第2章 安全心理的生物學基礎

第2章

安全心理的生物學基礎目錄2.1神經(jīng)系統(tǒng)2.2內(nèi)分泌系統(tǒng)2.3遺傳因素與心理2.4其他生物因素對安全心理的影響2.1神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元功能：神經(jīng)系統(tǒng)基本單位，能夠執(zhí)行基本的細胞功能，能夠接收和傳遞信息結構：

細胞體：形狀各異，有圓形、錘型、梭形和星形等，大小不一，

、

直徑在4-150

μｍ之間。

樹突：接受刺激，將刺激引起的神經(jīng)沖動傳向胞體。一個神經(jīng)元

可有許多樹突，樹突較短，只

有幾百微米長，形狀像樹枝。

軸突：將神經(jīng)沖動從胞體傳出，傳給各種細胞。軸突較長，從十幾微米到一米。軸突周圍有髓鞘，一個神經(jīng)元只有一根軸突。軸突主干由許多并行的神經(jīng)元纖維組成，末端分成許多小枝，叫軸突末梢。2.1.1神經(jīng)網(wǎng)絡的結構和原理神經(jīng)元的結構神經(jīng)沖動的傳遞

神經(jīng)沖動定義：當任何一種刺激（機械的、熱的、化學的或電的）作用于神經(jīng)時，神經(jīng)元就會從比較靜息的狀態(tài)轉化為比較活躍的狀態(tài)靜息電位：細胞膜未收刺激時，神經(jīng)元處于靜息狀態(tài)測到的外正內(nèi)負的電位變化動作電位：當神經(jīng)受刺激時，細胞膜的通透性會迅速發(fā)生變化，膜電位也在原有靜息電位的基礎上產(chǎn)生一次快速倒轉和復原功能：是神經(jīng)元傳遞信息的方式

神經(jīng)沖動的傳導方式單個神經(jīng)元傳遞信號的過程大致可以分為兩步第一步是將收到的信號從神經(jīng)元的樹突傳遞到軸突，是神經(jīng)沖動在同一細胞內(nèi)的傳導，主要通過動作電位來實現(xiàn)第二步是將信號從神經(jīng)元的軸突傳遞到下一個神經(jīng)元，通過神經(jīng)元之間的突觸結構來實現(xiàn)，化學傳導2.1.1神經(jīng)網(wǎng)絡的結構和原理神經(jīng)回路定義：神經(jīng)元通過突觸建立的聯(lián)系，構成了極端復雜的信息傳遞與加工的神經(jīng)回路。功能：是腦內(nèi)信息處理的基本單位反射?。鹤詈唵蔚纳窠?jīng)回路，由感受器，傳入神經(jīng)，神經(jīng)系統(tǒng)的中樞部位，傳出神經(jīng)和效應器組成作用過程：一定刺激作用于相應的感受器，感覺神經(jīng)元就會由靜息狀態(tài)轉化為活動狀態(tài)，使感受器興奮，感覺神經(jīng)元將感覺器受刺激后產(chǎn)生的神經(jīng)沖動沿著傳入神經(jīng)傳到神經(jīng)中樞，經(jīng)過神經(jīng)中樞的加工，又沿著傳出神經(jīng)到達效應器，并支配效應器的活動。神經(jīng)元的連接方式一對一連接：基本連接方式發(fā)散式：一個神經(jīng)元連接多個神經(jīng)元聚合式：多個神經(jīng)元連接一個神經(jīng)元環(huán)式：神經(jīng)元形成閉合環(huán)路2.1.1神經(jīng)網(wǎng)絡的結構和原理神經(jīng)系統(tǒng)是由神經(jīng)元構成的一個異常復雜的機能系統(tǒng)根據(jù)結構和功能的差異，神經(jīng)系統(tǒng)可以分為中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)2.1.2神經(jīng)系統(tǒng)的結構大腦結構2.1.2神經(jīng)系統(tǒng)的結構大腦半球內(nèi)面是由大量神經(jīng)纖維的髓質組成的。它負責大腦回間、葉間、兩半球間及皮層與皮層下組織間的聯(lián)系其中，特別重要的橫行聯(lián)絡纖維叫作胼胝體，它位于大腦半球底部，對兩半球的協(xié)同活動有重要作用。白質大腦半球的表面由大量神經(jīng)細胞、神經(jīng)纖維網(wǎng)、神經(jīng)膠質細胞和毛細血管覆蓋著，呈灰色，叫作灰質，也就是大腦皮層大腦皮層是心理活動的主要中樞，每個功能區(qū)，如運動區(qū)、軀體感覺區(qū)、視覺區(qū)和聽覺區(qū)等，都有層次結構，大概由三級皮層區(qū)組成，即初級皮層區(qū)(一級皮層區(qū))、次級皮層區(qū)(二級皮層區(qū))和聯(lián)絡皮層區(qū)?；屹|邊緣系統(tǒng)與本能活動、記憶、情緒相關間腦神經(jīng)整合中樞，調節(jié)體溫、攝食等，包括上丘腦，下丘腦，底丘腦和丘腦2.1.2神經(jīng)系統(tǒng)的結構位于丘腦背尾側，在兩側上丘腦之間有松果體，是比較重要的內(nèi)分泌腺，與發(fā)育、血糖濃度調節(jié)、生物鐘現(xiàn)象有著很密切的關系，此外，上下丘腦還是嗅覺的皮層下中樞上丘腦位于側腦腹側，是皮下重要的神經(jīng)整合中樞，能把內(nèi)臟活動與其他生理活動聯(lián)系起來，調節(jié)人的體溫、攝食、水平衡等復雜的機能活動下丘腦單擊此處添加文本具體內(nèi)容，簡明扼要地闡述您的觀點。根據(jù)需要可酌情增減文字，以便觀者準確地理解您傳達的思想。簡明扼要地闡述。底丘腦是一對卵圓形的灰質團塊，前端較窄，后端膨大，丘腦不僅是信息傳遞的中繼站，還是大腦皮層下除嗅覺外所有感覺的重要整合中樞丘腦小腦：小腦位于腦干背面，分左右兩半球，小腦表面的灰質構成小腦皮層，內(nèi)部是由白質構成的髓質。協(xié)助大腦維持身體平衡和協(xié)調動作腦干：信息傳遞通道，控制生命中樞，包括延腦，橋腦，中腦和網(wǎng)狀結構延腦位于脊髓上方，背側覆蓋著小腦，全長約4cm，它是重要的生命中樞，控制呼吸、心跳、排泄、吞咽等功能。橋腦位于延腦與中腦之間，連接小腦兩半球，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)與周圍神經(jīng)系統(tǒng)之間信息傳遞的必經(jīng)之地。中腦位于丘腦底部，小腦和橋腦之間，體積較小，結構也較簡單，中腦是人的視聽反射中樞。網(wǎng)狀結構位于腦干的中央?yún)^(qū)域，由縱橫交錯的神經(jīng)纖維交錯成網(wǎng)，除參與調控軀體運動和內(nèi)臟活動外，還維持大腦皮層的覺醒和意識。2.1.2神經(jīng)系統(tǒng)的結構脊髓中樞神經(jīng)系統(tǒng)的最低級部位，它位于脊椎管內(nèi)，略呈圓柱形，前后稍扁，長度只有脊柱的三分之二脊髓由神經(jīng)細胞聚集的灰質和由神經(jīng)纖維組成的白質構成，白質中的纖維大部分是上行和下行的有髓鞘的軸突，分布在灰質外圍。作用連接腦和周圍神經(jīng)系統(tǒng)。它收集軀體的感覺信息傳向大腦，同時根據(jù)大腦的指令通過運動神經(jīng)控制身體肌肉的活動。作為簡單的反射中樞，可以完成膝反射、肘反射和跟腱反射等2.1.2神經(jīng)系統(tǒng)的結構外周神經(jīng)系統(tǒng)顱神經(jīng)由腦發(fā)出，共12對，嗅、視、聽神經(jīng)屬于感覺神經(jīng)，動眼神經(jīng)、滑車神經(jīng)、外展神經(jīng)、副神經(jīng)和舌下神經(jīng)屬于運動神經(jīng)，其余神經(jīng)屬于混合神經(jīng)。脊神經(jīng)發(fā)自脊髓，共31對，頸神經(jīng)8對、胸神經(jīng)12對、腰神經(jīng)5對、骶神經(jīng)5對和尾神經(jīng)1對。脊神經(jīng)由脊髓前根和脊髓后根的神經(jīng)纖維混合組成，脊髓后根的纖維負責感覺，前根的纖維負責運動，因此，脊神經(jīng)兼有運動和感覺兩種屬性。自主神經(jīng)：包括交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)交感和副交感神經(jīng)不受或很少受到中樞神經(jīng)系統(tǒng)的支配，表現(xiàn)為人不能隨意地控制內(nèi)臟的活動。交感神經(jīng)：應對緊急情況，消耗能量副交感神經(jīng)：維持常規(guī)活動，儲存能量2.1.2神經(jīng)系統(tǒng)的結構1.腦電圖（EEG）大腦直流電背景上的自發(fā)交變電變化，經(jīng)數(shù)萬倍放大以后所得到的記錄曲線。α波：基本節(jié)律，閉目養(yǎng)神，內(nèi)心十分平靜時、以8~13Hz的節(jié)律變化為主要成分β波：快波，14~30Hz的節(jié)律γ節(jié)律：高度集中注意力或工作記憶活動時，40~140Hz左右的高頻腦電活動θ波：嗜睡或困倦時，4~7Hz的節(jié)律。疲勞、困倦。腦發(fā)育不成熟、某些病理過δ波：陷入深睡時、藥物作用和腦嚴重疾病狀態(tài)同步化：頻率變慢、波幅增高的腦電變化，從β波變?yōu)棣敛ǖ倪^程也屬同步化失同步化或異步化：腦電活動變?yōu)榈头?、快波的變化。如α波被β波所取代。異步化表明腦內(nèi)出現(xiàn)了興奮過程。2.1.3神經(jīng)系統(tǒng)功能探測2.1.3神經(jīng)系統(tǒng)功能探測2.平均誘發(fā)電位（AEP）反映大腦對刺激的電生理反應早（10ms之內(nèi)）、中（10-50ms）、晚（50ms之后）成分：揭示感覺傳導和心理活動事件相關電位（ERP）3.神經(jīng)成像技術正電子放射層掃描（PET）：顯示腦區(qū)葡萄糖消耗核磁共振成像（MRI）：揭示大腦結構和功能功能性核磁共振成像（fMRI）：動態(tài)觀察腦活動2.2內(nèi)分泌系統(tǒng)2.2.1身體的慢速信息系統(tǒng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的角色慢速信息傳遞與長期作用與神經(jīng)系統(tǒng)的交互配合信息傳遞速度神經(jīng)系統(tǒng)：快速電化學傳遞內(nèi)分泌系統(tǒng)：較慢的化學信使傳遞內(nèi)分泌系統(tǒng)的功能

影響成熟、繁衍、新陳代謝調節(jié)情緒和壓力反應4.內(nèi)分泌系統(tǒng)與神經(jīng)系統(tǒng)的比較速度：神經(jīng)系統(tǒng)快速，內(nèi)分泌系統(tǒng)慢速作用時間：內(nèi)分泌系統(tǒng)作用更持久內(nèi)分泌系統(tǒng)的作用機制激素作為化學信使通過血液循環(huán)傳遞信息內(nèi)分泌系統(tǒng)的重要性維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定影響身體和心理健康2.2.2內(nèi)分泌腺及其功能內(nèi)分泌腺概覽

主要內(nèi)分泌腺：垂體、甲狀腺、甲狀旁腺、腎上腺、胰腺、性腺、松果體和胸腺內(nèi)分泌細胞：散在多個器官中下丘腦

神經(jīng)系統(tǒng)與內(nèi)分泌系統(tǒng)功能聯(lián)系的樞紐垂體主控腺體，影響生長和其他內(nèi)分泌腺甲狀腺釋放腎上腺素和去甲腎上腺素，應對緊急情況腎上腺分泌甲狀腺素，促進代謝和生長發(fā)育神經(jīng)-體液調節(jié)系統(tǒng)神經(jīng)系統(tǒng)與內(nèi)分泌系統(tǒng)的相互作用形成心理活動的基本生物基礎2.3遺傳因素與心理2.3.1行為遺傳學的目的心理與行為的影響因素

遺傳與環(huán)境的雙重作用遺傳素質：生理解剖和神經(jīng)系統(tǒng)的特點及本能特點遺傳素質是人的心理和行為的生理前提，為人的發(fā)展提供了可能性。遺傳素質的定義通過遺傳物質繼承的生理解剖特征心理和行為發(fā)展的可能性基礎3.行為遺傳學的形成交叉學科：遺傳學、心理學、行為學、醫(yī)學4.行為遺傳學的研究目標解釋人類復雜行為的遺傳機制探討行為的起源和發(fā)展研究內(nèi)容基因對人類行為的影響遺傳與環(huán)境的交互作用重要性理解心理和行為的生物學基礎促進對人類行為多樣性的認識心理與行為的影響因素

遺傳與環(huán)境的雙重作用遺傳素質：生理解剖和神經(jīng)系統(tǒng)的特點及本能特點遺傳素質是人的心理和行為的生理前提，為人的發(fā)展提供了可能性。遺傳素質的定義通過遺傳物質繼承的生理解剖特征心理和行為發(fā)展的可能性基礎2.3.2行為遺傳學的研究方法定量遺傳學研究

方法：通過雙生子和收養(yǎng)研究目的：尋找遺傳和環(huán)境對心理與行為的影響分析：個體差異分解為遺傳、共享環(huán)境和非共享環(huán)境同卵雙生子（MZ）：由同一個受精卵發(fā)育而來的理論上遺傳物質完全相同異卵雙生子（DZ）：由兩個不同卵子接受不同的精子發(fā)育而來的理論上平均只有５０％的遺傳物質相同可以通過比較MZ和ＤＺ雙生子在共享或非共享環(huán)境下性狀的相似性來估計遺傳和環(huán)境因素對于個體表型形成或疾病易患性的貢獻度2.3.2行為遺傳學的研究方法分子遺傳學研究方法：分子生物學技術與行為遺傳學結合目的：從分子水平上測定與心理和行為特征相聯(lián)系的基因，揭示基因作用于心理和行為特征的機制候選基因關聯(lián)研究方法：在正常發(fā)展群體中驗證分子遺傳學領域識別出的一個或多個遺傳變異，驗證遺傳變異與心理或行為特征的關聯(lián)局限性：單一基因的影響解釋力有限且某一基因位點與性狀的關聯(lián)可能反映的是其他連鎖基因位點對行為的影響全基因組關聯(lián)研究(GWAS)方法：全基因組層面的多中心、大樣本研究，全面揭示復雜疾病發(fā)生、發(fā)展與治療相關的遺傳優(yōu)勢：無須假設、只需驗證局限性：花費巨大，結果可能假陽性2.3.2行為遺傳學的研究方法行為遺傳的其他研究方法影像遺傳學：通過神經(jīng)影像學和遺傳學方法檢測遺傳變異利用多模態(tài)神經(jīng)影像學和遺傳學方法，檢測引起腦結構和腦功能變化的遺傳變異及其如何影響個體行為與疾病。把大腦的結構(如灰質體積)、化學作用或與行為或疾病相關的功能作為中介表型，便于理解遺傳變異對行為或疾病產(chǎn)生影響的神經(jīng)機制。病例對照研究：比較疾病患者與健康人群的遺傳因素調查其暴露在包括遺傳因素在內(nèi)的危險因子的情況及程度，以判斷危險因子與疾病有無關聯(lián)及關聯(lián)大小。家系研究：分析遺傳病的遺傳方式和傳遞規(guī)律根據(jù)連鎖不平衡的原理，分析某些遺傳位點與疾病關系。1.認知方面遺傳度：幼年約30%，成年約50%，并趨于穩(wěn)定特定基因與工作記憶容量相關2.情緒與社會行為方面情緒識別、風險決策、攻擊行為等特定遺傳基礎解釋行為差異3.遺傳與環(huán)境的相互作用基因-環(huán)境交互作用（CE交互作用）素質-壓力模型：當個體處于應激或高壓狀態(tài)時，具有某種不良遺傳素質的個體更容易發(fā)生心理與行為問題不同易感性模型：某些基因型的個體比其他個體更容易受到積極成長環(huán)境的影響而表現(xiàn)良好或優(yōu)秀某種基因素質并不必然決定個體行為，環(huán)境條件可以起到調節(jié)作用。基因-環(huán)境相關（GE相關）被動型(被動接受外在環(huán)境的影響)、喚起型(引起他人的不同反應)、主動型(主動選擇環(huán)境)個體環(huán)境受基因影響或相關,特定的基因對特定的環(huán)境具有更高的敏感性，其行為朝向更好或更差發(fā)展。2.3.3心理、行為與遺傳的關聯(lián)遺傳與安全行為不利安全行為或心理狀態(tài)的遺傳關聯(lián)選拔過程中考慮遺傳基因的影響工作環(huán)境與遺傳素質關注關鍵崗位作業(yè)人員的基因素質積極的工作環(huán)境調節(jié)不良遺傳素質影響

一方面對某些關鍵崗位應考慮作業(yè)人員不可改變的基因素質對安全的影響，另一方面應充分關注積極的工作環(huán)境條件的建設，來調節(jié)人員不良的遺傳素質對其安全行為的不利影響。2.3.3心理、行為與遺傳的關聯(lián)2.4其他生物因素對安全心理的影響2.4.1疲勞因素疲勞與安全

影響：過度疲勞造成人體生理、心理機能的衰退和紊亂，導致效率下降、事故增多研究：20世紀80年代美國交通安全研究以及2017年國內(nèi)相關學者的研究疲勞的身心表現(xiàn)初期：疲倦、身體乏力過度：機能降低、思維、動作減緩、注意力不集中、動作協(xié)調和持久能力下降，不安全行為增加作業(yè)疲勞的類型生理疲勞：生理疲勞是由于人體連續(xù)不斷的活動或短時間的劇烈活動使人體組織中的資源耗竭或肌肉內(nèi)產(chǎn)生的乳酸不能及時分解和排泄引起的心理疲勞：心理疲勞是由于長時間集中于重復性的單調工作引起的疲勞產(chǎn)生的原因

一般原因：勞動強度、作業(yè)時間、環(huán)境條件等心理原因：動機缺乏、消極心理因素等2.4.1疲勞因素作業(yè)疲勞的檢測主觀感覺詢問表評價法：通過科學、合理、可行的問卷調查，該表認為疲勞由身體因子、精神因子和感覺因子構成，對這三個因子，每個列出10項調查內(nèi)容，把癥狀主訴率按時間，作業(yè)條件等加以分類比較，就可以評價作業(yè)內(nèi)容、作業(yè)條件對工人的影響。生理參數(shù)測量法：生理參數(shù)測量法主要是通過儀器設備對人體的能量消耗、心率、心電、腦電、肌肉表面，肌電、眨眼率、瞳孔大小等生理參數(shù)進行測定，建立某些生理參數(shù)與作業(yè)疲勞之間的關系，以選定的某個生理參數(shù)或幾個生理參數(shù)的有機體作為作業(yè)疲勞的評價指標，進而通過選定生理參數(shù)的測量結果來研究作業(yè)疲勞的方法。心理作業(yè)測量法：心理作業(yè)疲勞一般通過心理學測試方法對勞動負荷的強度、持續(xù)時間，以及工作負荷強度的分布來進行評價，從而為制定合理的作業(yè)負荷、持續(xù)時間及作業(yè)負荷分布提供依據(jù)，提高作業(yè)人員的作業(yè)積極性和作業(yè)能力。2.4.1疲勞因素作業(yè)疲勞的檢測生物化學測量法：ATP通過釋放能量維持神經(jīng)細胞的興奮性，進而使作業(yè)人員能夠維持一定的工作強度和工作時長。綜合作業(yè)測量法：閃光融合值測定法，受試者觀看一個頻率可調的閃爍光源，記錄工作前和工作后受試者可分辨出閃爍的頻率數(shù)。4.疲勞的預防與安全操作設計：合理用力、提高準確性休息制度：合理安排休息時間工作內(nèi)容：克服單調感、改善工作環(huán)境生產(chǎn)組織：改進勞動制度、合理安排輪班2.4.2生物節(jié)律因素人體生理節(jié)律

生物鐘的100多種周期性變化主要包括年節(jié)律、月節(jié)律、日節(jié)律工作能力的晝夜波動