激素的受體。育齡期女性發(fā)生抑郁的概率是男性的兩倍,女性在月經(jīng)前、產(chǎn)后、更年期容易發(fā)生情緒的失調(diào);口服雌激素類避孕藥、促性腺激素釋放激素等對(duì)情緒均有影響。腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)和下丘腦的情緒控制的多肽有聯(lián)系,下丘腦調(diào)節(jié)著垂體激素的釋放。5-HT活性改變是情緒失調(diào)的基礎(chǔ),5-HT神經(jīng)元通過(guò)終止于黃體激素釋放神經(jīng)元的軸突,調(diào)節(jié)著促性腺激素的釋放。腦內(nèi)兒茶酚胺類神經(jīng)遞質(zhì)去甲腎上腺素缺乏會(huì)導(dǎo)致抑郁發(fā)生。此外,細(xì)胞因子和抑郁之間可能也存在一定的因果關(guān)系。由于激素、神經(jīng)遞質(zhì)指標(biāo)不能被快速地測(cè)量,所以主要是在機(jī)理性研究方面應(yīng)用,還不能用作情緒的即時(shí)監(jiān)測(cè)指標(biāo)。近年來(lái),隨著認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展,一些新技術(shù),如功能性磁共振成像(fMRI)、事件相關(guān)電位(ERP)、腦電圖(EEG)和正電子發(fā)射成像(PET)等,也應(yīng)用到情緒研究中。3情緒相關(guān)激素航天活動(dòng)是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)的活動(dòng),情緒的穩(wěn)定對(duì)于航天員順利完成任務(wù)有重要影響。當(dāng)前航天情緒研究的方法主要是情緒自評(píng)問(wèn)卷的方式,主要關(guān)注航天中容易發(fā)生的焦慮和抑郁等負(fù)性情緒。問(wèn)卷主要使用焦慮、抑郁自評(píng)問(wèn)卷以及心境狀態(tài)量表(POMS)或根據(jù)研究者的興趣和經(jīng)驗(yàn)自編的問(wèn)卷等。情緒相關(guān)激素主要有皮質(zhì)醇激素和甲狀腺激素。表情分析在載人航天領(lǐng)域情緒研究方面也有應(yīng)用,如歐空局的自動(dòng)心理健康助手(automaticmentalhealthassistant)在MARs-500模擬飛行試驗(yàn)進(jìn)行了應(yīng)用,其可對(duì)志愿者的非言語(yǔ)行為進(jìn)行分析。3.1任務(wù)結(jié)束前、四階段Kanas等對(duì)航天飛行中情緒變化進(jìn)行了論述,但證據(jù)大多僅僅是一些軼事或有限的蘇/俄的飛行的觀察報(bào)告?；诙砹_斯的中長(zhǎng)期航天飛行的數(shù)據(jù),Gushin等發(fā)現(xiàn)了情緒變化的四階段現(xiàn)象:第一個(gè)階段是由生理不適(如頭疼、腰疼等)所引起的心理不適;第二階段在飛行的6周前后,此時(shí)航天員對(duì)于生理上變化已經(jīng)適應(yīng),而情緒上尚沒(méi)有受到隔絕、限制、單調(diào)生活的影響,情緒處于一個(gè)平穩(wěn)期;第三階段是情緒變化的最關(guān)鍵階段,約開(kāi)始于第6～12周,一直持續(xù)到飛行結(jié)束前,由于受到隔絕、限制、單調(diào)生活的影響,航天員出現(xiàn)了情緒穩(wěn)定性降低,易激惹,精力降低,喜歡刺激性音樂(lè)等表現(xiàn),此階段也容易出現(xiàn)如“衰弱綜合征”等精神類疾病;第四階段是發(fā)生于任務(wù)結(jié)束前,此時(shí)表現(xiàn)為欣快。Bechtel等提出在隔離或限制條件下的情緒四階段模型,該模型強(qiáng)調(diào)在“3/4期”情緒和人際問(wèn)題開(kāi)始顯著增加(即3/4期現(xiàn)象),而且不論在短至幾周,還是長(zhǎng)至數(shù)月或數(shù)年的航天飛行任務(wù)中,3/4期現(xiàn)象均會(huì)發(fā)生。3.2情緒是影響睡眠質(zhì)量的重要因素之一,在睡眠受到真實(shí)航天飛行的任務(wù)次數(shù)、飛行時(shí)間,以及任務(wù)目標(biāo)的限制,許多研究者進(jìn)行航天飛行對(duì)航天員健康影響的研究時(shí),都采用模擬航天飛行關(guān)鍵應(yīng)激源的地面模型,如-6°頭低位臥床、南北極科考、潛艇、密閉艙等。模擬航天飛行關(guān)鍵應(yīng)激源的地面模型為研究航天飛行環(huán)境下人體生理心理變化提供了良好的平臺(tái)。南極和頭低位臥床等環(huán)境中情緒研究發(fā)現(xiàn),志愿者在科學(xué)考察或臥床期間出現(xiàn)了抑郁和焦慮情緒。在南極限制和隔絕等極端環(huán)境(isolationandconfinementextremeenvironment,ICE)下工作人員的情緒、表現(xiàn)以及人際交互呈現(xiàn)階段性變化。一些學(xué)者提出了在ICE下人的適應(yīng)階段性模型,如Rohrer等基于對(duì)南極和潛艇等極端環(huán)境中的情緒研究,提出“三階段”模型來(lái)描述在長(zhǎng)期隔絕和限制條件下個(gè)體的情緒變化,即第一階段表現(xiàn)為焦慮增加,第二階段表現(xiàn)為對(duì)單調(diào)和厭煩的抑郁反應(yīng),第三階段表現(xiàn)為明顯的敵意。Decamps等利用Selye的應(yīng)激三階段模型,即警覺(jué)期、抵抗期、衰竭期,描述了南極的越冬精神綜合癥(winter-overmentalsyndrome)。其他一些研究,還發(fā)現(xiàn)了3/4期現(xiàn)象[37,38,39,40,41,42]。Palinkas等對(duì)南極馬克默多站(McMurdo)等極地考察人員進(jìn)行了長(zhǎng)期的情緒和認(rèn)知方面的研究,他們采用POMS問(wèn)卷和流調(diào)中心抑郁問(wèn)卷(CentreforEpidemiologicStudies-DepressionScale,CES-D)以及自編的抑郁問(wèn)卷,分析促甲狀腺激素刺激激素(TSH),游離T3和T4等HPT軸激素。他們還發(fā)現(xiàn),抑郁、憤怒、疲乏、混亂等負(fù)性情緒和TSH的變化都有年節(jié)律,在7月和11月處于峰值,而3月和4月位于低谷。緊張-焦慮和混亂先于T3和T4的變化,證實(shí)“南極越冬精神綜合癥”是相對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)甲狀腺功能減低的表現(xiàn)。臥床中情緒的研究主要采用自評(píng)式心理問(wèn)卷,如焦慮自評(píng)問(wèn)卷、抑郁自評(píng)問(wèn)卷、心境狀態(tài)問(wèn)卷、BECK焦慮問(wèn)卷、BECK抑郁問(wèn)卷、一般健康問(wèn)卷和Bond-Lader心境狀態(tài)問(wèn)卷等。采用的實(shí)驗(yàn)方法主要是多變量的重復(fù)測(cè)量(repeatedmultivariateassessment),即在臥床前、臥床中、臥床后用相同的測(cè)驗(yàn)進(jìn)行多次測(cè)量。Ishizaki等使用一般健康問(wèn)卷(GHQ)、抑郁自評(píng)量表(SDS)和心境狀態(tài)問(wèn)卷(POMS),生理指標(biāo)皮質(zhì)醇(cortisol)等對(duì)20d臥床期間的個(gè)體情緒變化進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)志愿者的抑郁和神經(jīng)質(zhì)水平增高,混亂分?jǐn)?shù)增高,精力分下降,認(rèn)為模擬失重、臥床限制運(yùn)動(dòng)和隔離導(dǎo)致了負(fù)性情緒的發(fā)生。秦海波等在60d頭低位臥床期間使用SAS,SDS和POMS等情緒測(cè)評(píng)工具對(duì)21名志愿者進(jìn)行了每周1次的心理測(cè)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)臥床期間志愿者出現(xiàn)了抑郁、緊張等負(fù)性情緒,并呈現(xiàn)出四階段的變化特征。以上研究說(shuō)明:志愿者情緒會(huì)受到臥床的影響,其焦慮、抑郁和神經(jīng)質(zhì)水平升高,活力水平降低,情緒變化趨勢(shì)也符合階段性模型。皮質(zhì)醇是反映應(yīng)激水平的一個(gè)良好指標(biāo),研究發(fā)現(xiàn)在臥床期間皮質(zhì)醇水平升高,如Ishizaki等的系列研究均表明臥床期間的皮質(zhì)醇含量升高;梁立新等在7d頭低位臥床實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)志愿者尿中皮質(zhì)醇白天(6∶00～22∶00)含量增加明顯,夜間(22∶00～6∶00)增加不明顯,在臥床24～48h后達(dá)到最大值,隨后逐漸回落到臥床前水平,他們認(rèn)為皮質(zhì)醇的變化由心理應(yīng)激導(dǎo)致。4研究趨勢(shì)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用良好的情緒對(duì)于順利完成航天飛行任務(wù),尤其是在如“載人登月”和“登陸火星”等長(zhǎng)期載人航天飛行任務(wù)中具有重要意義。完善可靠的情緒評(píng)價(jià)系統(tǒng),可對(duì)航天員進(jìn)行全程、快速的情緒監(jiān)測(cè),及時(shí)識(shí)別不良情緒,為及時(shí)的地面心理支持和航天員自我情緒調(diào)整提供幫助。隨著情緒研究不斷深入和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)新方法的應(yīng)用,情緒測(cè)量的方法也將越來(lái)越完善,將會(huì)在航天領(lǐng)域得到很好的應(yīng)用。我國(guó)在空間實(shí)驗(yàn)室階段航天員在軌情緒和認(rèn)知能力的測(cè)評(píng)使用電