基于情緒對(duì)自主神經(jīng)功能調(diào)節(jié)作用的恐怖音頻對(duì)心率和心率變異性的影響研究

王濟(jì)舟，陳俊琦，黃煥琳，岑 曦，李雨捷，潘洪權(quán)，黃 泳，Gustav Wik

自主神經(jīng)系統(tǒng)又稱為植物神經(jīng)系統(tǒng)，其本質(zhì)是內(nèi)臟運(yùn)動(dòng)神經(jīng)，包括交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)，主要參與調(diào)解內(nèi)臟、心血管的運(yùn)動(dòng)和腺體的分泌，通常不受人的意志控制[1]。研究者認(rèn)為，不同情緒有各自特定的自主神經(jīng)反應(yīng)模式[2-4]。就恐懼而言，當(dāng)人們產(chǎn)生恐懼情緒時(shí)，心率、面部溫度、肌肉緊張程度和皮膚電導(dǎo)等與自主神經(jīng)功能相關(guān)的表現(xiàn)會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變[5]。本研究假設(shè)，恐怖音頻所誘發(fā)的恐懼情緒對(duì)心率和心率變異性的影響是基于恐懼情緒使交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的平衡發(fā)生改變的結(jié)果。本試驗(yàn)利用恐怖故事音頻讓試驗(yàn)者產(chǎn)生恐懼情緒，并使用Actiheart心電記錄儀的短程記錄觀察試驗(yàn)者的心率和心率變異性指標(biāo)的改變，與受中性音頻影響的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行比較，探索恐懼情緒對(duì)自主神經(jīng)功能的影響。

1　對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象2012年1月—2013年1月招募70例南方醫(yī)科大學(xué)健康大學(xué)生試驗(yàn)者，采用隨機(jī)數(shù)字表法將其分到中性音頻組和恐怖音頻組，每組各35人。本試驗(yàn)已經(jīng)在中國(guó)臨床試驗(yàn)注冊(cè)中心注冊(cè)(ChiCTR-TRC-12002386)，并且試驗(yàn)的所有過(guò)程均通過(guò)了中國(guó)注冊(cè)臨床試驗(yàn)倫理審查委員會(huì)的審查(ChiECRCT-2012008)，無(wú)利益沖突。

1.2納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1納入標(biāo)準(zhǔn)(1)年齡為18～25歲的在校大學(xué)生；(2)平素體健，體型適中[6](17 kg/m2≤BMI≤28 kg/m2)；(3)飲食規(guī)律，不嗜煙酒茶咖啡等，作息規(guī)律；(4)竇性心律(60～100 次/min)；(5)自愿簽訂《知情同意書》，并按要求完成后續(xù)的試驗(yàn)信息反饋。

1.2.2排除標(biāo)準(zhǔn)(1)有收聽(tīng)恐怖音頻或者觀看恐怖電影的習(xí)慣者；(2)24 h內(nèi)抽煙、飲酒、飲用咖啡和功能性飲料者；(3)12 h內(nèi)有劇烈運(yùn)動(dòng)者；(4)前后一周內(nèi)有考試等引起緊張焦慮情緒的生活事件發(fā)生者；(5)處于月經(jīng)期內(nèi)者(女性)。

1.3盲法本試驗(yàn)不對(duì)試驗(yàn)者設(shè)盲，但使用研究者、統(tǒng)計(jì)者和評(píng)價(jià)者三分離的盲法。

1.4試驗(yàn)方法

1.4.1制作音頻目前公認(rèn)的心率變異性時(shí)域分析方法測(cè)量時(shí)間必須在20 min以上，是故選取音頻時(shí)以音頻長(zhǎng)度為20 min以上為篩選標(biāo)準(zhǔn)[7]。利用WaveCN 118聲音處理軟件編輯聲音文件，控制的參數(shù)包括音質(zhì)頻率44 100 Hz、雙聲道、采樣位數(shù)16位、平均聲強(qiáng)22 dB[8]。

中性音頻：選擇《睡前故事》中的《阿里巴巴和四十大盜》，并從輕音樂(lè)《天空之城》中剪輯了一段拼接到音頻開頭，使音頻時(shí)間長(zhǎng)度為20 min。

恐怖音頻：選擇張震講故事中的《眼睛系列之姐姐》，并從張震講故事系列里的其他故事中剪輯一段恐怖音效拼接到恐怖故事音頻的前后，使音頻時(shí)間長(zhǎng)度為20 min。

1.4.2心率及心率變異性檢測(cè)每個(gè)試驗(yàn)者僅參與一次試驗(yàn)。試驗(yàn)于當(dāng)天19:00～24:00在安靜的20 m2南方醫(yī)科大學(xué)針灸與推拿實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。試驗(yàn)者達(dá)到后，靜坐休息5 min后閱讀并簽署知情同意書，研究者錄入每例試驗(yàn)者的一般情況(姓名、出生年月日、性別、身高、體質(zhì)量)。然后平躺在治療床上，帶上耳機(jī)和眼罩，連接并啟動(dòng)生理傳感器(Actiheart)，記錄安裝時(shí)間[9-10]。靜臥 5 min后，中性音頻組接受中性音頻刺激，恐怖音頻組接受恐怖音頻刺激，記錄每次播放的開始和結(jié)束時(shí)間。音頻播放過(guò)程中，研究者需觀察試驗(yàn)者的反應(yīng)，并記錄具體的反應(yīng)和發(fā)生時(shí)間，如聽(tīng)音頻時(shí)與人聊天等可能影響音頻對(duì)心率和心率變異性結(jié)果的行為。音頻播放結(jié)束后，試驗(yàn)者繼續(xù)靜臥5 min，研究者為其卸載生理傳感器，待試驗(yàn)者穩(wěn)定情緒后，囑其填寫恐怖評(píng)分表(該評(píng)分表有0～5分6個(gè)等級(jí)，試驗(yàn)者根據(jù)自我感受給自己的恐懼程度打分[3,11])。對(duì)接受恐怖音頻刺激的試驗(yàn)者，待其休息20 min，確保情緒穩(wěn)定之后，結(jié)束試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后1周進(jìn)行隨訪，觀察試驗(yàn)是否對(duì)試驗(yàn)者造成不良影響，以便及時(shí)干預(yù)。

1.5觀察指標(biāo)(1)20 min平均心率。(2)時(shí)域分析指標(biāo)[7]：NN間期標(biāo)準(zhǔn)差(SDNN)；全程按5 min分成連續(xù)的時(shí)間段，先計(jì)算每5 min的NN間期平均值，再計(jì)算所有平均值的標(biāo)準(zhǔn)差(SDANN)；相鄰NN間期差的均方根(RMSSD)；以及心率變異性三角指數(shù)。(3)頻域分析指標(biāo)[7]：極低頻功率(VLF)、低頻功率(LF)、高頻功率(HF)、低頻功率與高頻功率之比(LF/HF)。

2　結(jié)果

2.1基線資料中性音頻組有2例由于電極片問(wèn)題導(dǎo)致心電圖中斷，有2例試驗(yàn)中睡著并驚醒，有1例試驗(yàn)中頻繁改變體位，有3例由于測(cè)試環(huán)境等不可避免因素的影響導(dǎo)致心率過(guò)速；恐怖音頻組有1例由于電極片問(wèn)題導(dǎo)致心電圖中斷，有1例觀察中出現(xiàn)電話干擾，有1例因感到恐懼而與研究者說(shuō)話，有1例試驗(yàn)中頻繁改變體位，有4例由于測(cè)試環(huán)境等不可避免因素的影響導(dǎo)致心率過(guò)緩或過(guò)速，都不納入統(tǒng)計(jì)。最終有54名試驗(yàn)者進(jìn)入結(jié)果分析。

兩組試驗(yàn)者性別、年齡、身高、體質(zhì)量、體質(zhì)指數(shù)和測(cè)試前心率差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，兩組具有可比性。在恐懼評(píng)分方面差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，見(jiàn)表1)。

2.2兩組試驗(yàn)者心率和心率變異性比較兩組試驗(yàn)者20 min平均心率、RMSSD和LF/HF比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；而SDNN、SDANN、心率變異性三角指數(shù)、InVLF、InLF和InHF比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，見(jiàn)表2)。

表1　兩組試驗(yàn)者一般資料比較

注：*為t值，▲為χ2值，余檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量值為Z值

表2　兩組試驗(yàn)者心率和心率變異性比較

注：*為t值，余檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量值為Z值；SDNN=NN間期標(biāo)準(zhǔn)差，SDANN=每5 min NN間期平均值標(biāo)準(zhǔn)差，RMSSD=相鄰NN間期差的均方根，VLF=極低頻功率，LF=低頻功率，HF=高頻功率

2.3隨訪情況一周后隨訪接受音頻刺激的試驗(yàn)者，未發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)對(duì)試驗(yàn)者造成不良影響。

3　討論

心率受自主神經(jīng)調(diào)節(jié)，而心率變異性是反映心臟自主神經(jīng)功能的敏感指標(biāo)，且臨床上認(rèn)為心率變異性分析是定量分析自主神經(jīng)功能的有效方法[7]。心率變異性有時(shí)域分析、頻域分析和非線性分析三種分析方法，本研究采用目前最常用的前兩種方法[7]。

以往關(guān)于恐懼情緒與心率、心率變異性的研究中，研究者發(fā)現(xiàn)恐懼狀態(tài)與自身平靜狀態(tài)相比，心率升高[11-14]或無(wú)明顯改變[15]，也有的發(fā)現(xiàn)RMSSD降低[16]或HF降低[3]，結(jié)果不盡相同。考慮與其采用視頻刺激或想象刺激激發(fā)恐懼情緒的方式有關(guān)。利用視頻刺激存在試驗(yàn)者通過(guò)閉眼等方式選擇性觀看視頻而回避更恐怖視頻片段的可能性，而利用想象刺激則不易重現(xiàn)真實(shí)情景中的情緒體驗(yàn)，遂為了盡可能得到恐懼情緒對(duì)心率和心率變異性的真實(shí)影響，我們采用恐怖故事音頻的聽(tīng)覺(jué)通道單一刺激，使其注意力盡可能的集中在刺激材料，從而更好地誘發(fā)恐懼情緒。國(guó)內(nèi)有人利用恐怖故事音頻成功誘發(fā)了恐懼情緒[17]，但在恐怖音頻前播放了多個(gè)中性音頻，也無(wú)法判斷恐怖音頻刺激對(duì)心率變異性等生理指標(biāo)的影響。

心率變異性指標(biāo)中，RMSSD和HF反映了迷走神經(jīng)張力，指標(biāo)的值越高則迷走神經(jīng)張力越高[12]，LF/HF反映了交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)之間的平衡，LF/HF越高，說(shuō)明交感神經(jīng)功能在交感-迷走平衡中占主導(dǎo)地位[13]；心率受到交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的雙重調(diào)節(jié)，當(dāng)交感神經(jīng)興奮，迷走神經(jīng)抑制時(shí)，心率升高；反之，心率降低[1]。

本研究中志愿者接受恐怖音頻刺激時(shí)，RMSSD較中性音頻刺激小，LF/HF較其高，心率升高。HF雖然也有降低，但是差異不明顯。在其他相似的研究結(jié)果中，恐懼情緒下HF與RMSSD均顯著降低[3]，LF/HF升高[13]，心率升高[14,16,18]，本研究中HF沒(méi)有顯著降低，可能與樣本量較小、個(gè)體差異大有關(guān)。我們推測(cè)，恐怖音頻誘發(fā)的恐懼情緒使迷走神經(jīng)興奮性受到抑制，心率變異性變小，交感神經(jīng)功能在交感-迷走平衡中占主導(dǎo)地位[13]，進(jìn)而導(dǎo)致心率升高。然而，本研究反映交感神經(jīng)功能的SDANN沒(méi)有顯著變化，無(wú)法與心率和心率變異性中有差異的指標(biāo)相呼應(yīng)。除了樣本量小外，可能還與本研究以下不足有關(guān)：(1)音頻恐怖程度不高，音頻恐怖片段不連續(xù)，以及沒(méi)有要求志愿者配合恐怖音頻刺激進(jìn)行想象等原因，導(dǎo)致誘發(fā)的恐懼情緒不足以使交感神經(jīng)興奮性顯著提高；(2)沒(méi)有采取自身對(duì)照，且由于不同個(gè)體間自主神經(jīng)興奮性存在差異，所以個(gè)別指標(biāo)改變表現(xiàn)不明顯。

本研究有一定局限性，還需進(jìn)一步探索恐怖音頻刺激對(duì)心率和心率變異性的影響及自主神經(jīng)反應(yīng)模式在其中的作用。本研究初步發(fā)現(xiàn)，在交感-迷走平衡中，恐懼情緒可以導(dǎo)致迷走神經(jīng)興奮性受到抑制，交感神經(jīng)功能占主導(dǎo)地位，從而降低RMSSD以及升高心率和LF/HF。

志謝：感謝參與試驗(yàn)的志愿者，感謝挪威卑爾根大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院Gustav Wik教授提供技術(shù)援助。

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