Texas Instruments | Vernier | SAM Labs 臺灣獨家總代理
Mar.30.2025
分類主題：研究報告適用範圍：GDX-EKG, GDX-RB, GW-HR, GDX-BP
每年二月是美國國家心臟月，這是一個反思心臟健康的時刻，當然，也是思考「心事」的時候！無論是準備重要簡報前的緊張，還是遇到心儀對象時的心動，興奮和壓力都會讓你的心跳加速。這篇文章介紹了兩個生物醫學實驗，探索心率、血壓和壓力反應背後的生理機制，幫助學生利用即時數據理解身體如何回應不同刺激。
無論你教授的是普通生物學、人體生理學，還是健康科學課程，這些引人入勝的實驗都能提供有效且數據驅動的方式，讓學生探索心血管健康與生物系統，為未來在STEM和醫療領域的職業生涯做好準備。
每次你的心臟跳動時，它會將血液泵入動脈，把氧氣和營養輸送到全身。血壓測量的是血液對動脈壁的壓力，它是心血管健康的重要指標。通常以兩個數值記錄：(1) 收縮壓，也就是心臟收縮泵血時的較高數值；(2) 舒張壓，也就是心臟完全放鬆並重新充血時的較低數值。在某些醫療情境中，這些數值可能會以平均動脈壓（MAP）來呈現，MAP通過平均收縮壓和舒張壓，並考慮血流和阻力，提供更全面的血流狀況描述。
平均動脈壓（MAP）是一種計算方式，幫助醫生評估是否有足夠的血流供應到重要器官。
血壓會因活動、身體姿勢和其他因素而在一天內自然波動。雖然長期高血壓（或稱高血壓症）是一個嚴重的健康風險，但並非所有的血壓突然上升都代表問題。急性事件——像是被突如其來的驚嚇或看到心儀對象——可能會導致血壓短暫飆升。
這個實驗探索像暴露在低溫這樣的壓力源如何啟動自主神經系統，導致收縮壓和舒張壓的短暫上升。這個實驗將幫助學生理解這些生理變化，以及血壓在平靜和壓力狀態下維持健康循環的角色。
學生要做什麼在這個實驗中，學生使用 Go Direct 血壓感應器測量暴露於低溫前後的血壓。首先，他們在放鬆和平靜的狀態下收集基準數據——這時還不會緊張！在實驗的第二部分，學生將手浸入冰水浴中，暴露於低溫刺激。 |
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學生的基準血壓數據應使用 Go Direct 血壓感應器在暴露於冰水之前收集，然後與暴露後的測量數據進行對比。
血壓對外部和內部傷害以及有害刺激極為敏感，因此在臨床環境中是一個有用的生命徵象。它不僅是健康與疾病的指標，還能反映興奮和壓力等情緒狀態。
如果你在海拔 6,000 英尺以上收集數據，請遵循建議的調整方式。
當身體感受到壓力——例如突然被浸入冰水——生物回饋療法是一種幫助個人利用即時數據監控並控制生理反應的方法。
與第一個實驗一樣，低溫刺激會啟動交感神經系統。這些自主神經反應通常與「戰或逃」（fight or flight）反應相關，可能導致心率和呼吸速率增加。這個實驗的目標是讓學生觀察自己的身體如何回應壓力，然後使用生物回饋技巧（如深呼吸或放鬆）將生理反應恢復到正常狀態。
在這個實驗中，學生使用 Go Direct EKG 感應器或 Go Wireless 心跳感應器測量心率，並使用 Go Direct 呼吸監控胸帶測量呼吸速率。第一部分，學生在放鬆和平靜的狀態下測量基準數據。第二部分，學生將腳浸入冰水中以引發壓力反應，然後使用放鬆技巧讓心率和呼吸恢復到平靜狀態。
學生記錄他們對低溫刺激的生理反應，然後比較在暴露於壓力源時練習生物回饋技巧所收集的數據。
這些實驗讓學生探索自主神經系統如何調節血壓、心率和呼吸速率以回應壓力，幫助他們模擬多細胞生物中相互作用系統的層次結構。通過使用生物回饋，學生能學習反饋機制如何幫助身體維持恆定狀態。
兩個實驗都展示了身體對壓力的反應。有趣的是，不論是有害刺激（例如低溫暴露）還是短暫的情緒（如初次見面時的緊張），都會引發相似的生理反應！無論哪種情況，自主神經系統都主導這些反應，因此理解這個系統對於改善整體健康和壓力管理至關重要。
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