Introducción y guía de procesamiento previo para datos eléctricos dérmicos.
Hola,
Aquí está la línea , soy la hermana Miaojun ~
En los campos de representación emocional, empatía del dolor y generalización del miedo, todos podemos usar la respuesta eléctrica de la piel para medir los indicadores fisiológicos relevantes de los sujetos.
Entonces, ¿cuál es la respuesta galvánica de la piel? ¿Cómo medir? ¿Cómo procesar datos?
Hoy, Wenwen está invitado a compartir la introducción de datos eléctricos de la piel y la guía de preprocesamiento , espero que les guste ~
Parte 1 conceptos relacionados explicados en detalle
La respuesta eléctrica de la piel es un indicador fisiológico emocional. Representa el cambio en la conducción eléctrica de la piel cuando se estimula el cuerpo. La respuesta eléctrica de la piel es un indicador directo de la función del sistema nervioso simpático y un indicador indirecto de la excitación cerebral y el estado de alerta (de la Enciclopedia Baidu).
Como una señal fisiológica básica fácil de obtener, la electrofisiología dérmica puede cuantificar bien las respuestas emocionales, y se ha utilizado ampliamente en la investigación de reconocimiento de emociones.
Antes de las estadísticas, los datos eléctricos de la piel deben ser preprocesados, y ¿cuál es el proceso específico de preprocesamiento?
Parte 2 Introducción de datos eléctricos dérmicos.
La señal eléctrica de la piel se compone principalmente de actividades básicas que cambian lentamente (nivel de conductancia de la piel) y respuesta de conductancia de la piel de las actividades que cambian rápidamente (fases), como se muestra arriba (Han Ying, Dong Yuqi y Bi Jinggang, 2018).
2.1 Nivel de conductancia de la piel (SCL)
SCL es la línea base de conductancia de la piel sin ninguna estimulación ambiental. Cambia lentamente y cambia poco en decenas de segundos a unos pocos minutos. El aumento y la caída de SCL continúan cambiando con la respuesta del individuo, la sequedad de la piel o la capacidad de adaptarse de forma autónoma (Han Ying, Dong Yuqi y Bi Jinggang, 2018).
Existen diferencias individuales en el nivel básico de conductancia de la piel y están relacionadas con las características de la personalidad.Por ejemplo, en los estudios de Xiang Yiwen, Yan Kele y Lu Yunqing (2000), la relación entre el nivel básico de conductividad eléctrica de la piel y la escala MMPI se midió en estudiantes universitarios.
2.2 Respuesta de conductancia de la piel (SCR)
La respuesta de fase está por encima del nivel básico, con mayor amplitud y velocidad más rápida, y se muestra en forma de "GSR burst" o "GSR peak".
SCR es sensible a eventos de estímulo emocional específicos. Las reacciones de conductancia de la piel relacionadas con eventos (ER-SCR) estallarán entre 1 y 5 segundos después de la aparición de estímulos emocionales; las reacciones de conductancia de piel no específicas (NS-SCR) son La tasa de 1 a 3 minutos ocurre espontáneamente, independientemente de cualquier estimulación (Han Ying, Dong Yuqi y Bi Jinggang, 2018).
Parte3 respuesta a la conductancia de la piel relacionada con eventos
La imagen a continuación (del sitio web oficial de mindware) es una respuesta ideal de conductancia de la piel. Después de la estimulación, el potencial eléctrico dérmico alcanza gradualmente un pico a 0-4s y se recupera a 0.5-5s. Se necesitan hasta 9s para observar la respuesta galvánica de la piel.
Por lo tanto, al diseñar el experimento de la piel galvánica, preste atención al intervalo entre estímulos, que debe ser de al menos 10 s, para evitar la confusión de los dos estímulos.
Después de la estimulación, debe haber un aumento significativo en el nivel eléctrico de la piel. El valor máximo es un indicador importante de si la respuesta eléctrica de la piel es buena. La unidad de electricidad dérmica es microsiemens (µS), y el valor es de aproximadamente 5-50 µS.
El nivel de piel seca de los sujetos, las diferencias individuales, los electrodos, los sitios de recolección, etc. se encuentran entre los factores que influyen, y los pasos de la operación deben seguirse estrictamente cuando se recopilan datos para garantizar la calidad de los datos.
Parte 4 Cómo juzgar la calidad de los datos
Las imágenes en esta sección son del sitio web oficial de mindware.
La siguiente figura es la información eléctrica de la piel ideal: las líneas más delgadas (sin demasiado ruido) tienen fluctuaciones y aumentos evidentes.
Los datos de baja calidad se dividen en los siguientes tipos:
① Ruido de alta frecuencia
La respuesta picoeléctrica afectada por el ruido de alta frecuencia es como se muestra en la figura anterior. Las líneas son más gruesas, pero la fluctuación general sigue siendo obvia.
Tales problemas generalmente se ven afectados por la interferencia eléctrica : si el cable que conecta la grabadora se cruza con otros cables o está cerca de otros equipos eléctricos, si la fuente de alimentación es normal y si hay cables o equipos alrededor del sujeto.
Este problema no afecta particularmente los datos, y este ruido también se puede filtrar a través de una operación de filtrado.
② Sin señal y señal de baja amplitud
Sin señal Como se muestra en la figura anterior, la línea es particularmente gruesa y el valor es de alrededor de 0. Puede ser una señal sin señal o de baja amplitud. Puede usar una prueba de aliento (que permite al sujeto respirar profundamente para observar la respuesta eléctrica de la piel de la prueba) Sin fluctuaciones significa que no hay señal.
Ninguna señal puede estar relacionada con la conexión del dispositivo, la expiración de la almohadilla del electrodo, etc., lo que hace que el dispositivo no pueda recoger la señal del sujeto.
Algunos sujetos son propensos a sudar y las almohadillas de los electrodos pueden caerse durante el experimento. Puede usar cinta médica para fijar las almohadillas de los electrodos para evitar que sucedan esas cosas.
La señal de baja amplitud se muestra en la figura anterior, y el valor es de alrededor de 0, pero hay algunas fluctuaciones. Esto tiene mucho que ver con la fisiología del individuo . Las respuestas eléctricas de la piel de algunos sujetos son menos sensibles. Se requieren predicciones y pruebas de respiración antes del experimento formal para excluir a dichos sujetos.
Además, la piel del sujeto puede estar demasiado seca . Evite usar desinfectante para manos perfumado o con alcohol antes del experimento. Y elija la almohadilla de electrodo correcta ( almohadilla de electrodo experimental, no caducada), la ubicación correcta (yemas de los dedos, palma, etc.).
Parte 5 preprocesamiento de datos eléctricos de la piel
De acuerdo con lo anterior, algunos datos incorrectos se pueden descartar antes del análisis, pero trate de excluir solo los datos sin tipo de señal.
Para obtener los datos finales se incluyen dos pasos: el primer paso, la elección de la ventana de tiempo, la línea de base y el valor máximo; el segundo paso, la corrección de datos.
5.1 Selección de ventana de tiempo, línea base y respuesta máxima
La respuesta de conductancia de la piel relacionada con el evento es calcular el valor de conductancia de la piel inducido por el estímulo. De acuerdo con la introducción anterior, lleva cierto tiempo cuando la electricidad dérmica alcanza su valor máximo, por lo que debemos seleccionar una ventana de tiempo adecuada para el cálculo.
Necesitamos elegir el valor de una ventana de tiempo como el valor de referencia y el valor de una ventana de tiempo como la respuesta máxima. La resta de los dos es el valor original inducido por el estímulo.
Por ejemplo , el valor promedio de 1-3s antes de la estimulación se puede seleccionar como el valor de referencia, y el valor máximo de 8s después de la estimulación se puede seleccionar como el valor de respuesta máximo; el valor mínimo de 1-5s después de la estimulación también se puede seleccionar como el valor de referencia y el valor máximo como el valor de respuesta máximo.
Estas elecciones dependen principalmente de la tarea de los sujetos y el tipo de experimento, y deben referirse a estudios previos del mismo tipo para determinar.
Por ejemplo , en el experimento de adquisición de miedo, el estímulo incondicional US está acompañado por un estímulo condicionado CS. Si se mide el valor evocado de US, el intervalo de tiempo para seleccionar la respuesta máxima no debería ser demasiado largo. Aproximadamente 5 segundos después del estímulo es más apropiado porque CS Para valores de piel galvánica evocada, el valor máximo medido con una ventana de tiempo excesivamente largo puede ser inducido por CS en lugar de EE. UU.
Exporte los datos recopilados de acuerdo con la ventana de tiempo que seleccionó. Después de restar el valor de respuesta máximo del valor de referencia, se puede obtener el valor picoeléctrico original.
5.2 Corrección de datos
Entre los valores de resta obtenidos, menos de 0 o 0.01 o 0.02 µS (estos valores se usan más comúnmente en el análisis, los valores específicos deben referirse a estudios previos) como respuesta 0, estos valores se registran como 0.
Los datos finales que necesitamos utilizar para el análisis de varianza o análisis de regresión, y la premisa de estos análisis es que las variables se distribuyen normalmente.
Este paso normaliza los datos recopilados El procesamiento de normalización comúnmente utilizado es la logaritmización de raíz cuadrada.
① Raíz cuadrada (x '= √x):
El método de normalización utilizado en el estudio de la picoelectricidad en Chen Wei et al. (2018) y Feng Biao et al. (2017) es el enraizamiento cuadrado. Este método también puede hacer que la varianza de datos sea uniforme.
② Logaritmización (x '= logx):
Ahrens et al. (2016), Mueller et al. (2019) utilizaron un método logarítmico en el estudio de la picoelectricidad. Cuando hay un valor mínimo y cero en los datos originales (x no puede ser 0 al hacer el logaritmo), se puede tomar x '= log (x + 1). Este método también puede hacer que la varianza de datos sea uniforme.
Después de la conversión y normalización por reacción 0, se obtienen los datos finales.
Este es el final del intercambio, ¡espero que todos los que estudien en casa durante la epidemia ganen algo!
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Fuente:
【1】 Ahrens, LM, Pauli, P., Reif, A., Andreas Mühlberger y Wieser, MJ (2016). Acondicionamiento del miedo y generalización del estímulo en pacientes con trastorno de ansiedad social. Journal of Anxiety Disorders, 44, 36-46.
【2】 Mueller, EM, Sperl, MFJ y Panitz, C. (2019). Las imágenes aversivas causan el condicionamiento de miedo de Novo. Psychology science, 30 (7), 1001-1015.
[3] Chen Wei, Li Junjiao, Cao Yangjingwen y Zheng Xifu. (2018). El papel de los errores esperados en la retirada de la memoria de miedo compuesta. Psicología, 50 (7), 739-749.
[4] Feng Biao, Xu Liang, Zhang Weixin, Chen Ting, Wang Wenqing y Zheng Xifu. (2017). El efecto inhibitorio de las emociones positivas sobre la generalización del miedo condicionado. Psychological Journal, 49 (3), 317-328.
[5] Han Ying, Dong Yuqi y Bi Jinggang. (2018). Caracterización de los datos fisiológicos de las emociones en el análisis del aprendizaje: previsión de la aplicación de la respuesta eléctrica de la piel. Modern Education Technology, 28 (10), 13-20.
[6] Xiang Yiwen, Yan Kele y Lu Yunqing. (2000) Un estudio preliminar sobre la respuesta galvánica de la piel, MMPI y su relación entre estudiantes universitarios. Psychological Journal, 32 (1), 95-98.
Xi Fu. (2018). El papel de los errores esperados en la retirada de la memoria de miedo compuesta. Psychological Journal, 50 (7), 739-749.
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[7] Sitio web oficial de Mindware: https://support.mindwaretech.com
