心率變異性是自我調節的生物指標

王維+李須+陳紅

摘 要 自我調節對人們的身體健康和心理健康都至關重要，最近越來越多的研究表明心率變異性是自我調節的生物指標，心率變異性越大，自我調節的能力越強。從這個意義上來說，未來人們可以通過提高心率變異性來改善自我調節能力，以期治療某些自我調節能力缺乏的臨床癥狀，如物質濫用、睡眠障礙、肥胖癥等。

關鍵詞 心率變異性;自我調節;神經內臟整合模型

分類號 B845

自我調節是一種非常復雜的心理和行為現象，研究表明，自我調節與人們的生理和心理健康指數有著非常密切的關系。例如，自我調節能力強的人會報告更少的無規律飲食和酒精濫用癥狀、更高的自尊、更多的安全型依戀，甚至更高的平均成績（Tangney，2003）。近年來，多項研究發現心率變異性可以作為自我調節的生物指標。本研究將在以往研究基礎上探討心率變異性和自我調節的關系。

1 自我調節

1.1 自我調節的定義

自我調節，是指我們改變或抑制思維、情感、沖動或外顯行為的能力。其對當今許多個人和社會問題都是至關重要的（Baumeister，Heatherton，& Tice，1994）。無效的自我調節預示著較差的身體和情緒健康及其他生活問題（Baumeister ，Heatherton，& Tice，1994;Tangney，Baumeister，& Boone，2004）。飲食障礙、暴飲暴食、意外懷孕、成癮、酒精或毒品濫用、沖動問題和犯罪行為都或多或少地與自我調節的失敗相關。由于抑制沖動的失敗會造成如此有害的影響，因此了解自我調節心理結構的生物基礎是非常重要的，這有利于人們形成可靠的途徑以辨別自我調節的失敗，提高自我控制能力和理解自我的功能。

實際上，并非每種沖動都需要自我調節，通常與目標一致的沖動行為并不會導致不利的結果，如渴的時候飲水。但是在一些情境中，沖動（如吃糖果）并非和個體的目標（如減肥）一致。在這種情形中，沖動和自我控制的沖突就像是拔河賽一樣，而最終力量強大的一方將取得勝利（Baumeister ，Heatherton，& Tice，1994;Mischel，1996;Muraven & Baumeister，2000）。

1.2 自我調節的力量模型

在對自我調節的研究中，研究者提出了自我調節的力量模型，力量模型（Muraven，Tice，& Baumeister，1998）將自我調節視作一種有限的資源，就像肌肉力量一樣，一旦用盡就需要休息以備重新使用。而且自我調節能力隨著實踐得到提升，就像肌肉經過重復的練習會更加強壯一樣。很多研究支持了這一假設（Gailliot & Baumeister，2007），他們認為自我調節的能力是有限的、易耗盡的，一旦自我調節肌肉因為自我控制的行為耗損，那么之后的任務表現將會大打折扣。比如節食需要大量的自我控制，一旦節食者的自我調節資源耗盡將引發其過度進食（杜捷，陳紅，蘇艷華，高笑，孟景，2014）。

然而，與身體疲勞和情緒壓力不同的是，我們無法意識到自我調節的失敗，也無從得知什么時候這種調節會失敗，或是還剩下多少可用的自我調節資源。因此理解自我調節并取得客觀的測量手段是非常重要的，它有利于個體清晰地知道在什么時候他們會輕易地向沖動屈服。

2 心率變異性

2.1 心率變異性的定義

心率變異性（heart rate variability）是指連續心跳間瞬時心率的微小漲落或逐拍心跳間的微小差異，即心跳快慢的變化情況，受到交感神經、副交感神經輸入到心臟竇房結的影響，反映了交感神經和副交感神經活動的平衡性。心率變異性越高，反映心血管系統具有更高的靈活性，能使有機體更快速地做出改變以適應環境的需求（Thayer & Lane，2009）。因此，心率變異性和健康狀態及身體條件密切聯系。例如，超重與肥胖和低的心率變異性相關。

2.2 心率變異性的測量及分析方法

心率變異性的測量及分析方法有三種，即時域分析、頻譜分析和非線性分析，其中時域分析和頻域分析都屬于線性分析。時域分析是指以時間為序的分析方法，其常用指標為SDNN（ R-R 間期平均值標準差）;rMSSD（相鄰 R-R 間期差值的均方根）;PNN50（相鄰NN之差大于 50ms 的個數占總竇性心搏個數的百分比）等。而頻譜分析是將RR間期的時間序列對信號釆用數學變換的方法變換到頻率上，形成頻譜曲線，并對頻譜曲線的形狀進行分析。頻譜分析常用的是5分鐘短時頻譜分析方法，常以高頻（HF）、低頻高頻比（LH/HF）為指標。高頻（HF）被認為是一個相對無偏的副交感心臟輸入量的指標，因此常被用來當作副交感活動的主要指標。低頻高頻比（LH/HF）則是交感迷走神經平衡的指標（Task Force of the European Society of Cardiology and the NorthAmerican Society of Pacing and Electrophysiology，1996）。頻譜分析與時域分析相比，可以把心臟活動的周期性數量化，能更好地分析迷走神經和交感神經各自的活動和平衡狀態，尤其是更偏向心率變異性的短期改變。非線性分析指標能定量反應RR 時間間隔的結構性和復雜性，它有很多種類，但是目前被證實有效的卻很少。

3 心率變異性與自我調節的關系

3.1 心率變異性是自我調節的生物指標

近來研究者指出心率變異性能作為自我調節能力的生物指標（Segerstrom & Nes，2007），而且人們在自我調節能力上是存在個體差異的，較高的靜息心率變異性被認為是和大量健康的行為相聯系的，比如更好的情緒調節和更具適應性的應對策略，在認知和注意任務中有更好的表現，更好的沖動控制能力。

3.2 神經內臟整合模型

心率變異性和身體條件除了有經驗觀察的聯系外，神經內臟整合模型（the neurovisceral integration model）提供了一個心率變異性影響自我調節力量的理論框架。神經內臟整合模型認為心率變異性可以作為自我調節的指標，這個模型發現心率變異性的調節和前額葉皮質的活動性存在聯系，而前額葉皮質是執行功能的關鍵結構（Thayer et al.，2009）。且中央自主網絡的輸出直接和心率變異性（尤其是高頻的）、副交感神經調節的變異性及前額葉皮質有共變關系。

經驗證據支持了這個模型，表明心率變異性和涉及到自我調節的過程，如情緒調節（ Appelhans & Luecken，2006）、建設性地應對（ Fabes & Eisenberg，1997）以及目標追尋等存在共變關系。而且研究表明，心率變異性和需要執行功能的行為相聯系。比如，迷走神經調節的心率變異性和工作記憶上的表現與持續的測試展示之間存在正相關（ Hansen，Johnsen，& Thayer，2003），而較弱的心率變異性和憂慮的頻率及持續時間成負相關（Brosschot，Van Dijk，& Thayer，2007）。

4 心率變異性的應用研究

心率變異性作為自我調節的生物指標，具有容易測量、容易操作的優勢，目前對此的應用研究已延伸至心理學的不同領域，下面僅以肥胖人群、限制性飲食者和節食者、厭食癥患者、網絡成癮者和焦慮癥患者為例。

4.1 肥胖人群

在肥胖人群中的研究表明，肥胖的健康人與不肥胖的健康人相比，有較低的副交感神經神經調節，而且，體重的降低會導致副交感神經神經調節的增加（Laederach-Hofmann，Mussgay，& Ruddel，2000）。在肥胖兒童心率變異性的研究中發現肥胖兒童心率變異性減少，迷走神經功能降低。目前，肥胖引起的副交感神經神經功能降低是比較一致的，交感神經功能的改變卻存在不同的結論（關玉明 等，2004）。

在有暴飲暴食和沒有暴飲暴食的肥胖者研究中，研究者發現在肥胖人群中，暴飲暴食的程度和在遭受到心理壓力后的副交感神經調節的變化是密切相關的。暴飲暴食的肥胖者比沒有暴飲暴食的肥胖者在遭受心理壓力后副交感神經的控制下降更多（Friederich et al.，2006）。

4.2 厭食癥患者

對厭食癥患者心率變異性的研究中，大多數研究表明厭食癥患者以副交感神經神經調節為主，較少的交感神經調節。也有研究表明是交感神經調節為主，大部分研究并未發現其與對照組在自主神經上的差異（Mazurak，Enck，Muth，Teufel，& Zipfel，2010）。

4.3 限制性飲食者和節食者

Meule，Vgele 和 Kübler（2012）首次開創了對限制性飲食者心率變異性的研究，他們發現限制性飲食者和較低的迷走神經激活及交感迷走失衡相關，而和目前的身體指數無關。同時，他們也在當前的節食者中進行了心率變異性的研究，發現在節食者中，自我調節的成功性和高頻呈正相關而和高頻低頻比呈負相關（Meule，Vgele，& Kübler，2012）。

4.4 網絡成癮者

在對網絡成癮者的研究中，研究者發現網癮組的低頻心率變異性和低頻高頻比明顯高于對照組，高頻心率變異性明顯低于被試組，這表明網絡成癮者存在一定心理生理水平的改變，因此心率變異性可以作為評估青少年是否網絡成癮的重要指標（王曄，高文斌，2008）。

網絡成癮者在不上網時存在負性情緒狀態，而心率變異性能夠準確反映其狀態特征，這說明青少年人群的神經質特征在健康狀態下不影響心率變異性，而在病理狀態下對心率變異性有明顯影響（王曄，高文斌，2008）。

4.5 焦慮癥患者

在對焦慮癥患者的研究中，研究者發現焦慮癥患者的特質焦慮分值與低頻高頻比具有顯著相關性，但并未發現隨著特質焦慮分值的增加，心率變異性頻譜指標有差異性改變。這說明焦慮癥患者的特質焦慮水平與自主神經的不平衡有關。研究發現焦慮癥患者的特質焦慮水平與低頻高頻比具有顯著相關性，低頻高頻比可作為評價迷走-交感神經均衡性的定量指標，說明具有焦慮特質的焦慮癥患者與自主神經功能紊亂是有一定關聯性的（胡華，吳愛琴，2007）。

5 研究展望

現階段越來越多的證據表明心率變異性可以作為自我調節能力的生物指標，未來關于心率變異性和自我調節能力的研究是否可以朝著這個方向發展，即通過心率變異性的生物反饋來使被試獲得較高的心率變異性，并進而提高其自我調節能力？如果這種因果關系能夠建立的話，通過增加心率變異性，肥胖病人可以增加他們在鍛煉上的時間，并減少進食高能量食物以幫助其降低體重。其他需要自我調節努力的行為障礙，如藥物依賴、睡眠障礙等，都有可能通過自我調節的增加而得以改善。

實際上，已有研究表明能夠利用心率變異性的生物反饋來進行研究。如心率變異性的生物反饋可減少創傷后應激障礙者的物質濫用（Zucker，Samuelson，Muench，Greenberg，& Gevirtz，2009）。而在另一項研究中，研究者試圖通過心率變異性的生物反饋來降低食物成癮者的癮，結果表明，在生物反饋組中主觀的癮減少了，但是控制組沒有變化。另外，只有生物反饋組顯示出進食和體重關注的減少（Meule，Freund，Skirde，Vgele，& Küble，2012）。該研究提供了初步的證據，即心率變異性的生物反饋對于飲食失調行為是十分有效的，雖然其內在機制仍不明確，卻仍給之后的研究提供了信心，如通過心率變異性的生物反饋降低限制性飲食者的去抑制性、物質濫用者的物質依賴程度等。

參考文獻

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