皮肤电的研究.ppt

皮肤电反应专题 主讲 孙桂芹Email 445388771 石河子大学师范学院心理系 专题大纲 概述 测量 应用 概念 机制 特性 皮肤电反应 相关仪器设备 医学 心理学 航空 皮肤电概述 一 皮肤电的相关概念用来标志皮肤电活动的名称术语繁多 诸如皮肤电反射 GSR 心理电反射 PGR 皮肤电阻 SR 皮肤传导 SC 皮肤电位 EDP 皮电 SP 等等 其中心理电反射是最早应用的名称 由于它是由刺激引起心理兴奋而产生的皮肤电传导变化的现象 许多学者不同意它具有心理或反射的含意 认为应该称为皮肤电反应 GSR 和皮电反应 EDR 为了减少名称造成的混乱 在生理心理学领域中确定了以下统一命名 皮肤电导 SC 在表皮上用一个恒定电压 可以测出皮肤电导的大小 其单位是微姆欧 由于它是用一个外加电压来测量皮肤电导的 所以叫 外源性测量 皮肤电导值 姆欧 的倒数就是皮肤电阻SR 欧姆 皮肤电导水平 SCL 是跨越皮肤两点的皮肤电导的绝对值 也可称作 基础皮肤电传导 一般认为它是在平静状态下生理活动的基础值 皮肤电导反应 SCR 在皮肤电导水平中出现的一个瞬时的 较快的波动 是由刺激而引起的生理心理激惹状态 皮肤电概述 皮肤电位 SP 指在皮肤表面测得的直流电压差 mv 由于没有用外源性电流 所以它是 内源性测量 皮肤电位水平 SPL 是在皮表探测出的直流电压差的绝对值 也称 基础皮肤电位 皮肤电位反应 SPR 是在SPL水平上出现的一个相对快的瞬时波动 是由各种刺激引起的生理心理反应 皮肤电概述 重点与难点之一 区分电导水平与反应 电导水平 人在安静时 在皮肤表面两点之间的基础值就是电导水平值 这种水平值常常波动 个体活跃时电导水平相对增高 松弛时则相对较低 过去人们对电导水平没有给予足够的重视 其实它是对起动势能的一种很好的评价参数 电导反应 当人受到刺激处于强烈的激情状态如愤怒时 则产生瞬时的大幅度的波动就是皮肤电导反应 皮肤电导水平可作为皮肤电导反应的基础值或参照点 因此 电导水平和电导反应是连续的过程 如果电导水平越低 电导反应越强 则两者的差别就越显著 皮肤电导水平 SCL 和皮肤电导反应 SCR 两项指标常常在心理学 医学心理学和康复医学的研究和治疗中应用 重点与难点之一 二 皮肤电传导的主要机制皮肤电产生的机制有多种解释和假说 Edeberg调查和分析了大量的研究结果后 筛选出几个较为精辟和有说服力的假说 引起了很多学者的重视 1 Darro假说 皮肤电导反应是汗腺与体被结构共同活动造成的 并受神经对皮肤通透性和汗腺活动调节的影响 2 Lloyd假说 强调皮肤电位是皮被结构产生的负电位所致 皮肤电概述 3 Martin和Venable假说 认为皮肤电导主要取决于汗腺活动情况 汗腺活动受交感神经胆碱能纤维所支配 因此 皮肤电导可作为交感神经紧张度的间接指标 4 汗腺回路假说认为 由汗腺及其周围组织形成回路 一般情况下皮下汗腺导管内存有汗液 造成导管内部和皮肤表面产生了负电位 当汗腺泌汗增加时 由于导管内汗液增加 使皮表与导管内的皮肤电阻减小 导致皮肤电导增高 皮肤电概述 从以上假说可以看出皮电产生的机制是很复杂的 而且受多方面生理因素的调节和影响 对皮电发生的机制还需进一步探索和研究 但到目前为止 汗腺活动是产生和影响皮肤电传导的重要因素已被实验所证明 由于汗腺的活动是受体内外温度和人的生理心理活动两种主要因素的影响 尤其是人的生理心理反应性泌汗是受交感神经作用引起的 因此 皮肤电导可作为交感神经活动的间接指标 也可以用作评价情绪唤起水平和某些心理活动的指标 皮肤电概述 三 影响皮肤电基础水平的因素 1 觉醒水平 在正常温度范围内 手掌和足掌特别能反映唤醒水平 因此这两个区域是测量皮肤电反应的适宜部位 有证据表明 睡眠时皮肤电水平较低 但一旦觉醒 它就会很快升高 在催眠条件下 皮肤电水平也倾向于降低 瓦勒 Waller 1919 和韦克斯勒 Wechsler 1925 的研究表明 皮肤电水平在早晨较低 到中午达到顶点 而在晚上又降低 其变化似乎对应于一天内工作效率的变化 皮肤电概述 2 温度 身体皮肤电主要反映身体的温度调节机制 因此 当气温很高 身体需要散热时 皮肤因出汗电水平就高 而气温较低 身体需要保存热量时 皮肤电水平就低 人的手掌和足掌也参与温度调节 但主要是在极端的气温情况下才参与 皮肤电概述 3 活动 当被试正准备着某项任务时 皮肤电水平会逐渐上升 开始从事某一活动时 皮肤电水平将相应地升高到一个较高水平 而在休息时皮肤电水平降低 如果长时间从事某项难度不大的工作 皮肤电水平会缓慢地下降 但对难度较大的工作 这种变化就不明显 许多心理现象与皮肤电水平有密切关系 情绪反应会引起皮肤电水平的急剧变化 韦克斯勒 Wechsler 1925 和塞兹 Syz 1926 的研究表明 带有情绪色彩的词能引起皮肤电反应 而重复刺激则能降低这种反应 皮肤电概述 三 皮肤电反应的特性1 周期性 皮肤电导随交感神经系统活动的变化而改变 也就是随个体的机警程度而改变 人在睡眠时 其机警程度最低 情绪也处于最稳定状态 这时人的皮肤电导也最低 在一天当中 因能量动员水平在不同时间有差异 皮肤电导水平也出现早 中 晚不同 一般早晚较低而中午最高 此外 体力劳动者与脑力劳动者一日波动情况也有差别 皮肤电概述 2 应激性 在模拟实验中可以看到被试者在实验开始时的准备期 给予刺激时以及从事积极的智力活动等情况下 其皮肤电导水平和反应都有改变 在休息时SCL较低而且平稳 当实验开始时的准备期则被试手掌的SCL较高 若给予刺激 就产生一个SCR 在积极的智力作业时 SCL是很高的 而在有干扰的情境下工作则会更高 如果感到工作困难 SCL会继续增高 反之 当工作顺利紧张度放松时 SCL就渐渐下降并恢复较低基础水平 因此 电传导的变化与镇定 安心 紧张的智力活动 习惯化等心理因素有明显的关系 皮肤电概述 3 反应性 几乎所有形式的刺激都能引起SCR 而且刺激并不需要很强 在实验过程中偶尔也能见到自发的SCR 由刺激到SCR出现有一潜伏期 同一种刺激不分强弱引起的SCR潜伏期儿乎相等 不同种类刺激的潜伏期则有差异 如光刺激潜伏期比声刺激引起SCR的潜伏期长 至于SCR的强度则与刺激的强度 刺激的新异性以及被试者由刺激引起的惊骇程度和对刺激的判断有关 皮肤电概述 4 适应性 适应性是人类长期进化过程中的一种保护性功能 实验证明连续刺激产生的反应很快降低 最后会出现即使用强刺激也不引起SCR的情况 但是 如果间隔数日后再重新进行实验 则SCR又会重新出现 说明SCR具有适应性 皮肤电概述 5 条件性 SCR很容易形成条件反射 用无关的滴答声与强电击结合几次就可形成对滴答声出现SCR的条件反射 已形成的条件反射也具有消退快的特点 由于条件性SCR容易形成和测量 因而成为研究条件反射的便利工具 这种条件反射已用于临床的实验和研究 有人对81名正常人进行研究 除4名例外 其余都需要用14次或更多次的声刺激与强化物结合才能形成条件性SCR 而对大多数被诊断有焦虑症的病人只需较少次数就能形成 对一组精神病患儿的研究中 仅需18次声刺激就形成了条件性SCR 而正常儿童组要35次 这种差别是由于焦虑的被试者有较大的反应性造成的 皮肤电概述 6 情绪性 SCL和SCR能否反映情绪性 许多心理学家一直存在着争论 但有一点是肯定的 那就是凡能引起被试者激动的刺激都能引起SCR 许多实验证明SCL和SCR可作为良好的 情绪指标 D W Dysinger 1951 曾用字作刺激比较不同字对SCL的影响 实验字是从最愉快 无关中性到最不愉快的字词中选出一部分分别呈现 被试者根据自己体验等级报告 结果发现愉快和不愉快的字刺激对SCL都有所增高 而中性词最低 E Patterson用讲鬼怪故事 戏剧等方式引起被试者的情绪变化 发现被试者的体验强度和SCR数量之间有明显的正相关 R 0 55 0 85 因此 无论人的情绪状态是激动或紧张还是比较平静而松弛 都可以用SCL和SCR作为测量情绪的良好指标 皮肤电概述 综上所述 测量皮肤电导有很多优点 如灵敏易测 但也应看到其特异性较差 如果单从一个SCR来看 很难区别它是一个应激反应还仅是一个简单的刺激反应 这就要求科研人员有良好的实验设计和对各种变量具有有效的控制措施 再根据SCL和SCR两者的相互关系进行研究分析 最后得出正确的判断 皮肤电概述 一 皮肤电反应 GSR 的常用测量仪器常用仪器有 皮肤电测试仪 生理电导仪 多参数生物反馈仪 测谎仪 事件相关电位系统等均可以被用来测量皮肤电 这其中的有些仪器还可以同时测量心电 肌电 皮温等生理心理反应 皮肤电的测量 皮肤电反应仪是一种显示或以曲线波纹形式记录皮肤电反应变化的仪器 其机理是 在情绪状态时 皮肤内血管的舒张和收缩以及汗腺分泌等变化 能引起皮肤电阻的变化 皮肤电反应仪就是以此来测定植物性神经系统的情绪反应 最早研究这一现象的是费利 C Fere 1888年他把两个电极连接到前臂上 并把它与弱电源和一个电流计串联 他发现当被试被音叉 气味等刺激时 电流计就迅速偏转 后人称之为费利现象 以后皮肤电反应即被广泛应用 皮肤电的测量 二 皮肤电导的测量原理目前对皮肤电导的测量都是用直流电压法 把两个电极分别接到皮肤的两个部位 并把电极与电流计和外接电源进行串联 当电路接通后就会产生电流传导 使电流计指针偏转 如此时再给予刺激引起被试者的心理兴奋 则会降低电阻值而增大电流 电流 C 电压 V 电导值当电压 恒压 K电流 C K 电导值 皮肤电的测量 传统的测量方法以电阻为定量单位 它包括两个部分 第一部分即惠斯通电桥 使用时可以调节有刻度的电阻器到零点 来抵消未知的 即被试的基线 电阻 然后从电阻器的刻度上读出被试的电阻 第二部分是在电桥上串上一个放大器 以把电流的变化放大 目前 新型的皮肤电反应仪就在此基础上 向小型轻便化和灵敏准确化发展 皮肤电的测量 测量皮肤电一般有恒压与恒流两种方法 过去恒流法比恒压法更为流行 但在实践中发现恒流法受所测部位皮肤汗腺分布疏密和汗腺活动数目多少的影响较大 其精确性不如恒压法 尤其当所测部位皮肤汗腺活动减少或汗腺分布较少时 皮肤电导减小导致电流增大 会产生过量电流存集在电极上 对皮肤产生刺激 这种由仪器本身产生的 刺激 的作用 会影响或干扰皮电活动的测量结果 皮肤电的测量 与此相反 恒压法不受皮肤部位汗腺多少的影响 也没有由过强电流而产生的刺激作用 测量皮肤电导也有应用交流皮肤电导仪 测得的数值与直流电压法测量的很接近 其优点是电极对皮肤的刺激作用小和对电极的保护等要求不高 而直流皮肤电导仪易受皮表电容和电极极化的影响 皮肤电的测量 一 皮肤电在心理学研究中的应用二 皮肤电在医学研究中的应用三 皮肤电在航空研究中的应用 皮肤电的应用 有机体要协调自身的内 外环境 尤其是保持内部环境的相对稳定性 才能更好的适应环境 目前 人们可以借助生物反馈仪提供的信息来学习控制内脏器官的活动 以达到适应 预防和康复的目的 动员机体内源性能量 对机体进行自我调节的方法有气功 瑜伽和生物反馈放松训练等方法 尤其是通过生物反馈仪测定个体的皮电反应 已被用于很多临床疾病的治疗 心理障碍的矫治和航空训练中 皮肤电的应用 皮肤电导反馈放松训练在临床上主要用于心理治疗 如对心因性疾病的治疗 紧张引起的机能障碍等 尤其对交感神经活动有关的焦虑状态 皮肤电导可以提供参数 皮肤电的应用 生物反馈训练的机制是降低交感神经紧张性以便改善内脏器官的机能状态 因此 在治疗开始时通过患者重新再现自身的各种生活方式或情绪反应 从中筛选出引起心理生理障碍的各种社会的 心理的和环境的因素 在治疗过程中有时有意给病人一个非常不愉快的刺激 甚至就是引起病人产生障碍的刺激来打乱病人训练时的平稳情绪状态 给予这种刺激的目的是让病人能够学习在不