60秒間のGSR信号のサンプル 電気皮膚活動 ( EDA ) は、 皮膚 の電気的特性に連続的な変化をもたらす人体の特性です。歴史的に、EDA は皮膚 コンダクタンス 、ガルバニック皮膚反応 (GSR)、電気皮膚反応 (EDR)、精神ガルバニック反射 (PGR)、皮膚コンダクタンス反応 (SCR)、交感神経皮膚反応 (SSR)、皮膚コンダクタンスレベル (SCL) としても知られています。さまざまな分野による皮膚の能動的および受動的な電気的特性に関する長い研究の歴史により、多くの名称が生まれましたが、現在では電気皮膚活動 (EDA) に標準化されています。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
EDAの伝統的な理論では、皮膚抵抗は皮膚の汗腺 の状態によって変化するとされています。発汗は交感神経系 によって制御され、[ 4 ] 皮膚伝導度は心理的または生理的覚醒 の指標となります。自律神経系 の交感神経枝が高度に覚醒すると、汗腺の活動も増加し、その結果、皮膚伝導度が増加します。このようにして、皮膚伝導度は感情的および交感神経系の反応の尺度となり得ます。[ 5 ] 。「皮膚電位の発生源は汗腺と表皮であると推定されていますが、先天的に汗腺がない被験者にも存在します...これは「発汗」機能のテストではなく、発汗運動活動の尺度としてこのカテゴリーに含まれることが多いのです 」。[ 6 ] 電気化学的皮膚伝導率を 参照）によって、いくつかの医療用途で汗の伝導率の実際の測定が実証されて以来、継続している。[ 7 ] 。
EDAは、 μS （マイクロジーメンス ）で表される連続測定（時間に対する信号曲線）であり、その値は通常5未満である。ESCの値は0から100μSの範囲で、 10未満の値は非常に低くまれです。ESCの場合、0の値は理論的には発汗が全くない単一点EDAである可能性があります。[ 8 ] さらなる研究が必要であり、追加の現象（抵抗 、電位 、インピーダンス 、電気化学的皮膚伝導率 、アドミタンス、応答 性の場合と自発的な場合）を含めると、EDAは見た目よりも複雑であることが示唆されます。ウェアラブルブランドがEDA測定を機能として含めているため、知識の限界があります。 「この側面から、消費者向けウェアラブルの信頼性をさらに調査する必要があり、特に生データの収集と特定の事前処理技術を組み合わせる必要があるという結論に至ります 」。[ 9 ]
歴史 1849年、ドイツ のデュボワ＝レイモンは、 人間の皮膚が電気的に活性であることを初めて観察した。彼は被験者の四肢を硫酸亜鉛 溶液に浸し、筋肉が収縮した四肢と弛緩した四肢の間で電流が流れることを発見した。そのため、彼はEDAの観察結果を筋肉現象によるものとした。[ 10 ] [ 11 ]
ヴィグルー（フランス、1879年）は、精神的に苦痛を抱えた患者を対象に研究を行い、EDAと心理活動を関連付けた最初の研究者でした。1888年には、フランスの神経学者フェレが 、皮膚抵抗活動は感情的な刺激によって変化し、薬物によって抑制されることを実証しました。[ 11 ]
1889年、ロシアでイヴァネ・タルクニシュヴィリは 、外部刺激がない状態で皮膚の電位変化を観察し、その変化をリアルタイムで観察するためのメーターを開発した。[ 12 ] [ 13 ]
EDAの科学的研究は1900年代初頭に始まった。精神分析 におけるEDA機器の使用に関する最初の言及の1つは、1906年に出版されたCGユング の著書『単語分析の研究』である。 [ 14 ] [ 15 ] ユングと彼の同僚は、単語連想 中に患者の単語リストに対する感情的感受性を評価するためにメーターを使用した。[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] 『単語連想の研究』 [ 19 ]
物議を醸したオーストリアの精神分析医ヴィルヘルム・ライヒも、1935年と1936年に オスロ大学 心理学研究所で行った実験でEDAを研究し、植物性で快感をもたらす「流れ」という概念の背後にある生体電気電荷の存在を確認した。[ 20 ]
1972年までに、電気皮膚活動に関する1500以上の論文が専門誌に掲載され、今日ではEDAは人間の精神生理学的 現象を調査するための最も一般的な方法とみなされている。[ 21 ] [ 22 ]
説明 皮膚コンダクタンスは意識的な制御下にはありません。代わりに、無意識レベルで人間の行動、認知、感情状態を司る交感神経活動によって自律的に調節されます。したがって、皮膚コンダクタンスは自律的な感情調節に関する直接的な洞察を提供します。[ 23 ]
指、手のひら、足の裏など、人間の四肢はそれぞれ異なる生体電気現象を示します。これらの現象は、2点間の電気伝導率の変化を時間経過とともに表示するEDAメーターと呼ばれる装置で検出できます。電流の経路は、皮膚表面を流れる経路と体内を流れる経路の2つです。能動的な測定では、体内に微弱な電流を流します。
いくつかの研究では、最近死亡した遺体を含む人間の皮膚の交流電流に対する反応が調べられている。[ 24 ]
生理学的基礎 感情的覚醒と交感神経 活動の間には関係があるが、電気的変化だけではどの特定の感情が引き起こされているかを特定できない。これらの自律神経交感神経の変化は発汗と血流を変化させ、それがGSRとGSP（皮膚電位）に影響を与える。汗腺の数は人体全体で異なり、手と足の領域で最も多い（1 cm 2 あたり 200～600 個の汗腺）。[ 23 ] 皮膚と筋肉組織の外部および内部刺激 に対する反応により、コンダクタンスが数マイクロジーメンス 変化する可能性がある。正しく校正されたデバイスは、微妙な変化を記録して表示することができる。[ 25 ]
皮膚電気抵抗と皮膚電気電位の複合的な変化が皮膚電気活動を構成します。皮膚電気抵抗 （GSR）は、非常に弱い電流を一定に流したときに記録される2つの電極間の電気抵抗を指す古い用語です。電極は通常約1インチ離れて配置され、記録される抵抗は被験者の感情状態に応じて変化します。皮膚電気電位 （GSP）は、外部から電流を印加せずに2つの電極間で測定される電圧を指します。これは、電極を電圧増幅器に接続することによって測定されます。この電圧も被験者の感情状態に応じて変化します。[ 25 ]
EDAの異なる単位 EDAは、緩やかに変化する持続的な 交感神経活動と、急速に変化する相性 交感神経活動の両方を反映しています。持続的な活動は電気皮膚レベル（EDLまたはSCL）の単位で表され、相性活動は電気皮膚反応（EDRまたはSCR）の単位で表されます。[ 27 ]
位相性変化（EDR）は、特定の刺激に対する反応として現れる、短時間持続するEDAの変化です。持続性活動（EDL）は、特定の刺激とは無関係に、数十秒から数分かけて変化する、ゆっくりとしたEDAのベースラインレベルです。EDRは、目に見える外部刺激がなくても自発的に現れることもあります。このようなタイプのEDRは、「非特異的EDR」（NS.EDR）と呼ばれます。[ 28 ] [ 29 ]
定義された時間間隔（例えば 30〜60 秒）内の非特異的 EDR の頻度は、持続性 EDA の 1 つの指標として使用できますが、持続性成分と位相性成分は、単一の信号の異なる見方ではなく、生理学的に異なるプロセスを反映しています。機能的神経画像法 は、持続性皮膚コンダクタンス レベルと位相性皮膚コンダクタンス 応答が分離可能な神経系に関連していることを示しています。持続性 SCL は腹内側前頭前野と眼窩前頭皮質の活動と共変動しますが、位相性 SCR を反映する電気皮膚活動の変化率は、前帯状皮質、島皮質、視床、外側前頭前野を含むより分散したネットワークに関連しています。[ 30 ] 持続性 EDA は、一般的な覚醒と注意力 の調査に有用であると考えられています。[ 27 ]
2 つの成分は異なる時間スケールで動作し、緊張性 SCL は数十秒から数分かけて徐々に変化するのに対し、相性 SCR はわずか数秒しか続かない短い応答として現れるため、交感神経活動の異なる側面を指標としており、通常は別々に分析されます。連続信号を緊張性成分と相性成分に分離し、それぞれを独立して定量化できるように、さまざまな分解方法が開発されています。[ 31 ]
考えられる問題点 温度や湿度などの外部要因はEDA測定に影響を与え、結果に一貫性がなくなる可能性があります。薬や水分補給などの内部要因もEDA測定を変化させ、同じ刺激レベルで一貫性がないことを示す可能性があります。また、従来の理解では、EDAは体全体の覚醒の均一な変化を表すものとして扱われてきましたが、実際には、測定場所が異なると異なる反応が生じる可能性があります。たとえば、左右の手首の反応は脳の異なる領域によって引き起こされ、複数の覚醒源を提供します。したがって、体の異なる場所で測定されたEDAは、汗腺密度の違いだけでなく、覚醒の根本的な原因の違いによっても変化します。[ 38 ] 最後に、電気皮膚反応は1～3秒遅れます。これらは、EDAと交感神経 活動 の関係を決定することの複雑さを示しています。[ 25 ] [ 39 ]
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