הרקע המדעי של משוב ביולוגיהרקע המדעי של משוב ביולוגי

הרקע המדעי של משוב ביולוגי:הרקע המדעי של משוב ביולוגי: theoriestheories learninglearning

מה לבהביוריזים לתאוריות למידה ולנו?מה לבהביוריזים לתאוריות למידה ולנו?ניסויי סקינרניסויי סקינרניסויי פבלובניסויי פבלוב

ניסויי ניל מילרניסויי ניל מילרנשארנו עם השאלה כיצד עובד המשוב הביולוגינשארנו עם השאלה כיצד עובד המשוב הביולוגי

המודלים הנגזריםהמודלים הנגזרים

Biofeedback and Learning PrincipalsBiofeedback and Learning Principals

במשוב ביולוגי אנו מאפשרים לאדם במשוב ביולוגי אנו מאפשרים לאדם לפתח שליטה על על תהליכים ביולוגים לפתח שליטה על על תהליכים ביולוגים מסויימים. במובן זה זהו סוג של למידה. מסויימים. במובן זה זהו סוג של למידה. והמטפל חייב לדעת מספר עקרונות של והמטפל חייב לדעת מספר עקרונות של למידה על מנת לאפשר למטופל להגיע למידה על מנת לאפשר למטופל להגיע

בזמן קצר למקסימום שליטהבזמן קצר למקסימום שליטה

הקשיבו טוב לצלילים הבאיםהקשיבו טוב לצלילים הבאים

נחש צפע כרגש שנלמדנחש צפע כרגש שנלמד

לסיסמה "נחש לסיסמה "נחש הנלמדתהנלמדתהיזכרו בתגובתנו היזכרו בתגובתנו צפע" בימי מלחמת המפרץ(. צפע" בימי מלחמת המפרץ(.

למידה רגשית זו מתרחשת במהירות רבה. למידה רגשית זו מתרחשת במהירות רבה. מספיק שפעם אחת נשמע צליל כלשהו מספיק שפעם אחת נשמע צליל כלשהו

ובעקבותיו נרגיש כאב, על מנת שאותו צליל ובעקבותיו נרגיש כאב, על מנת שאותו צליל יעורר בנו תגובת פחד בפעם הבאה שיופיע יעורר בנו תגובת פחד בפעם הבאה שיופיע )אפילו אם לא ילווה הפעם בגירוי מכאיב(. )אפילו אם לא ילווה הפעם בגירוי מכאיב(.

רגש נלמדרגש נלמדהפחד שמעורר הצליל מכונה הפחד שמעורר הצליל מכונה

האמיגדלה ולמידה רגשיתהאמיגדלה ולמידה רגשית

האמיגדלה, שבתגובה לאירועים דרמטיים האמיגדלה, שבתגובה לאירועים דרמטיים מפיקה תגובות רגשיות הכוללות מרכיבים מפיקה תגובות רגשיות הכוללות מרכיבים

פיזיולוגיים )קצב לב מוגבר או עלייה בלחץ דם( פיזיולוגיים )קצב לב מוגבר או עלייה בלחץ דם( והתנהגותיים )רתיעה(. והתנהגותיים )רתיעה(.

איזה גירויים בסביבה איזה גירויים בסביבה לומדתלומדתהאמיגדלה גם האמיגדלה גם "מנבאים רעות", כלומר באים לפני אירוע "מנבאים רעות", כלומר באים לפני אירוע

מכאיב או מאיים. מכאיב או מאיים.

למה נחוצה הלמידה הרגשיתלמה נחוצה הלמידה הרגשית

הלמידה הרגשית חיונית: היא משפרת ומאיצה הלמידה הרגשית חיונית: היא משפרת ומאיצה את הרכישה של תגובות מוטוריות הנדרשות את הרכישה של תגובות מוטוריות הנדרשות על מנת להתמודד עם האירוע המאיים. כך על מנת להתמודד עם האירוע המאיים. כך למשל, מזרז הפחד את הלמידה המוטורית למשל, מזרז הפחד את הלמידה המוטורית

הדרושה כדי להתרחק מהמקום לפני הדרושה כדי להתרחק מהמקום לפני שמתחולל המאורע המכאיב.שמתחולל המאורע המכאיב.

דוגמאות להתניות והשפעתםדוגמאות להתניות והשפעתם

פסיכופתולוגיהפסיכותרפיה

חיזוקים להתנהגויות

עצמאיות של המטופל

ילד מפתח התנהגות פתולוגית

אליה הוא קיבל חיזוק

התניה אופרנטית

ללמד מטופל להקטין את תגובות

הסטרס שלו

עשן הספינה יוצר בחילה

התניה פבלוביאנית

המודל ההתנייתיהמודל ההתנייתי

ביופידבק צמח ממערכת תאורטית וניסויית ביופידבק צמח ממערכת תאורטית וניסויית בתחום הלמידה וההתניהבתחום הלמידה וההתניה

ניסויים בהתנייה אופרנטיתניסויים בהתנייה אופרנטית

ניסויים בהתנייה קלאסיתניסויים בהתנייה קלאסית

הבנת המודלים דרך הניסוי הקלסי של ניל הבנת המודלים דרך הניסוי הקלסי של ניל מילרמילר

האטרקטיביות של המודל הההתנייתיהאטרקטיביות של המודל הההתנייתי

המגבלות של המודל ההתנייתיהמגבלות של המודל ההתנייתי

NEAL MILLERNEAL MILLER- - אבי הביופידבק אבי הביופידבק Born 1909 Born 1909

Received his doctorate in 1935 Received his doctorate in 1935

spent most of his academic career spent most of his academic career on conditioning of animalson conditioning of animals

Did his dissertation on Freudian Did his dissertation on Freudian repression and Pavlovian inhibition.repression and Pavlovian inhibition.

He subsequently went to Vienna to He subsequently went to Vienna to study psychoanalysis with Anna study psychoanalysis with Anna Freud as his advisor Freud as his advisor

Heinz Hartman as his analystHeinz Hartman as his analyst

Died 2002 Died 2002

Most prominent psychologists in Most prominent psychologists in the 20the 20thth Century Century

רקע מדעי ומחקרירקע מדעי ומחקרי

VoluntaryResponses

InvoluntaryResponses

ClassicalConditioning

Train dogs tosalivate

OperantCondioning

Train rats topress a lever

Neal Miller’s odysseyNeal Miller’s odyssey

Is there a major differenceBetween classical andoperant conditioning

is it a real conditioning of the target organ or is it indirect

effect of the voluntary system

We can do it – we have direct Control on the autonomic system

Failure to replicate

Rats increase Heart rate

Curarized animalCan still do it

Remains an open question

Neal Miller ExperimentsNeal Miller Experiments

350

370

390

410

430

450

470

490

block 1 block 2 block 3 block 4 block 5

Rward fast heart beat

Rward slow heart beat

Reward Intestinal Contraction

Reward Intestinal relaxation

Reward faster heart rate

Reward for slower heart rate

Neal Miller’s odysseyNeal Miller’s odyssey

Is there a major differenceBetween classical andoperant conditioning

is it a real conditioning of the target organ or is it indirect

effect of the voluntary system

We can do it – we have direct Control on the autonomic system

Failure to replicate

Rats increase Heart rate

Curarized animalCan still do it

Remains an open question

Is it really a control over the Is it really a control over the autonomic nervous systemautonomic nervous system ? ?

Maybe the rats learned to reduce their breathing Maybe the rats learned to reduce their breathing rate rate

Or maybe they reduced their muscle tension Or maybe they reduced their muscle tension

It is an instrumental learning of peripheral It is an instrumental learning of peripheral

activity and not direct control over autonomic activity and not direct control over autonomic functionfunction

Stages in neal miller’s odyssey IIStages in neal miller’s odyssey II

Miller and DeCara used animals paralyzed by Miller and DeCara used animals paralyzed by curare so that the animals could not produce the curare so that the animals could not produce the desired visceral changes through voluntary desired visceral changes through voluntary activity mediated by the central nervous system.activity mediated by the central nervous system. In this paralyzed state their animal subjects In this paralyzed state their animal subjects were still able to change their visceral functions.were still able to change their visceral functions.For example: A group of thirsty dogs were For example: A group of thirsty dogs were trained to salivate more )or to salivate less( to trained to salivate more )or to salivate less( to obtain water. Curarized rats were even able to obtain water. Curarized rats were even able to change their EEG.change their EEG.

Stages in neal miller’s odyssey IIStages in neal miller’s odyssey II

Many of Neal Miller's experiments on curarized animals Many of Neal Miller's experiments on curarized animals have not been successfully replicated, have not been successfully replicated, yet his animal studies spurred further investigations yet his animal studies spurred further investigations extending the same operant model of visceral learning to extending the same operant model of visceral learning to human subjects )Miller & Dworkin, 1974(. human subjects )Miller & Dworkin, 1974(. More importantly, Miller's research inspired the hope that More importantly, Miller's research inspired the hope that biofeedback can enable a human being to take a more biofeedback can enable a human being to take a more active role in recovering and maintaining health. active role in recovering and maintaining health. Further, it encouraged the dream that human beings can Further, it encouraged the dream that human beings can aspire to previously unimagined levels of personal aspire to previously unimagined levels of personal control over bodily states, reaching unprecedented control over bodily states, reaching unprecedented states of wellness and self-control states of wellness and self-control

The two models of BiofeedbackThe two models of Biofeedback

The conditioning model The conditioning model – The “machine cures”The “machine cures”

The cognitive/emotional ModelThe cognitive/emotional Model– The patient learns to self regulate with the The patient learns to self regulate with the

help of the therapisthelp of the therapist

Neal Miller, Leo DeCara, and their Neal Miller, Leo DeCara, and their colleagues carried out a series of colleagues carried out a series of dramatic animal experiments in the dramatic animal experiments in the 1960's, demonstrating the operant 1960's, demonstrating the operant conditioning of a variety of internal conditioning of a variety of internal autonomically regulated physiologic autonomically regulated physiologic processes, including blood pressure, processes, including blood pressure, cardiac function, and intestinal activity cardiac function, and intestinal activity )Miller & DeCara, 1967; Miller, 1969; )Miller & DeCara, 1967; Miller, 1969; Miller, 1978Miller, 1978(. (.

Prior to their research physiologists generally Prior to their research physiologists generally assumed that organisms have control over assumed that organisms have control over bodily functions governed by the central bodily functions governed by the central nervous system )or "voluntary nervous nervous system )or "voluntary nervous system"(. system"(.

The internal physiological processes The internal physiological processes controlled by the autonomic )or "involuntary"( controlled by the autonomic )or "involuntary"( nervous system were regarded as operating nervous system were regarded as operating beyond conscious awareness or control. beyond conscious awareness or control.

המודל ההתנייתיהמודל ההתנייתי

ניסויים בעקבות צמחה הביולוגי המשוב ניסויים שיטת בעקבות צמחה הביולוגי המשוב שיטת תגובות התנית שהדגימו הלמידה תגובות בתחום התנית שהדגימו הלמידה בתחום גיבוש מכך, כתוצאה בע"ח. בקרב גיבוש אוטונומיות מכך, כתוצאה בע"ח. בקרב אוטונומיות ביולוגי במשוב הטיפול את המנחה ביולוגי התפיסה במשוב הטיפול את המנחה התפיסה

התבססה על עקרונות הלמידה. התבססה על עקרונות הלמידה.

המודל ההתנייתי המשךהמודל ההתנייתי המשך

למידת התגובה הפיזיולוגית הרצויה מתרחשת באורח למידת התגובה הפיזיולוגית הרצויה מתרחשת באורח אוטומטי, או מכניסטי, באמצעות תהליך התניה אוטומטי, או מכניסטי, באמצעות תהליך התניה

מלווה חיזוקים. מלווה חיזוקים.

על פי מודל זה, אין מקום להניח כי הקשרים הנלמדים על פי מודל זה, אין מקום להניח כי הקשרים הנלמדים מערבים מערכות גבוהות יותר של תודעה מערבים מערכות גבוהות יותר של תודעה

המשך המודל ההתניתיהמשך המודל ההתניתי

למשל, חולדה המותנת להעלות את קצב למשל, חולדה המותנת להעלות את קצב הלב בעזרת חיזוק תציג את התגובה הנלמדת הלב בעזרת חיזוק תציג את התגובה הנלמדת

ברגע שתחוש את הסימנים ברגע שתחוש את הסימנים באופן אוטומטיבאופן אוטומטיהפיזיולוגיים של הרעב )התכווצות הקיבה הפיזיולוגיים של הרעב )התכווצות הקיבה

וכו'(.וכו'(.

שני מודלים של משוב ביולוגישני מודלים של משוב ביולוגי

המודל ה"אוטומטי" או מודל ההתניההמודל ה"אוטומטי" או מודל ההתניה

המודל ה"משולב" או המודל הפסיכותרפואיטיהמודל ה"משולב" או המודל הפסיכותרפואיטי

המודל ההתניתי

המודל המשולב

הדגמה של המודל האוטומטיהדגמה של המודל האוטומטי

מכשורמשוב ביולוגי

מכשורמשוב ביולוגי מכשור

משוב ביולוגי

טכנאי ביופידבק

המודל ההתנייתיהמודל ההתנייתי

המודל המשולבהמודל המשולב

מודל המשולש הטיפולימודל המשולש הטיפולי