被量化的人體感覺

高技術測定人的感覺

人的感覺歷來被認為只能主觀感受。一個人心情是否愉快，只有他自己清楚，別人只能由他的表情和行為間接地進行判斷，更不用說對心情進行客觀而定量的測定了。

隨著社會的發展、物質生活的提高，人的價值觀也從重視物質轉為重視精神。于是，商品不僅能滿足人們某些需要，而且能使人看了就感到舒服，甚至有些商品就是用來使人感到舒服的。為此，也需要有能對其進行定量評價的指標和方法。

凡此種種，都要求對人的感覺能夠進行客觀而定量的測定。在這種背景下，日本通產省早在上個世紀90年代初就提出“要創造地球時代人的價值”這一長期目標。

通產省工業技術院(日本最權威、最大的國家科研機構)也開始執行“人的感覺測定應用技術”大型計劃，使高技術從以前只用于改進生產，變為也開始重視人的生活。

在工業技術院內，其研究領域同生活有密切關系的“產品科學研究所”，近幾年也開辟了“人的生活科學技術”這一新的研究領域，并發起成立“人的生活科學技術研究推進會”。

所有這一切都是為了發現一些新的觀點，為了建立具有新價值觀(即把人的舒服放在首位)的技術體系。為此，首先要對人的基本特性以及人的感覺，進行客觀而定量的測定。這樣，才能使人的舒適度具有客觀的衡量標準。

盡管目前醫療上的診斷、檢查技術有很大進步，但是都不能用于上述的測定。因為這種測定必須直接在人進行生產和生活的正?；顒訔l件下進行。不僅不能對人體有絲毫損害(如組織切片、抽血等都不能用)，而且也不能對人的各種正?；顒佑腥魏斡绊?。

這不僅要把高技術用于這些測定，還要研究把什么作為測定對象，以及用什么作衡量的指標。

下面介紹近來對某些感覺進行測定的最新成果，以及把它用于改進生活質量的例子。

睡眠舒服程度的測定

睡眠時間占整個人生的1/3。睡眠的好壞直接影響生活的質量和健康狀況。測定睡眠舒服程度有助于尋找改進睡眠的方法，和對睡具及睡眠環境進行評價。

研究表明，通過測定腦電波可以評價睡得好不好。原來，當大腦處于明顯活躍的活動時，腦電波呈低振幅的不規則波形。

當閉目不作任何思考時，將呈現頻率為16赫、幅值為幾十微伏的有節奏波形。這就是所謂α(阿爾法)波。

進入似睡非睡狀態后，α波消失而出現頻率4～6赫的θ(西塔)波，這時便是睡眠的第一階段。稍后，零零落落地出現十幾赫的幅值成紡錘形的波形，這時便進入睡眠的第二階段。接著，腦電波圖形中混雜地出現3赫以下的大振幅波形，這時便是睡眠的第三階段。最后進入第四階段，全都變成這種大振幅波形，這時也就是熟睡狀態。

隨著腦電波作上述變化，心跳和呼吸也將變慢，體溫也有所降低。

還有一種稱為REM的特殊睡眠狀態。這時腦電波和第一階段類似，但眼珠會像睡醒時一樣來回地動，心跳和呼吸的節奏也沒有規律，往往容易做夢。盡管這樣，但怎么也醒不了，這就是這一階段的特征。

通常的睡眠過程，先花20～30分鐘遍歷階段一至階段四，然后再回到第二階段。這時睡眠狀態非常穩定，以后便穿插地出現REM睡眠狀態。一個晚上將周期性出現4～5次REM睡眠而中斷第二階段睡眠。

REM睡眠最初特別短，以后每次持續時間逐漸加長。到快醒時，往往可以長達幾十分鐘。

當有吵鬧聲時，首先將延長第一階段睡眠時間。所以，可用第一階段睡眠的持續時間來評價睡得不好的程度。此外，比較穩定的第二階段睡眠，在聲音的刺激下也會轉為極短時間的覺醒。因而，第二階段的中斷頻度或平均持續時間，也可以用作對睡眠妨礙程度的指標。

日本曾經用桐木切成細條編成桐褥墊，墊在床單下面，測定在夏天炎熱的氣候下是否有助于睡眠。在溫度30℃、濕度70％下，比較用普通寢具和桐墊時的睡眠過程。

結果表明，用普通寢具時，幾乎不出現階段三、階段四這樣的熟睡階段；但使用桐墊時，可觀察到和氣候適宜時一樣的睡眠過程。這說明桐墊有助于在天氣炎熱條件下入睡。

眼睛疲勞的測定

隨著計算機的普及，辦公室工作正在發生變化。文件往來通常通過網絡直接在VDT(視像顯示裝置，如顯像管)上進行。因此，VDT作業引起的問題日益增多。首先表現在容易產生眼睛疲勞。

但是，疲勞包括眼睛疲勞，無論對誰都是能夠由自己清楚地感覺到的現象，然而還沒有能夠客觀地對它進行評價的方法。

疲勞是人體自我保護機能之一，用以防止體力耗盡而發生不可逆轉的變化。

眼睛的疲勞表現在眼球調節功能的降低上。這種調節功能表現在三個方面。一是調節焦距使東西看得清楚；二是為了看近的東西，使兩眼靠近到正中央，以增加水晶體的折射能力；三是收縮瞳孔以加大被看東西的景深。眼睛疲勞使這些功能降低，所以東西便看不清了。

日本“產品科學研究所”為了測定VDT作業引起的疲勞，開發了用以實施測定這三個調節功能的裝置，并將其命名為三維視力計。

它以獨特的控制方式進行測定，能夠高速且高精度地跟隨眼球轉動。這一測定通過戴在被測者眼睛上的半透鏡來進行。被測者可以看到透鏡后方的VDT畫面，因此不會妨礙他的正常作業。

衰老程度的測定

人過了60歲，便開始明顯衰老。但哪怕是到了90歲，各人衰老程度仍有明顯差別。為了尋求延緩衰老的方法，需要有能表示衰老程度的指標。經研究，皮膚的變化被用作這種指標。

當皮膚老化時，由于構成皮膚的各種細胞分裂能力降低，所以細胞數目減少，整個皮膚將變薄；由于毛細血管、汗腺、脂腺的分布減少，造成皮膚干燥發生龜裂；填充在細胞間隙的膠狀蛋白多糖也有所減少，所以皮膚變得不再嬌嫩；彈力纖維性質的改變，也使皮膚失去彈性。

日本資生堂用紫外線照射皮膚，直接把這些形態變化顯示在屏幕上，從中抽出十幾種特征，并把它們數量化。在許多測定實例數據的基礎上，開發出直接掃描分析儀。

用這種分析儀測定時，顯示在屏幕上的皮膚表面，皮溝錯綜復雜地交叉著，形成三角形乃至多角形的皮丘。皮丘越小、紋理越細，即是越嬌嫩的皮膚。

這種分析儀通過對皮膚狀態進行多變量分析，便可判定一個人的衰老程度。

老年人容易得腦血栓、腦溢血等腦循環系統疾病。血液同肌肉、脂肪組織等相比，通電時的阻抗較低，所以血液的增減對身體的阻抗變化影響大。

以前曾用阻抗分布描述儀來測定四肢血液的流通情況。最近，日本“產品科學研究所”也用測定阻抗的方法，來觀察在休息時和在腦力勞動時頭部血流量的增減。

但需要注意的是，必須使得向頭部通電時不至于引起痙攣，因此要盡力減小通電電流。這就需要在提高儀器的信噪比上狠下工夫。

對腦部進行多點阻抗測定，有可能開發出能倒推出腦內血液流動分布情況的方法。這將會對早期發現腦血栓做出巨大貢獻。

心情愉快程度的測定

人和自然界一樣，一直在川流不息地變化。這種變化的形式多種多樣，從完全隨機的到極有規則的都有。

隨時間而變動的現象，可以用頻率分析方法進行處理。就是把組成復雜變動的一個個因素分開，可以看到每種因素將以一定的頻率變動。這時，以頻率作為橫軸，把各種因素變動的幅值作為縱坐標，這樣便畫出變動的頻譜圖。

它反映出這一復雜變動中不同頻率分量因素的變動幅值。如所有頻率分量的因素都是隨機出現的，則這種現象便是自噪音。這時的頻譜成一條橫線。如果變動呈理想的正弦波，則它的頻譜將是在各自的頻率位置上豎起來的一條條直線。

這種頻譜的幅值同1/f(f為頻率)成比例，這種現象被叫作1/f起伏。

在我們身體的各種機能中，如心跳、呼吸、代謝、覺醒、睡眠等都存在長短不同的各種節奏。相應的腦電波如上所述，也可分為10赫左右的α波、4~6赫的θ波、和3赫以下的δ(德爾塔)波。

特別是α波被認為與心情愉快程度有密切關系。α波只存在短暫時間，通常在閉目養神時的頭后部中心將出現，當想睜開眼睛時它便消失；當打坐入靜時，盡管眼睛半睜著，α波也將持續下去。

通過訓練，較容易獲得α波。心情平靜就容易出現α波，而α波又有助于養神，這就是生物學上的反饋現象。

α波的振幅通常將不斷地增大，又不斷地減小。在α波這樣變化的一個周期中，它的幅值一會加大、一會減小，這便是起伏現象。

通過對這種起伏的波形(承載在α波上的振幅波動)進行頻率分析，便可對α波的起伏性質進行定量評價。

日本“產品科學研究所”對許多被測定者，在聽不舒服的聲音和處在不安狀態下，以及在聽悅耳音樂等各種情況下，測定他們的α波起伏。

測定表明：當心情愉快時，α波的起伏頻譜為1/f型；當不愉快和不安時，則起伏頻譜的類型變成和隨機噪音時一樣，即接近于一條橫線。

實驗還發現，當用和α波接近的頻率對感覺進行周期性刺激時，就會驅使腦電波出現同步現象。這時，腦電波的規則性將有所增加，起伏的頻譜將和1／f的平方成比例。這樣便可以利用α波的起伏特性，用按1／f的平方的比例數來表示愉快程度。

可見，利用α波的起伏，可以獲得表示心情舒服的客觀指標，又可利用適當周期性刺激會引起同步起伏的現象，使人感到心情愉快。

在日本，已經生產出了根據這一原理，按1／f起伏而擺動的風扇出售，收到較好的效果。