皮膚電信號(GSR)及其原理簡析

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皮膚電信號（GSR，屬于膚電活動總稱 EDA 的一支）是指反映出我們情緒狀態(tài)強(qiáng)度的汗腺活動變化，也稱為情緒喚醒。

情緒喚醒的程度會隨著我們所處的環(huán)境而改變 – 如果某件事是可怕的、快樂的、或與情緒相關(guān)，那么我們經(jīng)歷的情緒反應(yīng)的后續(xù)變化也會增加外分泌汗腺的活動。研究表明這與情緒喚醒有關(guān)聯(lián) [1, 2, 3]。 值得注意的是，正向和負(fù)面的刺激都會增加喚醒的發(fā)生。因此，GSR 信號代表的是情緒的強(qiáng)度而不是情緒的類型。

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GSR 信號背景介紹

維格魯 (Vigouroux) 是第一位發(fā)現(xiàn)精神狀態(tài)和 GSR 活動有關(guān)的研究人員 [4]，他發(fā)現(xiàn)了病患鎮(zhèn)靜程度和皮膚電阻的關(guān)聯(lián) [1,5]。自這一開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)以來的 120 多年間，數(shù)千篇文章探討了這種情緒反應(yīng)與 GSR 信號的聯(lián)系。 雖然汗液分泌對體溫調(diào)節(jié)和感覺分辨扮演重要作用，但皮膚電導(dǎo)的變化也會因情緒刺激而受到強(qiáng)烈觸發(fā) [1]：激發(fā)程度越高，皮膚電導(dǎo)也越高。 雖然汗腺的數(shù)量因人而異，但最多分布在手和腳上。 皮膚電導(dǎo)不受意識控制。它由交感神經(jīng)活動自主調(diào)節(jié)；交感神經(jīng)活動驅(qū)動人類行為的方方面面，也包括認(rèn)知和情緒狀態(tài)[3]。因此，皮膚電導(dǎo)能直接深入了解自主情緒調(diào)節(jié)。

在 iMotions軟件可視化“絕命毒師”某一集的 GSR 信號范例

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有關(guān) GSR 傳感器

GSR 測量需檢測由汗腺活動變化所引起的電活動變化，因此電極必須對這些變化敏感，并能夠?qū)⒃撡Y訊傳輸?shù)接涗浹b置。

現(xiàn)在大多數(shù)的 GSR 電極都有一個與皮膚接觸的 Ag/AgCl（氯化銀）接觸點(diǎn)。使用 Ag/AgCl 電極是因?yàn)楸阋?、堅固、對人體無害；當(dāng)然，也因?yàn)樗鼈兡軠?zhǔn)確地傳送來自離子活動的信號。

信號會經(jīng)由電極，承載信息的電線最終傳給 GSR 裝置。數(shù)據(jù)以 1 – 10 Hz 之間的采樣頻率收集，并以微西門子(μS) 為單位進(jìn)行測量。

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GSR 信號解說

GSR信號是兩個加法過程的結(jié)果：一個波動非常緩慢的主基調(diào)部分（幾秒到幾分鐘），以及一個變化更快的部分（在幾秒內(nèi)波動）。

當(dāng) GSR 活動因受刺激而發(fā)生顯著變化時，稱為事件相關(guān)膚電反應(yīng) (ER-SCR)。這些反應(yīng)，也稱為 GSR 峰值，可以提供有關(guān)刺激物的情緒喚醒的信息。

借由運(yùn)用皮膚電導(dǎo)值或 GSR 峰值的數(shù)量，可以將定量數(shù)據(jù)加入情緒喚醒的研究中。有更多的數(shù)據(jù)，能幫助對人類行為有更多新發(fā)現(xiàn)。

審核編輯：劉清