1、皮膚電反應(yīng)專題,主講： 孫桂芹 Email：445388771 石河子大學(xué)師范學(xué)院心理系,專題大綱,概述,測(cè)量,應(yīng)用,概念,機(jī)制,特性,皮膚電反應(yīng),相關(guān)儀器設(shè)備,醫(yī)學(xué),心理學(xué),航空,皮膚電概述,一、皮膚電的相關(guān)概念 用來(lái)標(biāo)志皮膚電活動(dòng)的名稱術(shù)語(yǔ)繁多，諸如皮膚電反射(GSR)、心理電反射(PGR)、皮膚電阻(SR)、皮膚傳導(dǎo)(SC)、皮膚電位(EDP)、皮電(SP)等等。其中心理電反射是最早應(yīng)用的名稱。由于它是由刺激引起心理興奮而產(chǎn)生的皮膚電傳導(dǎo)變化的現(xiàn)象，許多學(xué)者不同意它具有心理或反射的含意，認(rèn)為應(yīng)該稱為皮膚電反應(yīng)(GSR)和皮電反應(yīng)(EDR)。為了減少名稱造成的混亂，在生理心理學(xué)領(lǐng)域中確定了

2、以下統(tǒng)一命名。,皮膚電導(dǎo)(SC)：在表皮上用一個(gè)恒定電壓，可以測(cè)出皮膚電導(dǎo)的大小，其單位是微姆歐，由于它是用一個(gè)外加電壓來(lái)測(cè)量皮膚電導(dǎo)的，所以叫“外源性測(cè)量”。皮膚電導(dǎo)值(姆歐)的倒數(shù)就是皮膚電阻SR(歐姆)。 皮膚電導(dǎo)水平(SCL)：是跨越皮膚兩點(diǎn)的皮膚電導(dǎo)的絕對(duì)值，也可稱作“基礎(chǔ)皮膚電傳導(dǎo)。一般認(rèn)為它是在平靜狀態(tài)下生理活動(dòng)的基礎(chǔ)值。 皮膚電導(dǎo)反應(yīng)(SCR)：在皮膚電導(dǎo)水平中出現(xiàn)的一個(gè)瞬時(shí)的、較快的波動(dòng)，是由刺激而引起的生理心理激惹狀態(tài)。,皮膚電概述,皮膚電位(SP)：指在皮膚表面測(cè)得的直流電壓差(mv)，由于沒(méi)有用外源性電流，所以它是“內(nèi)源性測(cè)量。 皮膚電位水平(SPL)：是在皮表探測(cè)出的

3、直流電壓差的絕對(duì)值，也稱“基礎(chǔ)皮膚電位”。 皮膚電位反應(yīng)(SPR)：是在SPL水平上出現(xiàn)的一個(gè)相對(duì)快的瞬時(shí)波動(dòng)，是由各種刺激引起的生理心理反應(yīng)。,皮膚電概述,重點(diǎn)與難點(diǎn)之一,區(qū)分電導(dǎo)水平與反應(yīng) 電導(dǎo)水平：人在安靜時(shí)，在皮膚表面兩點(diǎn)之間的基礎(chǔ)值就是電導(dǎo)水平值。這種水平值常常波動(dòng)，個(gè)體活躍時(shí)電導(dǎo)水平相對(duì)增高，松弛時(shí)則相對(duì)較低。過(guò)去人們對(duì)電導(dǎo)水平?jīng)]有給予足夠的重視，其實(shí)它是對(duì)起動(dòng)勢(shì)能的一種很好的評(píng)價(jià)參數(shù)。 電導(dǎo)反應(yīng)：當(dāng)人受到刺激處于強(qiáng)烈的激情狀態(tài)如憤怒時(shí)，則產(chǎn)生瞬時(shí)的大幅度的波動(dòng)就是皮膚電導(dǎo)反應(yīng).,皮膚電導(dǎo)水平可作為皮膚電導(dǎo)反應(yīng)的基礎(chǔ)值或參照點(diǎn)。因此，電導(dǎo)水平和電導(dǎo)反應(yīng)是連續(xù)的過(guò)程。如果電導(dǎo)水平越低

4、，電導(dǎo)反應(yīng)越強(qiáng)，則兩者的差別就越顯著。 皮膚電導(dǎo)水平(SCL)和皮膚電導(dǎo)反應(yīng)(SCR)兩項(xiàng)指標(biāo)常常在心理學(xué)、醫(yī)學(xué)心理學(xué)和康復(fù)醫(yī)學(xué)的研究和治療中應(yīng)用。,重點(diǎn)與難點(diǎn)之一,二、皮膚電傳導(dǎo)的主要機(jī)制 皮膚電產(chǎn)生的機(jī)制有多種解釋和假說(shuō)，Edeberg調(diào)查和分析了大量的研究結(jié)果后，篩選出幾個(gè)較為精辟和有說(shuō)服力的假說(shuō)，引起了很多學(xué)者的重視。 1、Darro假說(shuō)，皮膚電導(dǎo)反應(yīng)是汗腺與體被結(jié)構(gòu)共同活動(dòng)造成的，并受神經(jīng)對(duì)皮膚通透性和汗腺活動(dòng)調(diào)節(jié)的影響。 2、Lloyd假說(shuō)，強(qiáng)調(diào)皮膚電位是皮被結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的負(fù)電位所致。,皮膚電概述,3、Martin和Venable假說(shuō)，認(rèn)為皮膚電導(dǎo)主要取決于汗腺活動(dòng)情況，汗腺活動(dòng)受交感

5、神經(jīng)膽堿能纖維所支配。因此，皮膚電導(dǎo)可作為交感神經(jīng)緊張度的間接指標(biāo)。 4、汗腺回路假說(shuō)認(rèn)為，由汗腺及其周圍組織形成回路。一般情況下皮下汗腺導(dǎo)管內(nèi)存有汗液，造成導(dǎo)管內(nèi)部和皮膚表面產(chǎn)生了負(fù)電位，當(dāng)汗腺泌汗增加時(shí)，由于導(dǎo)管內(nèi)汗液增加，使皮表與導(dǎo)管內(nèi)的皮膚電阻減小，導(dǎo)致皮膚電導(dǎo)增高。,皮膚電概述,從以上假說(shuō)可以看出皮電產(chǎn)生的機(jī)制是很復(fù)雜的，而且受多方面生理因素的調(diào)節(jié)和影響，對(duì)皮電發(fā)生的機(jī)制還需進(jìn)一步探索和研究。但到目前為止，汗腺活動(dòng)是產(chǎn)生和影響皮膚電傳導(dǎo)的重要因素已被實(shí)驗(yàn)所證明。由于汗腺的活動(dòng)是受體內(nèi)外溫度和人的生理心理活動(dòng)兩種主要因素的影響，尤其是人的生理心理反應(yīng)性泌汗是受交感神經(jīng)作用引起的，因此，

6、皮膚電導(dǎo)可作為交感神經(jīng)活動(dòng)的間接指標(biāo)，也可以用作評(píng)價(jià)情緒喚起水平和某些心理活動(dòng)的指標(biāo)。,皮膚電概述,三、影響皮膚電基礎(chǔ)水平的因素： 1、覺(jué)醒水平：在正常溫度范圍內(nèi)，手掌和足掌特別能反映喚醒水平，因此這兩個(gè)區(qū)域是測(cè)量皮膚電反應(yīng)的適宜部位。有證據(jù)表明，睡眠時(shí)皮膚電水平較低，但一旦覺(jué)醒，它就會(huì)很快升高。在催眠條件下，皮膚電水平也傾向于降低。瓦勒（Waller，1919）和韋克斯勒（Wechsler，1925）的研究表明，皮膚電水平在早晨較低，到中午達(dá)到頂點(diǎn)，而在晚上又降低，其變化似乎對(duì)應(yīng)于一天內(nèi)工作效率的變化。,皮膚電概述,2、溫度：身體皮膚電主要反映身體的溫度調(diào)節(jié)機(jī)制。因此，當(dāng)氣溫很高，身體需要散

7、熱時(shí)，皮膚因出汗電水平就高；而氣溫較低，身體需要保存熱量時(shí)，皮膚電水平就低。人的手掌和足掌也參與溫度調(diào)節(jié)，但主要是在極端的氣溫情況下才參與。,皮膚電概述,3、活動(dòng)：當(dāng)被試正準(zhǔn)備著某項(xiàng)任務(wù)時(shí)，皮膚電水平會(huì)逐漸上升；開(kāi)始從事某一活動(dòng)時(shí)，皮膚電水平將相應(yīng)地升高到一個(gè)較高水平；而在休息時(shí)皮膚電水平降低。如果長(zhǎng)時(shí)間從事某項(xiàng)難度不大的工作，皮膚電水平會(huì)緩慢地下降，但對(duì)難度較大的工作，這種變化就不明顯。許多心理現(xiàn)象與皮膚電水平有密切關(guān)系，情緒反應(yīng)會(huì)引起皮膚電水平的急劇變化。韋克斯勒（Wechsler，1925）和塞茲（Syz，1926）的研究表明，帶有情緒色彩的詞能引起皮膚電反應(yīng)，而重復(fù)刺激則能降低這種反應(yīng)

8、 。,皮膚電概述,三、皮膚電反應(yīng)的特性 1、周期性：皮膚電導(dǎo)隨交感神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)的變化而改變，也就是隨個(gè)體的機(jī)警程度而改變。人在睡眠時(shí)，其機(jī)警程度最低，情緒也處于最穩(wěn)定狀態(tài)，這時(shí)人的皮膚電導(dǎo)也最低。在一天當(dāng)中，因能量動(dòng)員水平在不同時(shí)間有差異，皮膚電導(dǎo)水平也出現(xiàn)早、中、晚不同。一般早晚較低而中午最高。此外，體力勞動(dòng)者與腦力勞動(dòng)者一日波動(dòng)情況也有差別。,皮膚電概述,2、應(yīng)激性：在模擬實(shí)驗(yàn)中可以看到被試者在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的準(zhǔn)備期、給予刺激時(shí)以及從事積極的智力活動(dòng)等情況下，其皮膚電導(dǎo)水平和反應(yīng)都有改變。在休息時(shí)SCL較低而且平穩(wěn)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的準(zhǔn)備期則被試手掌的SCL較高，若給予刺激，就產(chǎn)生一個(gè)SCR。在積

9、極的智力作業(yè)時(shí)，SCL是很高的，而在有干擾的情境下工作則會(huì)更高。如果感到工作困難，SCL會(huì)繼續(xù)增高。反之，當(dāng)工作順利緊張度放松時(shí)，SCL就漸漸下降并恢復(fù)較低基礎(chǔ)水平。因此，電傳導(dǎo)的變化與鎮(zhèn)定、安心、緊張的智力活動(dòng)、習(xí)慣化等心理因素有明顯的關(guān)系。,皮膚電概述,3、反應(yīng)性：幾乎所有形式的刺激都能引起SCR，而且刺激并不需要很強(qiáng)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中偶爾也能見(jiàn)到自發(fā)的SCR。由刺激到SCR出現(xiàn)有一潛伏期。同一種刺激不分強(qiáng)弱引起的SCR潛伏期兒乎相等。不同種類刺激的潛伏期則有差異.如光刺激潛伏期比聲刺激引起SCR的潛伏期長(zhǎng)，至于SCR的強(qiáng)度則與刺激的強(qiáng)度、刺激的新異性以及被試者由刺激引起的驚駭程度和對(duì)刺激的判

10、斷有關(guān)。,皮膚電概述,4、適應(yīng)性：適應(yīng)性是人類長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中的一種保護(hù)性功能。實(shí)驗(yàn)證明連續(xù)刺激產(chǎn)生的反應(yīng)很快降低，最后會(huì)出現(xiàn)即使用強(qiáng)刺激也不引起SCR的情況。但是，如果間隔數(shù)日后再重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則SCR又會(huì)重新出現(xiàn)，說(shuō)明SCR具有適應(yīng)性。,皮膚電概述,5、條件性：SCR很容易形成條件反射，用無(wú)關(guān)的滴答聲與強(qiáng)電擊結(jié)合幾次就可形成對(duì)滴答聲出現(xiàn)SCR的條件反射。已形成的條件反射也具有消退快的特點(diǎn)。由于條件性SCR容易形成和測(cè)量，因而成為研究條件反射的便利工具。這種條件反射已用于臨床的實(shí)驗(yàn)和研究。有人對(duì)81名正常人進(jìn)行研究，除4名例外，其余都需要用14次或更多次的聲刺激與強(qiáng)化物結(jié)合才能形成條件性SCR

11、，而對(duì)大多數(shù)被診斷有焦慮癥的病人只需較少次數(shù)就能形成。對(duì)一組精神病患兒的研究中，僅需18次聲刺激就形成了條件性SCR，而正常兒童組要35次。這種差別是由于焦慮的被試者有較大的反應(yīng)性造成的。,皮膚電概述,6、情緒性：SCL和SCR能否反映情緒性，許多心理學(xué)家一直存在著爭(zhēng)論。但有一點(diǎn)是肯定的，那就是凡能引起被試者激動(dòng)的刺激都能引起SCR。許多實(shí)驗(yàn)證明SCL和SCR可作為良好的“情緒指標(biāo)”。D.W.Dysinger(1951)曾用字作刺激比較不同字對(duì)SCL的影響。實(shí)驗(yàn)字是從最愉快、無(wú)關(guān)中性到最不愉快的字詞中選出一部分分別呈現(xiàn)，被試者根據(jù)自己體驗(yàn)等級(jí)報(bào)告。結(jié)果發(fā)現(xiàn)愉快和不愉快的字刺激對(duì)SCL都有所增高

12、，而中性詞最低。E.Patterson用講鬼怪故事、戲劇等方式引起被試者的情緒變化，發(fā)現(xiàn)被試者的體驗(yàn)強(qiáng)度和SCR數(shù)量之間有明顯的正相關(guān)(R=0.550.85)。因此，無(wú)論人的情緒狀態(tài)是激動(dòng)或緊張還是比較平靜而松弛，都可以用SCL和SCR作為測(cè)量情緒的良好指標(biāo)。,皮膚電概述,綜上所述，測(cè)量皮膚電導(dǎo)有很多優(yōu)點(diǎn)，如靈敏易測(cè)。但也應(yīng)看到其特異性較差，如果單從一個(gè)SCR來(lái)看，很難區(qū)別它是一個(gè)應(yīng)激反應(yīng)還僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的刺激反應(yīng)。這就要求科研人員有良好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和對(duì)各種變量具有有效的控制措施，再根據(jù)SCL和SCR兩者的相互關(guān)系進(jìn)行研究分析，最后得出正確的判斷。,皮膚電概述,一、皮膚電反應(yīng)（GSR）的常用測(cè)量?jī)x

13、器 常用儀器有：皮膚電測(cè)試儀，生理電導(dǎo)儀，多參數(shù)生物反饋儀，測(cè)謊儀，事件相關(guān)電位系統(tǒng)等均可以被用來(lái)測(cè)量皮膚電。這其中的有些儀器還可以同時(shí)測(cè)量心電、肌電、皮溫等生理心理反應(yīng)。,皮膚電的測(cè)量,皮膚電反應(yīng)儀是一種顯示或以曲線波紋形式記錄皮膚電反應(yīng)變化的儀器。其機(jī)理是：在情緒狀態(tài)時(shí)，皮膚內(nèi)血管的舒張和收縮以及汗腺分泌等變化，能引起皮膚電阻的變化。皮膚電反應(yīng)儀就是以此來(lái)測(cè)定植物性神經(jīng)系統(tǒng)的情緒反應(yīng)。最早研究這一現(xiàn)象的是費(fèi)利（C.Fere），1888年他把兩個(gè)電極連接到前臂上，并把它與弱電源和一個(gè)電流計(jì)串聯(lián)。他發(fā)現(xiàn)當(dāng)被試被音叉、氣味等刺激時(shí)，電流計(jì)就迅速偏轉(zhuǎn)，后人稱之為費(fèi)利現(xiàn)象。以后皮膚電反應(yīng)即被廣泛應(yīng)用

14、。,皮膚電的測(cè)量,二、皮膚電導(dǎo)的測(cè)量原理 目前對(duì)皮膚電導(dǎo)的測(cè)量都是用直流電壓法。把兩個(gè)電極分別接到皮膚的兩個(gè)部位，并把電極與電流計(jì)和外接電源進(jìn)行串聯(lián)。當(dāng)電路接通后就會(huì)產(chǎn)生電流傳導(dǎo)，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。如此時(shí)再給予刺激引起被試者的心理興奮，則會(huì)降低電阻值而增大電流。 電流(C)=電壓(V)*電導(dǎo)值 當(dāng)電壓(恒壓)=K 電流(C)=K*電導(dǎo)值,皮膚電的測(cè)量,傳統(tǒng)的測(cè)量方法以電阻為定量單位，它包括兩個(gè)部分：第一部分即惠斯通電橋，使用時(shí)可以調(diào)節(jié)有刻度的電阻器到零點(diǎn)，來(lái)抵消未知的（即被試的基線）電阻，然后從電阻器的刻度上讀出被試的電阻；第二部分是在電橋上串上一個(gè)放大器，以把電流的變化放大。目前，新型的皮膚

15、電反應(yīng)儀就在此基礎(chǔ)上，向小型輕便化和靈敏準(zhǔn)確化發(fā)展。,皮膚電的測(cè)量,測(cè)量皮膚電一般有恒壓與恒流兩種方法。過(guò)去恒流法比恒壓法更為流行。但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)恒流法受所測(cè)部位皮膚汗腺分布疏密和汗腺活動(dòng)數(shù)目多少的影響較大，其精確性不如恒壓法。尤其當(dāng)所測(cè)部位皮膚汗腺活動(dòng)減少或汗腺分布較少時(shí)，皮膚電導(dǎo)減小導(dǎo)致電流增大，會(huì)產(chǎn)生過(guò)量電流存集在電極上，對(duì)皮膚產(chǎn)生刺激。這種由儀器本身產(chǎn)生的刺激”的作用，會(huì)影響或干擾皮電活動(dòng)的測(cè)量結(jié)果。,皮膚電的測(cè)量,與此相反，恒壓法不受皮膚部位汗腺多少的影響，也沒(méi)有由過(guò)強(qiáng)電流而產(chǎn)生的刺激作用。 測(cè)量皮膚電導(dǎo)也有應(yīng)用交流皮膚電導(dǎo)儀。測(cè)得的數(shù)值與直流電壓法測(cè)量的很接近.其優(yōu)點(diǎn)是電極對(duì)皮膚的

16、刺激作用小和對(duì)電極的保護(hù)等要求不高。而直流皮膚電導(dǎo)儀易受皮表電容和電極極化的影響。,皮膚電的測(cè)量,一、皮膚電在心理學(xué)研究中的應(yīng)用 二、皮膚電在醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用 三、皮膚電在航空研究中的應(yīng)用,皮膚電的應(yīng)用,有機(jī)體要協(xié)調(diào)自身的內(nèi)、外環(huán)境，尤其是保持內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定性，才能更好的適應(yīng)環(huán)境。 目前，人們可以借助生物反饋儀提供的信息來(lái)學(xué)習(xí)控制內(nèi)臟器官的活動(dòng)，以達(dá)到適應(yīng)、預(yù)防和康復(fù)的目的。動(dòng)員機(jī)體內(nèi)源性能量，對(duì)機(jī)體進(jìn)行自我調(diào)節(jié)的方法有氣功、瑜伽和生物反饋放松訓(xùn)練等方法，尤其是通過(guò)生物反饋儀測(cè)定個(gè)體的皮電反應(yīng)，已被用于很多臨床疾病的治療，心理障礙的矯治和航空訓(xùn)練中。,皮膚電的應(yīng)用,皮膚電導(dǎo)反饋放松訓(xùn)練在臨床上主要用于心理治療。如對(duì)心因性疾病的治療、緊張引起的機(jī)能障礙等，尤其對(duì)交感神經(jīng)活動(dòng)有關(guān)的焦慮狀態(tài)，皮膚電導(dǎo)可以提供參數(shù)。,皮膚電的應(yīng)用,生物反饋訓(xùn)練的機(jī)制是降低交感神經(jīng)緊張性以便改善內(nèi)臟器官的機(jī)能狀態(tài)。因此，在治療開(kāi)始時(shí)通過(guò)患者重新再現(xiàn)自身的各種生活方式或情緒反應(yīng)，從中篩選出引起心理生理障礙的各種社會(huì)的、心理的和環(huán)境的因素。在治療過(guò)程中有時(shí)有意給病人一個(gè)非常不愉快的刺激，甚至就是引起病人產(chǎn)生障礙的刺激來(lái)打亂病人訓(xùn)練時(shí)的平穩(wěn)情緒狀態(tài)。給予這種刺激的目的是讓病人能夠?qū)W習(xí)在不利的情境下能學(xué)習(xí)