心率变异性是自我调节的生物指标

王维+李须+陈红

摘 要 自我调节对人们的身体健康和心理健康都至关重要，最近越来越多的研究表明心率变异性是自我调节的生物指标，心率变异性越大，自我调节的能力越强。从这个意义上来说，未来人们可以通过提高心率变异性来改善自我调节能力，以期治疗某些自我调节能力缺乏的临床症状，如物质滥用、睡眠障碍、肥胖症等。

关键词 心率变异性;自我调节;神经内脏整合模型

分类号 B845

自我调节是一种非常复杂的心理和行为现象，研究表明，自我调节与人们的生理和心理健康指数有着非常密切的关系。例如，自我调节能力强的人会报告更少的无规律饮食和酒精滥用症状、更高的自尊、更多的安全型依恋，甚至更高的平均成绩（Tangney，2003）。近年来，多项研究发现心率变异性可以作为自我调节的生物指标。本研究将在以往研究基础上探讨心率变异性和自我调节的关系。

1 自我调节

1.1 自我调节的定义

自我调节，是指我们改变或抑制思维、情感、冲动或外显行为的能力。其对当今许多个人和社会问题都是至关重要的（Baumeister，Heatherton，& Tice，1994）。无效的自我调节预示着较差的身体和情绪健康及其他生活问题（Baumeister ，Heatherton，& Tice，1994;Tangney，Baumeister，& Boone，2004）。饮食障碍、暴饮暴食、意外怀孕、成瘾、酒精或毒品滥用、冲动问题和犯罪行为都或多或少地与自我调节的失败相关。由于抑制冲动的失败会造成如此有害的影响，因此了解自我调节心理结构的生物基础是非常重要的，这有利于人们形成可靠的途径以辨别自我调节的失败，提高自我控制能力和理解自我的功能。

实际上，并非每种冲动都需要自我调节，通常与目标一致的冲动行为并不会导致不利的结果，如渴的时候饮水。但是在一些情境中，冲动（如吃糖果）并非和个体的目标（如减肥）一致。在这种情形中，冲动和自我控制的冲突就像是拔河赛一样，而最终力量强大的一方将取得胜利（Baumeister ，Heatherton，& Tice，1994;Mischel，1996;Muraven & Baumeister，2000）。

1.2 自我调节的力量模型

在对自我调节的研究中，研究者提出了自我调节的力量模型，力量模型（Muraven，Tice，& Baumeister，1998）将自我调节视作一种有限的资源，就像肌肉力量一样，一旦用尽就需要休息以备重新使用。而且自我调节能力随着实践得到提升，就像肌肉经过重复的练习会更加强壮一样。很多研究支持了这一假设（Gailliot & Baumeister，2007），他们认为自我调节的能力是有限的、易耗尽的，一旦自我调节肌肉因为自我控制的行为耗损，那么之后的任务表现将会大打折扣。比如节食需要大量的自我控制，一旦节食者的自我调节资源耗尽将引发其过度进食（杜捷，陈红，苏艳华，高笑，孟景，2014）。

然而，与身体疲劳和情绪压力不同的是，我们无法意识到自我调节的失败，也无从得知什么时候这种调节会失败，或是还剩下多少可用的自我调节资源。因此理解自我调节并取得客观的测量手段是非常重要的，它有利于个体清晰地知道在什么时候他们会轻易地向冲动屈服。

2 心率变异性

2.1 心率变异性的定义

心率变异性（heart rate variability）是指连续心跳间瞬时心率的微小涨落或逐拍心跳间的微小差异，即心跳快慢的变化情况，受到交感神经、副交感神经输入到心脏窦房结的影响，反映了交感神经和副交感神经活动的平衡性。心率变异性越高，反映心血管系统具有更高的灵活性，能使有机体更快速地做出改变以适应环境的需求（Thayer & Lane，2009）。因此，心率变异性和健康状态及身体条件密切联系。例如，超重与肥胖和低的心率变异性相关。

2.2 心率变异性的测量及分析方法

心率变异性的测量及分析方法有三种，即时域分析、频谱分析和非线性分析，其中时域分析和频域分析都属于线性分析。时域分析是指以时间为序的分析方法，其常用指标为SDNN（ R-R 间期平均值标准差）;rMSSD（相邻 R-R 间期差值的均方根）;PNN50（相邻NN之差大于 50ms 的个数占总窦性心搏个数的百分比）等。而频谱分析是将RR间期的时间序列对信号釆用数学变换的方法变换到频率上，形成频谱曲线，并对频谱曲线的形状进行分析。频谱分析常用的是5分钟短时频谱分析方法，常以高频（HF）、低频高频比（LH/HF）为指标。高频（HF）被认为是一个相对无偏的副交感心脏输入量的指标，因此常被用来当作副交感活动的主要指标。低频高频比（LH/HF）则是交感迷走神经平衡的指标（Task Force of the European Society of Cardiology and the NorthAmerican Society of Pacing and Electrophysiology，1996）。频谱分析与时域分析相比，可以把心脏活动的周期性数量化，能更好地分析迷走神经和交感神经各自的活动和平衡状态，尤其是更偏向心率变异性的短期改变。非线性分析指标能定量反应RR 时间间隔的结构性和复杂性，它有很多种类，但是目前被证实有效的却很少。

3 心率变异性与自我调节的关系

3.1 心率变异性是自我调节的生物指标

近来研究者指出心率变异性能作为自我调节能力的生物指标（Segerstrom & Nes，2007），而且人们在自我调节能力上是存在个体差异的，较高的静息心率变异性被认为是和大量健康的行为相联系的，比如更好的情绪调节和更具适应性的应对策略，在认知和注意任务中有更好的表现，更好的冲动控制能力。

3.2 神经内脏整合模型

心率变异性和身体条件除了有经验观察的联系外，神经内脏整合模型（the neurovisceral integration model）提供了一个心率变异性影响自我调节力量的理论框架。神经内脏整合模型认为心率变异性可以作为自我调节的指标，这个模型发现心率变异性的调节和前额叶皮质的活动性存在联系，而前额叶皮质是执行功能的关键结构（Thayer et al.，2009）。且中央自主网络的输出直接和心率变异性（尤其是高频的）、副交感神经调节的变异性及前额叶皮质有共变关系。

经验证据支持了这个模型，表明心率变异性和涉及到自我调节的过程，如情绪调节（ Appelhans & Luecken，2006）、建设性地应对（ Fabes & Eisenberg，1997）以及目标追寻等存在共变关系。而且研究表明，心率变异性和需要执行功能的行为相联系。比如，迷走神经调节的心率变异性和工作记忆上的表现与持续的测试展示之间存在正相关（ Hansen，Johnsen，& Thayer，2003），而较弱的心率变异性和忧虑的频率及持续时间成负相关（Brosschot，Van Dijk，& Thayer，2007）。

4 心率变异性的应用研究

心率变异性作为自我调节的生物指标，具有容易测量、容易操作的优势，目前对此的应用研究已延伸至心理学的不同领域，下面仅以肥胖人群、限制性饮食者和节食者、厌食症患者、网络成瘾者和焦虑症患者为例。

4.1 肥胖人群

在肥胖人群中的研究表明，肥胖的健康人与不肥胖的健康人相比，有较低的副交感神经神经调节，而且，体重的降低会导致副交感神经神经调节的增加（Laederach-Hofmann，Mussgay，& Ruddel，2000）。在肥胖儿童心率变异性的研究中发现肥胖儿童心率变异性减少，迷走神经功能降低。目前，肥胖引起的副交感神经神经功能降低是比较一致的，交感神经功能的改变却存在不同的结论（关玉明 等，2004）。

在有暴饮暴食和没有暴饮暴食的肥胖者研究中，研究者发现在肥胖人群中，暴饮暴食的程度和在遭受到心理压力后的副交感神经调节的变化是密切相关的。暴饮暴食的肥胖者比没有暴饮暴食的肥胖者在遭受心理压力后副交感神经的控制下降更多（Friederich et al.，2006）。

4.2 厌食症患者

对厌食症患者心率变异性的研究中，大多数研究表明厌食症患者以副交感神经神经调节为主，较少的交感神经调节。也有研究表明是交感神经调节为主，大部分研究并未发现其与对照组在自主神经上的差异（Mazurak，Enck，Muth，Teufel，& Zipfel，2010）。

4.3 限制性饮食者和节食者

Meule，Vgele 和 Kübler（2012）首次开创了对限制性饮食者心率变异性的研究，他们发现限制性饮食者和较低的迷走神经激活及交感迷走失衡相关，而和目前的身体指数无关。同时，他们也在当前的节食者中进行了心率变异性的研究，发现在节食者中，自我调节的成功性和高频呈正相关而和高频低频比呈负相关（Meule，Vgele，& Kübler，2012）。

4.4 网络成瘾者

在对网络成瘾者的研究中，研究者发现网瘾组的低频心率变异性和低频高频比明显高于对照组，高频心率变异性明显低于被试组，这表明网络成瘾者存在一定心理生理水平的改变，因此心率变异性可以作为评估青少年是否网络成瘾的重要指标（王晔，高文斌，2008）。

网络成瘾者在不上网时存在负性情绪状态，而心率变异性能够准确反映其状态特征，这说明青少年人群的神经质特征在健康状态下不影响心率变异性，而在病理状态下对心率变异性有明显影响（王晔，高文斌，2008）。

4.5 焦虑症患者

在对焦虑症患者的研究中，研究者发现焦虑症患者的特质焦虑分值与低频高频比具有显著相关性，但并未发现随着特质焦虑分值的增加，心率变异性频谱指标有差异性改变。这说明焦虑症患者的特质焦虑水平与自主神经的不平衡有关。研究发现焦虑症患者的特质焦虑水平与低频高频比具有显著相关性，低频高频比可作为评价迷走-交感神经均衡性的定量指标，说明具有焦虑特质的焦虑症患者与自主神经功能紊乱是有一定关联性的（胡华，吴爱琴，2007）。

5 研究展望

现阶段越来越多的证据表明心率变异性可以作为自我调节能力的生物指标，未来关于心率变异性和自我调节能力的研究是否可以朝着这个方向发展，即通过心率变异性的生物反馈来使被试获得较高的心率变异性，并进而提高其自我调节能力？如果这种因果关系能够建立的话，通过增加心率变异性，肥胖病人可以增加他们在锻炼上的时间，并减少进食高能量食物以帮助其降低体重。其他需要自我调节努力的行为障碍，如药物依赖、睡眠障碍等，都有可能通过自我调节的增加而得以改善。

实际上，已有研究表明能够利用心率变异性的生物反馈来进行研究。如心率变异性的生物反馈可减少创伤后应激障碍者的物质滥用（Zucker，Samuelson，Muench，Greenberg，& Gevirtz，2009）。而在另一项研究中，研究者试图通过心率变异性的生物反馈来降低食物成瘾者的瘾，结果表明，在生物反馈组中主观的瘾减少了，但是控制组没有变化。另外，只有生物反馈组显示出进食和体重关注的减少（Meule，Freund，Skirde，Vgele，& Küble，2012）。该研究提供了初步的证据，即心率变异性的生物反馈对于饮食失调行为是十分有效的，虽然其内在机制仍不明确，却仍给之后的研究提供了信心，如通过心率变异性的生物反馈降低限制性饮食者的去抑制性、物质滥用者的物质依赖程度等。

参考文献

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