皮肤电信号(GSR)及其原理简析

—

皮肤电信号（GSR，属于肤电活动总称 EDA 的一支）是指反映出我们情绪状态强度的汗腺活动变化，也称为情绪唤醒。

情绪唤醒的程度会随着我们所处的环境而改变 – 如果某件事是可怕的、快乐的、或与情绪相关，那么我们经历的情绪反应的后续变化也会增加外分泌汗腺的活动。研究表明这与情绪唤醒有关联 [1, 2, 3]。   值得注意的是，正向和负面的刺激都会增加唤醒的发生。因此，GSR 信号代表的是情绪的强度而不是情绪的类型。

01

GSR 信号背景介绍

维格鲁 (Vigouroux) 是第一位发现精神状态和 GSR 活动有关的研究人员 [4]，他发现了病患镇静程度和皮肤电阻的关联 [1,5]。自这一开创性发现以来的 120 多年间，数千篇文章探讨了这种情绪反应与 GSR 信号的联系。   虽然汗液分泌对体温调节和感觉分辨扮演重要作用，但皮肤电导的变化也会因情绪刺激而受到强烈触发 [1]：激发程度越高，皮肤电导也越高。   虽然汗腺的数量因人而异，但最多分布在手和脚上。       皮肤电导不受意识控制。它由交感神经活动自主调节；交感神经活动驱动人类行为的方方面面，也包括认知和情绪状态[3]。因此，皮肤电导能直接深入了解自主情绪调节。  

在 iMotions软件可视化“绝命毒师”某一集的 GSR 信号范例

02

有关 GSR 传感器

GSR 测量需检测由汗腺活动变化所引起的电活动变化，因此电极必须对这些变化敏感，并能够将该资讯传输到记录装置。

现在大多数的 GSR 电极都有一个与皮肤接触的 Ag/AgCl（氯化银）接触点。使用 Ag/AgCl 电极是因为便宜、坚固、对人体无害；当然，也因为它们能准确地传送来自离子活动的信号。

信号会经由电极，承载信息的电线最终传给 GSR 装置。数据以 1 – 10 Hz 之间的采样频率收集，并以微西门子(μS) 为单位进行测量。

03

GSR 信号解说

GSR信号是两个加法过程的结果：一个波动非常缓慢的主基调部分（几秒到几分钟），以及一个变化更快的部分（在几秒内波动）。

当 GSR 活动因受刺激而发生显著变化时，称为事件相关肤电反应 (ER-SCR)。这些反应，也称为 GSR 峰值，可以提供有关刺激物的情绪唤醒的信息。

借由运用皮肤电导值或 GSR 峰值的数量，可以将定量数据加入情绪唤醒的研究中。有更多的数据，能帮助对人类行为有更多新发现。

审核编辑：刘清