第2章 安全心理的生物学基础

第2章

安全心理的生物学基础目录2.1神经系统2.2内分泌系统2.3遗传因素与心理2.4其他生物因素对安全心理的影响2.1神经系统神经元功能：神经系统基本单位，能够执行基本的细胞功能，能够接收和传递信息结构：

细胞体：形状各异，有圆形、锤型、梭形和星形等，大小不一，

、

直径在4-150

μｍ之间。

树突：接受刺激，将刺激引起的神经冲动传向胞体。一个神经元

可有许多树突，树突较短，只

有几百微米长，形状像树枝。

轴突：将神经冲动从胞体传出，传给各种细胞。轴突较长，从十几微米到一米。轴突周围有髓鞘，一个神经元只有一根轴突。轴突主干由许多并行的神经元纤维组成，末端分成许多小枝，叫轴突末梢。2.1.1神经网络的结构和原理神经元的结构神经冲动的传递

神经冲动定义：当任何一种刺激（机械的、热的、化学的或电的）作用于神经时，神经元就会从比较静息的状态转化为比较活跃的状态静息电位：细胞膜未收刺激时，神经元处于静息状态测到的外正内负的电位变化动作电位：当神经受刺激时，细胞膜的通透性会迅速发生变化，膜电位也在原有静息电位的基础上产生一次快速倒转和复原功能：是神经元传递信息的方式

神经冲动的传导方式单个神经元传递信号的过程大致可以分为两步第一步是将收到的信号从神经元的树突传递到轴突，是神经冲动在同一细胞内的传导，主要通过动作电位来实现第二步是将信号从神经元的轴突传递到下一个神经元，通过神经元之间的突触结构来实现，化学传导2.1.1神经网络的结构和原理神经回路定义：神经元通过突触建立的联系，构成了极端复杂的信息传递与加工的神经回路。功能：是脑内信息处理的基本单位反射弧：最简单的神经回路，由感受器，传入神经，神经系统的中枢部位，传出神经和效应器组成作用过程：一定刺激作用于相应的感受器，感觉神经元就会由静息状态转化为活动状态，使感受器兴奋，感觉神经元将感觉器受刺激后产生的神经冲动沿着传入神经传到神经中枢，经过神经中枢的加工，又沿着传出神经到达效应器，并支配效应器的活动。神经元的连接方式一对一连接：基本连接方式发散式：一个神经元连接多个神经元聚合式：多个神经元连接一个神经元环式：神经元形成闭合环路2.1.1神经网络的结构和原理神经系统是由神经元构成的一个异常复杂的机能系统根据结构和功能的差异，神经系统可以分为中枢神经系统和周围神经系统2.1.2神经系统的结构大脑结构2.1.2神经系统的结构大脑半球内面是由大量神经纤维的髓质组成的。它负责大脑回间、叶间、两半球间及皮层与皮层下组织间的联系其中，特别重要的横行联络纤维叫作胼胝体，它位于大脑半球底部，对两半球的协同活动有重要作用。白质大脑半球的表面由大量神经细胞、神经纤维网、神经胶质细胞和毛细血管覆盖着，呈灰色，叫作灰质，也就是大脑皮层大脑皮层是心理活动的主要中枢，每个功能区，如运动区、躯体感觉区、视觉区和听觉区等，都有层次结构，大概由三级皮层区组成，即初级皮层区(一级皮层区)、次级皮层区(二级皮层区)和联络皮层区。灰质边缘系统与本能活动、记忆、情绪相关间脑神经整合中枢，调节体温、摄食等，包括上丘脑，下丘脑，底丘脑和丘脑2.1.2神经系统的结构位于丘脑背尾侧，在两侧上丘脑之间有松果体，是比较重要的内分泌腺，与发育、血糖浓度调节、生物钟现象有着很密切的关系，此外，上下丘脑还是嗅觉的皮层下中枢上丘脑位于侧脑腹侧，是皮下重要的神经整合中枢，能把内脏活动与其他生理活动联系起来，调节人的体温、摄食、水平衡等复杂的机能活动下丘脑单击此处添加文本具体内容，简明扼要地阐述您的观点。根据需要可酌情增减文字，以便观者准确地理解您传达的思想。简明扼要地阐述。底丘脑是一对卵圆形的灰质团块，前端较窄，后端膨大，丘脑不仅是信息传递的中继站，还是大脑皮层下除嗅觉外所有感觉的重要整合中枢丘脑小脑：小脑位于脑干背面，分左右两半球，小脑表面的灰质构成小脑皮层，内部是由白质构成的髓质。协助大脑维持身体平衡和协调动作脑干：信息传递通道，控制生命中枢，包括延脑，桥脑，中脑和网状结构延脑位于脊髓上方，背侧覆盖着小脑，全长约4cm，它是重要的生命中枢，控制呼吸、心跳、排泄、吞咽等功能。桥脑位于延脑与中脑之间，连接小脑两半球，是中枢神经系统与周围神经系统之间信息传递的必经之地。中脑位于丘脑底部，小脑和桥脑之间，体积较小，结构也较简单，中脑是人的视听反射中枢。网状结构位于脑干的中央区域，由纵横交错的神经纤维交错成网，除参与调控躯体运动和内脏活动外，还维持大脑皮层的觉醒和意识。2.1.2神经系统的结构脊髓中枢神经系统的最低级部位，它位于脊椎管内，略呈圆柱形，前后稍扁，长度只有脊柱的三分之二脊髓由神经细胞聚集的灰质和由神经纤维组成的白质构成，白质中的纤维大部分是上行和下行的有髓鞘的轴突，分布在灰质外围。作用连接脑和周围神经系统。它收集躯体的感觉信息传向大脑，同时根据大脑的指令通过运动神经控制身体肌肉的活动。作为简单的反射中枢，可以完成膝反射、肘反射和跟腱反射等2.1.2神经系统的结构外周神经系统颅神经由脑发出，共12对，嗅、视、听神经属于感觉神经，动眼神经、滑车神经、外展神经、副神经和舌下神经属于运动神经，其余神经属于混合神经。脊神经发自脊髓，共31对，颈神经8对、胸神经12对、腰神经5对、骶神经5对和尾神经1对。脊神经由脊髓前根和脊髓后根的神经纤维混合组成，脊髓后根的纤维负责感觉，前根的纤维负责运动，因此，脊神经兼有运动和感觉两种属性。自主神经：包括交感神经和副交感神经交感和副交感神经不受或很少受到中枢神经系统的支配，表现为人不能随意地控制内脏的活动。交感神经：应对紧急情况，消耗能量副交感神经：维持常规活动，储存能量2.1.2神经系统的结构1.脑电图（EEG）大脑直流电背景上的自发交变电变化，经数万倍放大以后所得到的记录曲线。α波：基本节律，闭目养神，内心十分平静时、以8~13Hz的节律变化为主要成分β波：快波，14~30Hz的节律γ节律：高度集中注意力或工作记忆活动时，40~140Hz左右的高频脑电活动θ波：嗜睡或困倦时，4~7Hz的节律。疲劳、困倦。脑发育不成熟、某些病理过δ波：陷入深睡时、药物作用和脑严重疾病状态同步化：频率变慢、波幅增高的脑电变化，从β波变为α波的过程也属同步化失同步化或异步化：脑电活动变为低幅、快波的变化。如α波被β波所取代。异步化表明脑内出现了兴奋过程。2.1.3神经系统功能探测2.1.3神经系统功能探测2.平均诱发电位（AEP）反映大脑对刺激的电生理反应早（10ms之内）、中（10-50ms）、晚（50ms之后）成分：揭示感觉传导和心理活动事件相关电位（ERP）3.神经成像技术正电子放射层扫描（PET）：显示脑区葡萄糖消耗核磁共振成像（MRI）：揭示大脑结构和功能功能性核磁共振成像（fMRI）：动态观察脑活动2.2内分泌系统2.2.1身体的慢速信息系统内分泌系统的角色慢速信息传递与长期作用与神经系统的交互配合信息传递速度神经系统：快速电化学传递内分泌系统：较慢的化学信使传递内分泌系统的功能

影响成熟、繁衍、新陈代谢调节情绪和压力反应4.内分泌系统与神经系统的比较速度：神经系统快速，内分泌系统慢速作用时间：内分泌系统作用更持久内分泌系统的作用机制激素作为化学信使通过血液循环传递信息内分泌系统的重要性维持内环境稳定影响身体和心理健康2.2.2内分泌腺及其功能内分泌腺概览

主要内分泌腺：垂体、甲状腺、甲状旁腺、肾上腺、胰腺、性腺、松果体和胸腺内分泌细胞：散在多个器官中下丘脑

神经系统与内分泌系统功能联系的枢纽垂体主控腺体，影响生长和其他内分泌腺甲状腺释放肾上腺素和去甲肾上腺素，应对紧急情况肾上腺分泌甲状腺素，促进代谢和生长发育神经-体液调节系统神经系统与内分泌系统的相互作用形成心理活动的基本生物基础2.3遗传因素与心理2.3.1行为遗传学的目的心理与行为的影响因素

遗传与环境的双重作用遗传素质：生理解剖和神经系统的特点及本能特点遗传素质是人的心理和行为的生理前提，为人的发展提供了可能性。遗传素质的定义通过遗传物质继承的生理解剖特征心理和行为发展的可能性基础3.行为遗传学的形成交叉学科：遗传学、心理学、行为学、医学4.行为遗传学的研究目标解释人类复杂行为的遗传机制探讨行为的起源和发展研究内容基因对人类行为的影响遗传与环境的交互作用重要性理解心理和行为的生物学基础促进对人类行为多样性的认识心理与行为的影响因素

遗传与环境的双重作用遗传素质：生理解剖和神经系统的特点及本能特点遗传素质是人的心理和行为的生理前提，为人的发展提供了可能性。遗传素质的定义通过遗传物质继承的生理解剖特征心理和行为发展的可能性基础2.3.2行为遗传学的研究方法定量遗传学研究

方法：通过双生子和收养研究目的：寻找遗传和环境对心理与行为的影响分析：个体差异分解为遗传、共享环境和非共享环境同卵双生子（MZ）：由同一个受精卵发育而来的理论上遗传物质完全相同异卵双生子（DZ）：由两个不同卵子接受不同的精子发育而来的理论上平均只有５０％的遗传物质相同可以通过比较MZ和ＤＺ双生子在共享或非共享环境下性状的相似性来估计遗传和环境因素对于个体表型形成或疾病易患性的贡献度2.3.2行为遗传学的研究方法分子遗传学研究方法：分子生物学技术与行为遗传学结合目的：从分子水平上测定与心理和行为特征相联系的基因，揭示基因作用于心理和行为特征的机制候选基因关联研究方法：在正常发展群体中验证分子遗传学领域识别出的一个或多个遗传变异，验证遗传变异与心理或行为特征的关联局限性：单一基因的影响解释力有限且某一基因位点与性状的关联可能反映的是其他连锁基因位点对行为的影响全基因组关联研究(GWAS)方法：全基因组层面的多中心、大样本研究，全面揭示复杂疾病发生、发展与治疗相关的遗传优势：无须假设、只需验证局限性：花费巨大，结果可能假阳性2.3.2行为遗传学的研究方法行为遗传的其他研究方法影像遗传学：通过神经影像学和遗传学方法检测遗传变异利用多模态神经影像学和遗传学方法，检测引起脑结构和脑功能变化的遗传变异及其如何影响个体行为与疾病。把大脑的结构(如灰质体积)、化学作用或与行为或疾病相关的功能作为中介表型，便于理解遗传变异对行为或疾病产生影响的神经机制。病例对照研究：比较疾病患者与健康人群的遗传因素调查其暴露在包括遗传因素在内的危险因子的情况及程度，以判断危险因子与疾病有无关联及关联大小。家系研究：分析遗传病的遗传方式和传递规律根据连锁不平衡的原理，分析某些遗传位点与疾病关系。1.认知方面遗传度：幼年约30%，成年约50%，并趋于稳定特定基因与工作记忆容量相关2.情绪与社会行为方面情绪识别、风险决策、攻击行为等特定遗传基础解释行为差异3.遗传与环境的相互作用基因-环境交互作用（CE交互作用）素质-压力模型：当个体处于应激或高压状态时，具有某种不良遗传素质的个体更容易发生心理与行为问题不同易感性模型：某些基因型的个体比其他个体更容易受到积极成长环境的影响而表现良好或优秀某种基因素质并不必然决定个体行为，环境条件可以起到调节作用。基因-环境相关（GE相关）被动型(被动接受外在环境的影响)、唤起型(引起他人的不同反应)、主动型(主动选择环境)个体环境受基因影响或相关,特定的基因对特定的环境具有更高的敏感性，其行为朝向更好或更差发展。2.3.3心理、行为与遗传的关联遗传与安全行为不利安全行为或心理状态的遗传关联选拔过程中考虑遗传基因的影响工作环境与遗传素质关注关键岗位作业人员的基因素质积极的工作环境调节不良遗传素质影响

一方面对某些关键岗位应考虑作业人员不可改变的基因素质对安全的影响，另一方面应充分关注积极的工作环境条件的建设，来调节人员不良的遗传素质对其安全行为的不利影响。2.3.3心理、行为与遗传的关联2.4其他生物因素对安全心理的影响2.4.1疲劳因素疲劳与安全

影响：过度疲劳造成人体生理、心理机能的衰退和紊乱，导致效率下降、事故增多研究：20世纪80年代美国交通安全研究以及2017年国内相关学者的研究疲劳的身心表现初期：疲倦、身体乏力过度：机能降低、思维、动作减缓、注意力不集中、动作协调和持久能力下降，不安全行为增加作业疲劳的类型生理疲劳：生理疲劳是由于人体连续不断的活动或短时间的剧烈活动使人体组织中的资源耗竭或肌肉内产生的乳酸不能及时分解和排泄引起的心理疲劳：心理疲劳是由于长时间集中于重复性的单调工作引起的疲劳产生的原因

一般原因：劳动强度、作业时间、环境条件等心理原因：动机缺乏、消极心理因素等2.4.1疲劳因素作业疲劳的检测主观感觉询问表评价法：通过科学、合理、可行的问卷调查，该表认为疲劳由身体因子、精神因子和感觉因子构成，对这三个因子，每个列出10项调查内容，把症状主诉率按时间，作业条件等加以分类比较，就可以评价作业内容、作业条件对工人的影响。生理参数测量法：生理参数测量法主要是通过仪器设备对人体的能量消耗、心率、心电、脑电、肌肉表面，肌电、眨眼率、瞳孔大小等生理参数进行测定，建立某些生理参数与作业疲劳之间的关系，以选定的某个生理参数或几个生理参数的有机体作为作业疲劳的评价指标，进而通过选定生理参数的测量结果来研究作业疲劳的方法。心理作业测量法：心理作业疲劳一般通过心理学测试方法对劳动负荷的强度、持续时间，以及工作负荷强度的分布来进行评价，从而为制定合理的作业负荷、持续时间及作业负荷分布提供依据，提高作业人员的作业积极性和作业能力。2.4.1疲劳因素作业疲劳的检测生物化学测量法：ATP通过释放能量维持神经细胞的兴奋性，进而使作业人员能够维持一定的工作强度和工作时长。综合作业测量法：闪光融合值测定法，受试者观看一个频率可调的闪烁光源，记录工作前和工作后受试者可分辨出闪烁的频率数。4.疲劳的预防与安全操作设计：合理用力、提高准确性休息制度：合理安排休息时间工作内容：克服单调感、改善工作环境生产组织：改进劳动制度、合理安排轮班2.4.2生物节律因素人体生理节律

生物钟的100多种周期性变化主要包括年节律、月节律、日节律工作能力的昼夜波动