Психофизиологические свойства электро

Глава 1. Психофизиологические свойства электро-кожной
активности
Рычагова Н.
Изучение электрической активности кожи имеет важное значение в исследованиях вегетативной нервной системы (Хэссет, 1986; Эдсолл, Гатфренд,
1986), при определении особенностей психофизиологических реакций и типологических черт личности (Crider, 2008), для подбора людей, выполняющих определенные задачи (Дикая, Суходоев, 1993), и для контроля за состоянием человека-оператора перед выполнением им работы повышенной трудности (Суходоев, 1994). Что же лежит в основе электро-кожной чувствительности?
1.1. Свойства кожи.
Кожа - одно из самых больших и сложно устроенных органов человеческого тела. В среднем поверхность кожного покрова взрослого человека
составляет около 2 кв.м. – более 8% массы всего тела. Причем кожа – не просто механический футляр, защищающий своего хозяина от внешней среды,
она дополняет функции внутренних органов, в частности выводит продукты,
которые не выделяются легкими и почками.
У человека имеется 2-3 миллиона потовых желез, но количество их на
разных участках тела сильно варьирует. Например, на ладонях и подошвах
расположено около 400 потовых желез на один кв. см. поверхности кожи, на
лбу - около 200, на спине - около 60. Выделение железами пота происходит
постоянно, даже когда на коже не появляется ни капли. В течение дня выделяется около полулитра жидкости. При исключительно сильной жаре потеря
жидкости может достигать 3,5 литра в час и 14 литров в день. Существует
два типа потовых желез: апокринные и эккринные.
2
Апокринные, расположенные в подмышечных впадинах и в паху,
определяют запах тела и реагируют на раздражители, вызывающие стресс.
Они непосредственно не связаны с регуляцией температуры тела.
Эккринные расположены по всей поверхности тела и выделяют обычный пот, главными компонентами которого являются вода и хлористый
натрий. Их главная функция — терморегуляция, т.е. поддержание постоянной температуры тела. Однако те эккринные железы, которые расположены
на ладонях и подошвах ног, а также на лбу и под мышками, реагируют в основном на внешние раздражители и стрессовые воздействия.
Из одной потовой железы у человека в норме выделяется 0,002 - 0,003
мг пота в минуту. Кожа - в некоторой степени орган дыхания. Эпидермис
кожи является хорошим препятствием для всевозможных вредных веществ,
патогенных микробов и пр. Большую роль играет кожа в теплообмене. В коже происходит также интенсивный обмен веществ.
Кожа реагирует не только на специфические для неё воздействия (прикосновение, давление, температуру). Известны опыты А.Н.Леонтьева по
формированию кожной чувствительности к цвету (Леонтьев, 1959). Есть сообщения, что кожа ощущает радиоволны (например, в зоне действия высокочастотного передатчика), особенно на частотах 425, 1310 и 2982 Мгц. При
этом кожа выполняет детектирование, т.е. выделение низкочастотной составляющей, возникающей в результате интерференции разных частот. Приемной антенной служит сам человек. Имеются данные, что кончиками пальцев
можно чувствовать радиоактивность, отличать металлы от неметаллов. Возможно, существует даже кожное обоняние: согласно некоторым наблюдениям, люди способны чувствовать запах серы задолго до падения метеоритов
(www.skgr.narod.ru). Вероятно, в этом случае объяснение нужно искать в гипотезе А.Ф.Иоффе о связи между запахом и электромагнитными волнами
инфракрасного диапазона. А.К. Подшибякин обнаружил, что перед околоземными
магнитными
бурями
потенциал
кожи
повышается
(www.skgr.narod.ru). Очевидно, это является причиной того, что люди пред-
3
чувствуют незримые вихри за 1-4 суток до их регистрации физическими приборами.
Будучи органическим образованием, кожа является хорошим проводником электричества. Это состояние её проводимости обусловлено, главным
образом, активностью потовых желез в коже человека, которые в свою очередь находятся под контролем симпатической нервной системы. Однако, ещё
мало известно о других физиологических факторах, влияющих на электрические свойства кожи.
1.2. Кожно-гальваническая реакция (КГР)
В большом психологическом словаре приводится следующее определение: "КГР - (англ. galvanic skin response) — биоэлектрическая реакция, регистрируемая с поверхности кожи; как показатель неспецифической активации
широко используется в психофизиологии. Синоним – психогальванический
рефлекс, электрическая активность кожи (ЭАК). КГР рассматривается как вегетативный компонент ориентировочной реакции, оборонительных, эмоциональных и других реакций организма, связанных с симпатической иннервацией, мобилизацией адаптационно-трофических ресурсов и т.д., и представляет собой непосредственный эффект активности потовых желез. КГР можно
регистрировать с любого участка кожи, но лучше всего — с пальцев и кистей
рук, подошв ног". (Мещеряков, Зинченко, 2003, с.228).
В последнее время психофизиологи заменяют термин «КГР» более точным и общим термином «ЭАК» (электрическая активность кожи). Эта активность характеризуется различными показателями:
 УПК (SPL) - Уровень потенциала кожи (skin potential level) - более или
менее постоянный (фоновый) потенциал, не зависящий от каких бы то
ни было внешних воздействий.
 РПК (SPR) - Реакция потенциала кожи (skin potential response) - кратковременное изменение регистрируемой активности, вызванное внеш-
4
ним воздействием. Различают медленную (тоническую) и быструю
(фазическую) составляющие реакции, имеющие разную природу.
 СРПК (SSPR) - Спонтанная реакция потенциала кожи (spontaneous skin
potential response) - краткосрочные изменения, не имеющие видимой
связи с внешними факторами.
 УСК (SRL) - Уровень сопротивления кожи (skin resistance level).
 РСК (SRR) - Реакция сопротивления кожи (skin resistance response).
 СРСК (SSRR) - Спонтанная реакция сопротивления кожи (spontaneous
skin resistance response).
 УПрК (SCL) - Уровень проводимости кожи (skin conductance level)
 РПрК (SCR) - Реакция проводимости кожи (skin conductance response)
СРПрК (SSCR) Спонтанная реакция проводимости кожи (spontaneous skin
conductance response).
Кожный потенциал (КП) измеряется без пропускания электрического
тока через испытуемого обычно с помощью усилителя биопотенциалов.
Кожное сопротивление раньше измерялось с помощью дифференциального
потенциометра, в настоящее время с помощью специальных датчиков с пропусканием слабого постоянного электрического тока через испытуемого.
Проводимость кожи измеряется при пропускании через испытуемого переменного электрического тока.
К. Юнг был одним из первых, кто показал связь между КГР и степенью
эмоционального переживания. В КГР Юнг видел объективное физиологическое "окно" в бессознательные процессы. Подводя итоги своих исследований
ассоциаций с применением методики КГР, Юнг отмечает следующие её особенности (он пользовался термином "гальваническая реакция"):
"1. Гальваническая реакция зависит от внимания к стимулу и способности ассоциировать его с другими предшествующими событиями. Эти ассоциации могут быть сознаваемыми, но обычно не осознаются.
2. В наших экспериментах более выраженные гальванические флуктуации вызывались, как правило, физическими, а не психологическими стиму-
5
лами. Это можно объяснить тем, что физические стимулы предшествуют
психологическим, а более ранние стимулы почти всегда вызывают более
сильные реакции, чем последующие.
3. Хотя реакции значительно варьируют у разных индивидов, в норме
они почти всегда более сильные, чем в патологии.
4. В состоянии депрессии или ступора гальванические реакции ослабевают из-за низкого уровня внимания и торможения ассоциаций.
5. При алкоголизме и эйфорической стадии общего паралича реакции
усиливаются из-за состояния повышенного возбуждения.
6. При умственной отсталости реакции практически нулевые из-за отсутствия ассоциаций.
7. Для гальванических реакций характерна большая индивидуальная изменчивость, и в достаточно широком их диапазоне они не зависят от начального уровня сопротивления кожи." (Jung, 1981, p.579).
В настоящее время КГР относится к числу наиболее распространенных
психофизиологических показателей, что объясняется относительной легкостью ее регистрации. Она успешно используется для контроля за состоянием
человека при выполнении разных видов деятельности (диагностика функционального состояния), в исследованиях эмоционально-волевой сферы и интеллектуальной деятельности. КГР является одним из показателей в детекции лжи.
Обнаружены довольно интересные и разнообразные факты: более выраженное повышение КГР в ответ на более смешные шутки (Е.Линде); соответствие пиков КГР стрессогенным эпизодам фильма (Р. Лазарус); А.Экс обнаружил, что при эмоциях страха более значительно повышается электропроводимость кожи, чем при эмоциях гнева. Все эти факты свидетельствуют о
высокой чувствительности показателей КГР (Мещеряков, Зинченко, 2003,
С.228).
Первым, кто обратил внимание на потенциалы кожи, в отличие от её
сопротивления
электрическому
току,
был
Дюбуа-Реймон
6
(www.skgr.narod.ru). На изолированной коже лягушки он показал, что ее
электробиотоки по своей величине превосходят даже нервные и мышечные.
Возникновение электрических потенциалов кожи впервые в мире исследовал русский физиолог, знаток «животного электричества», ученик И.М.
Сеченова, Иван Романович Тарханов. В мировой литературе этот метод носит название феномена Тарханова и заключается в усилении электрических
явлений в коже человека при раздражении органов чувств и различных формах психической деятельности. В.П. Горев отмечает (www.skgr.narod.ru), что,
как и многие другие открытия наших отечественных ученых, феномен Тарханова должным образом не был освещен в зарубежной литературе. Наоборот, он был оттеснен появившимся гораздо позже (1909 г.) так называемым
«психогальваническим рефлексом» Верагута (Veraguth, 1907). Метод Верагута не отражает биоэлектрических изменений, возникающих в коже, а регистрирует результаты поляризационных процессов при включении в цепь
(пропускание через кожу) постоянного тока напряжением в несколько вольт,
что искажает суть явления.
Исследование «животного магнетизма» привело Р. Вигуру к измерению сопротивления кожи при прохождении электрического тока. Этой методикой с успехом воспользовался У. Фере и в 1888 г. с ее помощью впервые
систематизировал связи между сенсорными ощущениями и эмоциями, с одной стороны, и колебаниями кожного сопротивления, - с другой.
В том же 1888 г. И.Р.Тарханов открывает изменение электрических явлений в коже человека при раздражении органов чувств и различных формах
психической деятельности, о чем он докладывает 22 апреля 1889 г. на заседании Петербургского общества психиатров и невропатологов.
Тарханов установил, что любое раздражение, нанесенное человеку, через 1-10 сек. латентного периода вызывает сначала легкое и медленное, а затем все ускорявшееся отклонение зеркала гальванометра, часто выходящее за
пределы шкалы. Это отклонение иногда продолжалось еще несколько минут
по прекращении действия раздражителя. Постепенно зеркало гальванометра
7
возвращалось в исходное положение. Тарханов заметил, что электрические
явления в коже человека резко усиливаются при мнимом воображении ощущения, при абстрактной умственной деятельности, при возбуждении нервной
системы, при утомлении. Стационарная разность потенциалов кожи равна
10-20 мВ на расстоянии 1 см между электродами. При стимульном раздражении могут наблюдаться колебания до 100 мВ и более.