Электрическая активность кожи (ЭАК), ранее именовалась как кожно-гальваническая реакция (КГР) — биоэлектрическая реакция, которая регистрируется с поверхности кожиБольшой психологический словарь. — М.: Прайм-ЕВРОЗНАК. Под ред. Б. Г. Мещерякова, акад. В. П. Зинченко. 2003., показатель активности вегетативной нервной системы, широко применяемый в психофизиологии.
Показатели ЭАК В настоящее время термин ЭАК объединяет ряд таких показателей, как: уровень потенциала кожи УПК (SPL) реакция потенциала кожи РПК (SPR) спонтанная реакция потенциала кожи СРПК (SSPR) уровень сопротивления УСК (SRL) или уровень проводимости кожи УПрК (SCL) реакция сопротивления кожи РСК (SRR) или реакция проводимости кожи (РПрК или SCR) спонтанная реакция сопротивления кожи СРСК (SSRR) или спонтанная реакция проводимости кожи СРПрК (SSCR)
Разные показатели ЭАК могут нести различную информацию о лежащих в её основе процессах.Дж. Хэссет, Введение в психофизиологию/Перевод с английского канд. биол. наук И. И. Полетаевой под редакцией д-ра биол. наук Е. Н. Соколова — М.: Мир. — 1981. — С. 49-67. — 246 с.
Регистрация показателей В психофизиологии ЭАК применяется как показатель «эмоционального» и «деятельностного» потоотделения и регистрируется обычно с кончиков пальцев или с ладони биполярными неполяризующими электродами, хотя также может измеряться с подошв ног, со лба и в области подмышечных впадин. В силу циклического характера выделения пота потовыми железами, записи ЭАК имеют колебательный характер. При применении метода Фере с приложением внешнего тока (экзосоматический метод) показателями считается проводимость (ПрК) или сопротивление кожи (СК), при использовании метода Тарханова (эндосоматический метод) — электрический потенциал кожи (ПК).
Ранее многие психофизиологи в своих исследованиях придерживались предположения, что место отведения ЭАК не имеет существенного значения. Так Булл и Гэйл (Bull, Gale) продемонстрировали, что при прослушивании испытуемыми серии тонов реакции, которые регистрируются с обеих рук, оказываются сходными.Bull R. H. C., Gale M. A. Electrodermal activity recorded concomitantly from the subject’s two hands. Psychophysiology, 1975, 12, 94—97. Однако ряд исследований указывают, что это предположение оказывается верным не всегда. Так Варни (Varni) обнаружил, что в ходе выработки классического условного рефлекса более сильная электрическая реакция кожи выявляется на той руке, на которую подается электрический удар.VarniJ. C. Learned asymmetry of localized electrodermal responses. Psychophysiology, 1975, 12, 41—45. Мыслободский и Рэтток (Mystobodsky, Rattok) показали возникновение на левой руке большей реакции на зрительные стимулы в сравнении со словесными,Mystobodsky M. S., Rattok J. Asymmetry of electrodermal activity in man. Bulletin of Psychonomic Society, 1975, 6, 501—502. что согласуется с современными представлениями о межполушарной асимметрии.
С точки зрения электроники, более простой и дешевой является непосредственная регистрация сопротивления, в связи с этим большинство исследователей продолжает использовать приборы, измеряющие СК, а затем через применение нелинейных преобразований переводят получаемые данные в величины проводимости (ПрК), в силу предпочтения данного показателя по ряду причин.Lykken D. Т., Venables P. H. Direct measurement of skin conductance: A proposal for standartization. Psychophysiology, 1971, 8, 656—672. Один из доводов к такому предпочтению основывается на биологических соображениях и заключается в том, что потовые железы функционируют как ряд параллельно включенных резисторов.Treager R. T. Physical functions of skin. New York: Academic Press, 1966. Так как проводимость группы параллельно включенных проводников равняется сумме их проводимостей, увеличение проводимости прямо пропорционально числу включающихся в работу потовых желез. Дэрроу (Darrow) независимо выявил линейную связь проводимости кожи с секрецией пота, которая отсутствует у сопротивления кожи.Darrow С W. The rationale for treating the change in galvanic skin response as a change in conductance. Psychophysiology, 1964, 1, 31—38. Со статистической точки зрения, также предпочтительным является применение величины ПрК в сравнении с СК, в силу того что ее распределение ближе к нормальному, нежели у величин СК.
Тонические и фазические показатели В качестве индикаторов ЭАК рассматриваются следующие характеристики: Уровень — тоническая составляющая ЭАК (длительные изменения показателей); Реакция — фазическая составляющая ЭАК, занимающая всего несколько секунд (изменения малой длительности, вызываемые определенным раздражителем); Спонтанные реакции — краткосрочные изменения, не обнаруживающие видимой связи с внешними стимулами. Общее число таких фазических реакций на данном временном промежутке (частота спонтанной активности) представляет собой также тонический показатель ЭАК. О частоте СРПрК также можно говорить при медитации,Orme-Johnson D. W. Autonomic stability and transcendental meditation. Psychosomatic Medicine, 1973, 35, 341—349. при определении способностей по тестам IQ,Kildpatrick D. G. Differential responsiveness of two electrodermal indices to psychological stress and performance of a complex cognitive task. Psychophysiology, 1972, 9, 218—226. при просмотре волнующего фильмаGoleman d., Schwartz G. E. Meditation as an intervention in stress reactivity. Journal of Consulting and Clinical Psychology, 1976, 44, 456—463..
Ряд работ указывает на то, что два тонических показателя ПрК — УПрК и СРПрК — возможно, связаны с разными типами активности. Так, в эксперименте Килпатрика (Kilpatrick), было обнаружено, у большинства испытуемых повышение УПрК без соответствующих изменений СРПрК во время тестирования IQ и одновременное повышение обоих показателей при прохождении того же теста, предлагаемого для оценки степени повреждения мозга. Этот факт согласуется с данными о том, что спонтанная активность возрастает при эмоциональном стрессе, тогда как изменения уровня возникают как вследствие эмоций, так и при умственной работе.
Уровень тонического электрокожного сопротивления применяется в качестве показателя функционального состояния центральной нервной системы: в расслабленном состоянии (например, во сне) сопротивление кожи повышается, а при высоком уровне активации понижается. Фазические показатели остро реагируют на напряжение, тревогу, усиление мыслительной деятельности.
Физиологические основы Возникновение ЭАК, главным образом, связано с активностью потовых желез кожи человека, однако, её физиологическая основа до конца не изучена. Хотя ранние исследователи предполагали, что в определении электрической активности кожи могут участвовать и иные факторы, помимо активности потовых желез: так некоторые ученые считали, что ЭАК отражает мышечную активность, тогда как другие говорили о возможном участии периферических кровеносных сосудов. Мышечная теория была довольно скоро отклонена. Несколько позже ряд экспериментов опроверг и возможность сосудистой теории Так Лэйдер и Монтегю (Lader, Montagu) продемонстрировали, что при подавлении фармакологическими средствами реакции потовых желез РПрК исчезает, в то время как при подобной блокаде периферических кровеносных сосудов РПрК сохраняется без изменения.Lader M. H., Montagu J. D. The psycho-galvanic reflex: A pharmacologic study of the periferal mechanism. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry, 1962, 25, 126—133. Однако, до сих пор остается до конца не ясной возможность влияния сосудистой системы на кожный потенциал.
Несмотря на то, что нейромедиатором для потовых желез является ацетилхолин (передатчик, характерный для парасимпатической системы), они находятся под контролем симпатической нервной системы (например, разрушение симпатической нервной системы на одной стороне тела приводит к уничтожению ЭАК только на этой сторонеSchwartz G. E. Toward a theory of voluntary control of response patterns in the cardiovascular system. In: P. A. Obrist, A. H. Black, J. Brener, L. V. Di-Cara (Eds.), Cardiovascular psychophysiology. Chicago: Aldine, 1974.). Ввиду этого, а также весьма распространенного убеждения, что симпатическая реакция имеет диффузный характер, ЭАК применялась в прошлом в качестве грубого индикатора активации симпатической системы. Однако исследование связей потовых желез с центральной нервной системой выявляет необоснованность такого упрощенного подходаRickles W H Central nervous system substrates of some psychophysiological variables. In: N. S. Greenfield and R. A. Sternbach (Eds.), Handbook of Psychophysiology. New York: Holt, Rinehart and Winston, 1972.). К потовым железам поступают влияния от коры больших полушарий и глубинных структур мозга: гипоталамуса и ретикулярной формации.
У человека на теле имеется 2-3 миллиона потовых желез, однако их количество на разных участках тела сильно варьируется. Так на ладонь ладонях и подошвах плотность распределения потовых желез порядка 400 на квадратный сантиметр поверхности кожи, на лбу — около 200, на спине — около 60.Champion R. H. (Ed.). An introduction to the biology of skin. Philadelphia: Davis, 1970. Хотя точное число желез на единицу площади у разных людей бывает разным, соотношение их числа в разных местах весьма постоянно.Kuno Y. Human perspiration. Springfield., 111.: Thomas, 1956. Выделение пота железами осуществляется постоянно.
Апокринные железы находятся, главным образом, в подмышечных впадинах и в паху, развиваются из волосяных фолликулов реагирует на раздражители, вызывающие стресс и не имеют непосредственной связи с регуляцией температуры тела. Считается, что именно эти железы определяют запах тела . Эккринные железы располагаются по всему телу. Их главная функция состоит в терморегуляции. Среди них железы, располагающиеся на ладонях и подошвах ног, а также в меньшей степени на лбу и под мышками, реагируют, главным образом, на внешние раздражители и стрессовые воздействия. Однако такое подразделение желез имеет относительный характер. Так в условиях сильной жары «эмоциональные» железы способны реагировать на нее, в условиях же крайнего стресса на него могут отвечать и терморегуляторные железы.
В экспериментах было показано, что активность потовых желез отражает определенные события, протекающие в головном мозге. В работе Бернстейна, Тэйлора и Уэйнстейна (Bernstein, Taylor, Weinstein) была продемонстрирована ключевая роль «психологической значимости» физического стимула для предсказания реакции потовых желез.Bernstein A. S., Taylor К. W., Weinstein E. The phasic electrodermal response as a differentiated complex reflecting stimulus significance. Psychophysiology, 1975, 12, 158—169. При этом величина реакции потовых желез закономерно связана с интенсивностью осознаваемых переживаний. В своей работе «Сознание и гальванометр» Э.Маккерди (McCurdy) резюмировал данные об усилении потоотделения в отчет на эмоционально окрашенные стимулы.McCurdy H. D. Consciousness and the galvanometer. Psychological Review, 1950, 57, 322—327.
Существует ряд основных гипотез о биологическом значении «эмоционального» потоотделения. Согласно традиционной точке зрения, приписываемой Дэрроу (Darrow, 1936), повышенное потоотделение позволяет руке лучше что-либо схватить и ведет к усилению тактильной чувствительности, кроме этого увлажнение ладоней и подошв делает их менее уязвимыми для ссадин и порезов. Все эти изменения являются благоприятными в угрожающей ситуации и весьма понятны в эволюционном аспекте. Существуют и другие более сложные теории относительно тонких физиологических эффектов такого потоотделения.
Модель «цепи потоотделения» Р.Эдельберга