Arduino窺視無(wú)意識(shí)的鏡子

首先，需要將一個(gè)人放在一個(gè)特殊的金屬籠子里來(lái)記錄高質(zhì)量的電生理參數(shù)，而這在大約 30-40 年前是絕對(duì)必要的。這也是我個(gè)人科學(xué)經(jīng)驗(yàn)的一部分。

但主要的東西一直是，而且今天實(shí)際上仍然是唯一的——它是極其復(fù)雜的電子產(chǎn)品。在各種濾波器的幫助下，它執(zhí)行將有用信號(hào)從噪聲中分離出來(lái)的主要任務(wù)，方法是預(yù)先對(duì)其進(jìn)行非常強(qiáng)烈的放大，然后將其直接傳輸?shù)綄?xiě)入設(shè)備或深入分析到計(jì)算機(jī)。

通常，計(jì)算機(jī)會(huì)接收已過(guò)濾和純化的信息。

因此，為了更好地理解我的項(xiàng)目的新穎性，讓我們以以下框圖的形式展示這個(gè)過(guò)程：1）原始信號(hào) ---> 2）放大 ---> 3）從噪聲中分離 ---> 4）計(jì)算機(jī)處理---> 5）顯示。在我們的示例（圖 4 和圖 5）中，數(shù)據(jù)是直接從該方案中獲得的。

現(xiàn)在讓我們問(wèn)自己一個(gè)有趣的問(wèn)題。為什么榮格的記錄（圖 3）是干凈的？答案是出乎意料的——鏡子電流計(jì)電纜的慣性提供了清晰的圖像——它的同相振蕩能力只有在皮膚電的最慢變化時(shí)才會(huì)發(fā)生，而不是在快速有害的交流電勢(shì)時(shí)。盡管當(dāng)時(shí)科學(xué)家們自己可能并不知道，但正是一個(gè)成功的巧合使他們能夠做出根本性的發(fā)現(xiàn)。

現(xiàn)在——直接回到我的項(xiàng)目。又是一個(gè)有趣的問(wèn)題——但為什么我的記錄（圖 6）是干凈的？我不像榮格那樣使用惰性電流計(jì)。我也沒(méi)有任何電子奇跡作為測(cè)謊儀。如果我們看一下框圖，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)沒(méi)有其他東西存在——它只能通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。

那么有人要問(wèn)了——如果僅用計(jì)算機(jī)就已經(jīng)有可能獲得如此干凈和信息豐富的數(shù)據(jù)，那么為什么要花費(fèi)精力和金錢來(lái)制造所有這些極其復(fù)雜的電子生物電位放大器呢？

答案很明確——電腦太慢了。你的本能反應(yīng)更有可能是明確的抗議——不可能！現(xiàn)在我們又回到了我的項(xiàng)目中。好吧，我們現(xiàn)在必須了解在這種特殊情況下什么是慢，什么是快，什么是很多，什么是一點(diǎn)。然后至少榮格可用的選項(xiàng)將掌握在您手中。更重要的是，你的機(jī)會(huì)會(huì)更高！

此時(shí)，問(wèn)題就變得非常具體了——我們到底想記錄和理解什么？這在原則上是否可行，具體的路徑是什么最好的。簡(jiǎn)單明了——我們想通過(guò)身體產(chǎn)生的信號(hào)來(lái)了解我們的精神、情緒和潛意識(shí)，這些信號(hào)可以客觀地為我們記錄下來(lái)。該信號(hào)是一種定向反應(yīng)，或者特別是它的植物成分，即交感神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)，它與人類手腳汗腺的活動(dòng)高度相關(guān)。

出汗可以通過(guò)多種方式測(cè)量，但最常見(jiàn)的是測(cè)量皮膚電阻或電導(dǎo)率。我們堅(jiān)持下去。因此，雖然非常簡(jiǎn)短，但有必要具體了解 - 汗腺功能中的哪些過(guò)程對(duì)應(yīng)于 EDA 曲線。

圖 8 人體皮膚（維基百科）

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皮膚很厚，但只有它的頂部 - 角質(zhì)層具有高電阻。但它被汗腺穿透。喇叭層本身的阻力實(shí)際上不會(huì)因?yàn)槲覀兏信d趣的臨時(shí)情緒變化而改變。汗腺獨(dú)立工作 - 汗液不是均勻分布的，而是以單個(gè)部分的形式，在該區(qū)域的所有腺體中同步發(fā)生。

一部分汗液的形成和隨后通過(guò)汗腺出口的排放被電反映為皮膚的單一電流反應(yīng)（皮膚電活動(dòng) (EDA) 的特定成分）。出口開(kāi)口的擴(kuò)大導(dǎo)致阻力急劇下降，隨后通道緩慢、指數(shù)地變窄，這與我們感興趣的過(guò)程幾乎沒(méi)有關(guān)系——它幾乎完全取決于皮膚的彈性。電阻隨時(shí)間變化的這種發(fā)展（我附上的圖表，圖 6）具有如此獨(dú)特的形狀，它不能與其他任何東西混淆，肉眼很容易看到。

現(xiàn)在 - 一個(gè)非?；镜姆椒▎?wèn)題 - 我們應(yīng)該有多少測(cè)量（參考點(diǎn)），以便我們可以用自己的眼睛和理解來(lái)最佳和充分地感知這個(gè)過(guò)程，以便獲得有關(guān)我們感興趣的過(guò)程的正確信息。如果我們目前對(duì)所謂的潛伏期不是特別感興趣，那么實(shí)踐表明，我們將結(jié)果以圖形方式每 200-1000 毫秒延遲一次就足夠了，即每秒 1-5 次。這一領(lǐng)域的大多數(shù)科學(xué)研究都證實(shí)了這一點(diǎn)。

通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的程序，借助 Arduino Uno，我們每秒可以進(jìn)行多達(dá) 4000 次測(cè)量，因此 - 在 200 毫秒內(nèi)進(jìn)行 800 次測(cè)量，在 0.5 秒內(nèi)進(jìn)行 2000 次測(cè)量。事實(shí)證明，這足以獲得非常高質(zhì)量的 EDA 記錄，并且可以用作許多不同的更深層次的自我知識(shí)和自我開(kāi)發(fā)程序的基礎(chǔ)，包括便攜式設(shè)備和具有處理的計(jì)算機(jī)屏幕投影程序。我的此類程序范圍達(dá)到幾十個(gè)。

圖 9. 原始和集成 EDA（示例 1）

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圖 10. 原始和集成 EDA（示例 2）

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圖 11. Rae 和集成 EDA（示例 3）

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作為通過(guò)這種方式將 EDA 曲線從有害層中完全移除的演示，我將展示一些圖像。積分曲線紅點(diǎn)之間的距離為 0.5 秒。您可以清楚地看到并數(shù)出 2 個(gè)紅點(diǎn)之間的 25 次振蕩，這是很自然的，因?yàn)檫@種有害感應(yīng)的主要部分是由電網(wǎng)引起的干擾，即 - 50 Hz。

技術(shù)推薦。這些圖像（圖 7、9-11）是通過(guò)將非集成數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)獲得的，即傳輸每個(gè) Arduino 測(cè)量值。這樣做并不明智，這里僅使用該技術(shù)來(lái)獲取這些演示圖像。在實(shí)際工作中，這是以不同的方式完成的——主要數(shù)據(jù)處理由 Arduino 執(zhí)行，已經(jīng)處理的數(shù)據(jù)被發(fā)送到計(jì)算機(jī)——每 200-1000 毫秒一次。它正在發(fā)生得更好、更安全、更清潔。它適用于我的許多程序，其中一些見(jiàn)解可以在隨附的圖片中找到。

圖 12. 圖形分離的主動(dòng)（紅色）和被動(dòng)（綠色）EDA 階段。

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例如，借助程序（圖 12），我們可以輕松地以圖形方式觀察這些主動(dòng)和被動(dòng)階段 - 紅色條表示主動(dòng)階段，綠色 - 被動(dòng)階段。壓力越大，紅色越多，因此綠色條越少。

圖 13. 內(nèi)部和平指數(shù) - EDA 的主動(dòng)和被動(dòng)階段之間的動(dòng)態(tài)數(shù)值關(guān)系。

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圖 14. 作為生物反饋工具的內(nèi)部和平指數(shù)

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這種相分離打開(kāi)了將整個(gè)測(cè)量時(shí)間分為兩部分的可能性 - 主動(dòng)和被動(dòng)，允許創(chuàng)建幾個(gè)特殊的抗壓力認(rèn)知和訓(xùn)練計(jì)劃（圖 13、14）。

最后，我當(dāng)然想說(shuō)，我們被排除在許多物理、生物物理和心理生理學(xué)細(xì)節(jié)的討論之外。這樣做是為了使該描述不會(huì)變得不可讀。請(qǐng)注意，我們只觸及了過(guò)程的表面。皮膚的電現(xiàn)象實(shí)際上是非常多才多藝的、深刻的和耐人尋味的。如果有這樣的條件，我會(huì)講很多，并在其他項(xiàng)目中演示。

由于篇幅關(guān)系，我也不再繼續(xù)分析：從榮格到現(xiàn)在——重要的東西是否還沒(méi)有丟失。答案：是迷失的，事實(shí)、科學(xué)作品的分析、測(cè)量、計(jì)算清楚地證明了這一點(diǎn)。我希望在未來(lái)的項(xiàng)目中逐步做到這一點(diǎn)。

為了表明上述考慮是基于現(xiàn)實(shí)的，我將展示一個(gè)帶有特定程序的具體設(shè)備：

動(dòng)態(tài)應(yīng)力水平指示器

設(shè)備有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的塑料外殼，上面有兩個(gè)電極，可以放置一只手的兩個(gè)手指。上表面有 10 個(gè) LED，5 個(gè)紅色和 5 個(gè)黃色。這就是與這個(gè)特定項(xiàng)目相關(guān)的全部?jī)?nèi)容。由于這個(gè)設(shè)備是為了實(shí)現(xiàn)很多類似的程序，所以除了輸入、輸出等之外，它還包含了幾個(gè)開(kāi)關(guān)，這里我就不具體描述了。

讀數(shù)每 200 毫秒更改一次。程序計(jì)算平均 EDA 電平并始終記住以前的 EDA 數(shù)據(jù)。如果當(dāng)前值（皮膚電導(dǎo)率）高于之前的值，則認(rèn)為在此測(cè)量中自發(fā) EDA 是固定的。程序計(jì)算 10 個(gè)測(cè)量周期內(nèi)的自發(fā)反應(yīng)次數(shù)，并顯示如下：如果自發(fā) EDA 固定 10 秒，則不亮。如果在 10 秒內(nèi)檢測(cè)到 1 個(gè)自發(fā) EDA - 九個(gè)燈亮，因此所有五個(gè)都是黃色的，剩下的四個(gè)是綠色的。等等。最后，如果在單次測(cè)量中沒(méi)有自發(fā)反應(yīng)，那么所有十個(gè)燈都亮著——這是根據(jù)這個(gè) ALGAL16 程序可以記錄的最大安靜狀態(tài)。此外，張力（應(yīng)力）越低，聲音越低

警告！

理論材料和設(shè)備僅用于自學(xué)目的。它們不用于診斷或治療目的，也不能用于其他人，每個(gè)人都只能在自己身上嘗試，承擔(dān)所有可能的風(fēng)險(xiǎn)。如果有人有興趣在此基礎(chǔ)上構(gòu)建更廣泛適用和可認(rèn)證的設(shè)備，那么我會(huì)對(duì)不同類型的合作感興趣。

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用檢流計(jì)和呼吸計(jì)對(duì)正常和精神錯(cuò)亂的人進(jìn)行心理物理調(diào)查。大腦，第二部分，1907 年，由紐約哥倫比亞大學(xué)精神病學(xué)臨床教授 F. Peterson 醫(yī)學(xué)博士和蘇黎世精神病學(xué)私人講師 C. Jung 醫(yī)學(xué)博士（來(lái)自蘇黎世精神病學(xué)診所），第 154-218 頁(yè)。

LV 專利 12840 B “A. 奧爾德森。ādas elektriskās pretestības noteik?anas pa?ēmiens”（測(cè)定皮膚電阻的方法），20.03.2003.g.；

Boucsein W. (1992)。皮膚電活動(dòng)。紐約，紐約：Plenum Press。

福爾斯，直流（1986 年）。外分泌系統(tǒng)和皮膚電活動(dòng)。在 MGH Coles, E. Donchin, & SW Porges, (Eds) Psychophysiology.Systems, processes and applications, (51-96)。紐約，紐約：吉爾福德出版社。

Venables, PH, & Christie, MJ, (1973)。機(jī)制、儀器、記錄技術(shù)和響應(yīng)的量化。在 WFProkasy & DC Raskin (Eds.)，心理生理學(xué)研究中的皮膚電活動(dòng)(1-124)。紐約，紐約：學(xué)術(shù)出版社。

Mark Handler、Raymond Nelson、Donald Krapohl 和 Charles R. Honts。測(cè)謊儀考官的 EDA 入門。測(cè)謊儀，2010 年，39(2)，第 68-108 頁(yè)。

A. Buikis，A. 奧爾德森。“用于心率變異性分析的深度數(shù)學(xué)算法”。多學(xué)科工程科學(xué)研究雜志，2017。卷。3，第 1 期，p。1262-1269。

A.奧爾德森，A. Buikis。心率變異性分析的數(shù)學(xué)算法。系統(tǒng)應(yīng)用中應(yīng)用和生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)和計(jì)算工程的最新進(jìn)展。第四屆生物醫(yī)學(xué)電子和生物醫(yī)學(xué)信息學(xué) WSEAS 國(guó)際會(huì)議（BEBI'11）。意大利佛羅倫薩，2011 年 8 月 23-25 日。CD，ISBN：978-1-61804-028-2。6 lpp。

A. 奧爾德森 (1989)。熱調(diào)節(jié)的心理生理反應(yīng)（俄語(yǔ)）。里加，Zinatne，136 頁(yè)

? A.奧爾德森 (1985)。皮膚電偶反應(yīng)機(jī)制（俄語(yǔ)）。里加，Zinatne，131 頁(yè)。

? A.奧爾德森 (1985)。皮膚的電氣特性（拉脫維亞語(yǔ)）。里加，Zinatne，64 頁(yè)。