Однако современная психофизиология родилась тогда, когда французский врач Фере впервые заметил, что в эмоциональных ситуациях изменяются электрические свойства кожи. Теперь мы знаем, что Фере косвенным образом наблюдал активность потовых желез.

У человека имеется 2 – 3 млн. потовых желез, но количество их на разных участках тела сильно варьируется. Например, на ладонях и подошвах около 400 потовых желез на 1 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. В сильную жару потеря жидкости может достигать 3,5 л/ч.
Существуют два типа потовых желез: апокринные и эккринные.

Апокринные потовые железы, расположенные в подмышечных впадинах и в паху, определяют запах тела и реагируют на раздражители, вызывающие стресс. Они не влияют на регуляцию температуры тела.

Эккринные потовые железы 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. Тепло образуется при сокращении мышц и при обмене веществ. Наш организм стремится поддерживать внутреннюю температуру на постоянном уровне около 36-37°С путем отдачи тепла с выдыхаемым воздухом и через кожу. Одно из средств повышения кожной теплоотдачи - терморегуляционное потоотделение.

Всеми этими реакциями управляет рефлекторный центр, который находится в гипоталамусе и реагирует на температуру крови. Рефлекторное потоотделение происходит автоматически, прежде чем организм начнет подвергаться риску перегрева.

Другие эккринные железы реагируют не столько на изменения температуры, сколько на внешние раздражители и стресс. Эти потовые железы сосредоточены на ладонях и подошвах, а также, в меньшей степени, на лбу и под мышками. Подразделение желез имеет не абсолютный, а относительный характер. В условиях сильной жары «эмоциональные» железы могут на нее реагировать, а в условиях крайнего стресса на него могут отвечать и терморегуляторные железы.

История вопроса

В 1888 году д-р Фере описал следующий случай. Больная с истерической анорексией, которую он тактично именует «мадам Икс», жаловалась на ощущения электрического покалывания в кистях и ступнях. Фере заметил, что эти ощущения усиливались, когда больная вдыхала какой-нибудь запах, смотрела на кусок цветного стекла или прислушивалась к звуку камертона. Мы не знаем, прекратились ли у больной покалывания в конечностях, но в ходе обследования Фере обнаружил, что при пропускании слабого тока через предплечье происходили систематические изменения в электрическом сопротивлении кожи. Двумя годами позже Тарханов независимо показал, что сходные электрические сдвиги можно наблюдать и без приложения внешнего тока. Таким образом, он открыл кожный потенциал и, кроме того, установил, что этот потенциал изменяется как при внутренних переживаниях, так и в ответ на сенсорное раздражение.

В настоящее время ЭАК объединяет целый ряд показателей: уровень потенциала кожи, реакцию потенциала кожи, спонтанную реакцию потенциала кожи, уровень сопротивления кожи, реакцию сопротивления кожи, спонтанную реакцию сопротивления кожи. В качестве индикаторов стали использоваться также характеристики проводимости кожи: уровень, реакция и спонтанная реакция. Во всех трех случаях «уровень» означает тоническую составляющую ЭАК, т.е. длительные изменения показателей; «реакция» – фазическую составляющую ЭАК, т.е. быстрые, ситуативные изменения показателей ЭАК; спонтанные реакции – краткосрочные изменения, не имеющие видимой связи с внешними факторами.
Происхождение и значение ЭАК. Электрическая активность кожи обусловлена главным образом активностью потовых желез в коже человека, которые в свою очередь находятся под контролем симпатической нервной системы.

В психофизиологии электрическую активность кожи используют как показатель «эмоционального» потоотделения. Как правило, ее регистрируют с кончиков пальцев или ладони, хотя можно измерять и с подошв ног, и со лба.

II. Измерители кожно – гальванической реакции (КГР).

Принцип действия приборов основан на измерении кожных биопотенциалов, возникающих в ответ на различные дозированные раздражения. Восприятие кожных потенциалов осуществляется пластинчатыми электродами накладываемыми на конечности.

Характерным для этих потенциалов является их частотный диапазон с верхней частотой не превышающей 10 Гц.

Метод регистрации кожно – гальванического рефлекса является одним из объективных методов исследования функционального состояния вегетативной нервной системы. При психологических переживаниях, стрессах, гневе, радости и т.д.; при различного рода раздражителях (звук, свет, тепло, холод и т.д.) происходит рефлекторная реакция в виде покраснения или побледнения кожи, потоотделения и других вегетативных реакциях.

Кожно – гальваническая (психологическая) реакция проявляется также при умственной деятельности, напряжении внимания и др.

Для построения приборов измеряющих КГР используются 2 метода (способа):

1) способ Фере,

2) способ Тарханова;

По способу Фере КГР измеряется путем регистрации изменений электрического сопротивления кожи.

По способу Тарханова КГР измеряется путем регистрации контактной разности потенциалов между двумя участками кожи.

Приборы для измерения КГР по Тарханову практически по структурной схеме подобны электрокардиографам. Частотный диапазон потенциалов кожи равен 0÷10 Гц. При этом динамический диапазон изменения частоты при КГР составляет 0,1÷10 Гц. Потенциал кожи может достигать величин 0,1÷2 мВ.

Способ Фере по измерению сопротивления кожи является более информационным. Электрическое сопротивление тканей служит эффективным средством при диагностике некоторых заболеваний нервно – эмоциональной сферы.

Для измерения электрического сопротивления требуется весьма простой датчик: 2 накладных датчика включаемых в мостовую измерительную схему.

Величина R кожи человека постоянному току обычно колеблется в широких пределах: от 2 до 200 кОм в зависимости от его нервно – эмоционального состояния и возраста.

Обычно при регистрации КГР электроды накладываются на ступню ноги, где у лиц пожилого возраста R кожи имеет большое значение, здесь сосредоточено большое количество рецепторов.

Рис. 9 Структурная схема прибора для измерения КГР по Фере и Тарханову.

Иногда в структуру прибора вводят дополнительно переменные измерения КГР по Торханову. В этом случае выходы электродов подают на входы предусилителя переменного тока, а затем на балансный модулятор.

Как правило, серийные приборы для измерения КГР выпускаются в виде блоков (приставок) к полиграфам многофункционального назначения.

Типовой ряд полиграфов включает в себя:

4 х канальные типа П4Ч-02

6 ти канальные типа П6Ч-01

8 ми канальные типа П8ч-01

Блок кожно – гальванического рефлекса этих полиграфов имеет следующие технические характеристики:

1. Диапазон изменения сопротивления – 1÷50 кОм.

2. Погрешность измерения изменения сопротивления – 10%.

3. Диапазон измерения сопротивления – 1÷450 кОм.

4. Погрешность измерения сопротивления – 10%.

Кроме этого в полиграфе имеется отдельный блок усилителя постоянного тока с диапазоном частот до1000 Гц ±10%; диапазон измерения – 0,1÷1000 мВ.

КОЖНО-ГАЛЬВАНИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ (син.: феномен Тарханова, психогальваническая реакция ) - изменение разности потенциалов и снижение электрического сопротивления между двумя участками поверхности кожи, возникающее при различных раздражениях, вызывающих эмоциональное возбуждение. К.-г. р. регистрируется в экспериментальных и клин, условиях, в процессе трудовой и спортивной деятельности, а также при космических полетах для определения состояния вегетативной нервной системы и эмоциональноаффективной сферы человека. Первым характерные колебания потенциалов кожи у человека при эмоциональном возбуждении описал в 1889 г. И. Р. Тарханов. Он предположил, что величина потенциала кожи зависит от секреторной активности потовых желез. Лейдер и Монтегью (М. Н. Lader, I. D. Montegu, 1962) показали, что важную роль в генезе К.-г. р. играют мембранноионные сдвиги, происходящие в клетках потовых желез на стадии их пресекреторной активности. Радиоактивным методом было установлено, что электрические потенциалы кожи образуются в результате разной скорости трансмембранного переноса ионов натрия в клетках между наружным и внутренним слоями кожи в связи с различным уровнем их энергетического обмена (ок. 5 - 10% энергии окислительно-восстановительных процессов, протекающих в коже, преобразуется в биоэлектрическую энергию).

К.-г. р. регистрируется обычно в форме разности потенциалов между двумя участками кожной поверхности или снижения сопротивления кожи к постоянному току.

При регистрации К.-г. р. электроды располагают, напр., на ладони и тыльной стороне кисти. Кривая записи К.-г. р. отражает медленное колебание разности потенциалов (или электрического сопротивления) со скрытым периодом реакции в пределах от 1 до 5 сек.

К.-г. р. проявляется совместно с потоотделительной, зрачковой, сосудистой и другими реакциями, что позволяет рассматривать ее как объективный показатель состояния вегетативной нервной системы (см.) и эмоциональной сферы. На проявление К.-г. р. влияет суточная периодика физиол, функций, возраст испытуемого, состояние эндокринной системы, действие принятых медикаментов и другие факторы. Регистрация К.-г. р. используется при изучении процессов высшей нервной деятельности (Е.Н. Соколов, 1958; П. В. Симонов, 1964), т. к. она является постоянным компонентом ориентировочно-исследовательской реакции (см.) и ее можно воспроизвести условнорефлекторно.

Библиография: Кожевников В. А. Сравнительная характеристика кожно-гальванических рефлексов, наблюдаемых при измерении разности кожных потенциалов и кожного сопротивления, Физиол, журн. СССР, т. 41, № 2, с. 195, 1955; Симонов П. В. Теория отражения и психофизиология эмоций, М., 1970, библиогр.; Тарханов И. О гальванических явлениях в коже человека при раздражениях органов чувств и различных формах психической деятельности, Вестн, клин, и суд. психиат, и невропат., № 1, с. 73, 1889.

Кожно-гальванические феномены исследовались в нашей стране и за её рубежами различными авторами и в самых различных направлениях. Исследовались физиологические, рефлекторные, физико-химические механизмы кожных электрических реакций, физико-химическая природа электрических потенциалов кожи и влияние нервной системы на них, кожно-гальванические реакции у здоровых и больных людей в условии клиники.
Регистрацию и фиксацию кожно-гальванической реакции (или кожно-гальванического потенциала) в целях инструментальной детекции лжи осуществляют с использованием полиграфа и специального программного обеспечения. Съем кожно-гальванической реакции (далее по тексту – КГР) производится посредством простейшего датчика, состоящего из двух электродов, которые посредством простейших приспособлений крепятся к поверхности кожи человека, в частности, к «подушечкам» ногтевых (верхних) фаланг пальцев руки.
Несмотря на имеющиеся исследования (Васильева В.К. – 1964; Раевская О.С. -1985), подтверждающие наличие некоторых различий кожных потенциалов, в зависимости от места съёма КГР (левая или правая части тела), по моему мнению, это не оказывает принципиального влияния на результаты интерпретации полиграмм при проведении опросов с использованием полиграфа. Однако при возможности выбора рекомендую снимать КГР у с пальцев левой руки, поскольку традиционно считается, что более выраженная реакция снимается с левой руки, которая находится под контролем «более эмоционального» правого полушария головного мозга.
В данной работе используются материалы исследований, полученные с использованием полиграфа «КРИС» производства Варламова и соответствующего программного обеспечения «Sheriff».
Установлено, что электрические явления в живых тканях, в том числе в коже человека, обусловлены ионными изменениями.
Изучение КГР началось в 19 веке. По имеющимся данным в 1888 году Фере и в 1889 году Тарханов открыли два явления кожной электрической активности. Фере открыл, что сопротивление (электропроводимость) кожи меняется при пропускание через неё тока 1-3 вольта в динамике воздействия эмоциональных и сенсорных стимулов. Открытый чуть позже Тархановым феномен КГР состоит в том, что при измерении гальванометром потенциала кожи обнаруживается изменение этого потенциала в зависимости от эмоциональных переживаний человека и подаваемых сенсорных стимулов. Очевидно, что при таких обстоятельствах метод Фере измеряет КГР путем измерения сопротивления кожи, а метод Тарханова измеряет КГР путем измерения кожного потенциала. Оба метода измеряют КГР в динамике подачи (предъявления) стимулов. В связи с явной зависимостью КГР от психических явлений некоторое время КГР называлась психогальванической реакцией или эффектом Фере. Изменение потенциала кожи некоторое время называли эффектом Тарханова.
В дальнейшем учёные (Тарханов И.Р. — 1889; Буторин В.И., Лурия А.Р. -1923; Мясищев В.Н. -1929; Кравченко Е.А. — 1936; Познанская Н.Б. – 1940; Горев В.П. -1943; Краева Н.П. — 1951; Васильева В.К. -1960; Варламов В.А. -1974; Кондор И.С., Леонов Н.А. -1980; Крауклис А.А. -1982; Аракелов Г.Г. -1998 и многие другие) развили и подтвердили указанную ионную теорию биоэлектрических потенциалов. По сведениям д.б.н. Васильевой В.К. (1964), одним из первых в нашей стране ионную теорию биоэлектрических потенциалов и токов обосновал В.Ю. Чаговец (1903).
Наиболее простое и ясное понятие КГР, с психологической точки зрения, по моему мнению, предложил в 1985 году Карпенко Л.А.: «Кожно-гальваническая реакция (КГР) – показатель электропроводимости кожи. Он имеет фазическую и тоническую формы. В первом случае, КГР – один из компонентов ориентировочного рефлекса, возникающего в ответ на новый стимул и угасающего с его повторением. Тоническая форма КГР характеризует медленные изменения кожной проводимости, которые развиваются, например, при утомлении» (Краткий психологический словарь / Сост. Л.А. Карпенко; Под общей ред. А.В. Петровского, М.Г. Ярошевского. – М.Ж Политиздат, 1985, стр.144).
В 2003 году Немов Р.С. дал следующее определение: «Кожно-гальваническая реакция (КГР) – непроизвольная органическая реакция, регистрируемая с помощью соответствующих приборов на поверхности кожи человека. КГР выражается в снижении электрической сопротивляемости поверхности кожи проведению электрического тока малой силы вследствие активизации работы потовыделительных желёз и последующего увлажнения кожи. В психологии КГР используется для изучения и оценки эмоциональных и других психологических состояний человека в данный момент времени. По характеру КГР также судят о выполнении человеком различных видов деятельности» (Психология: Словарь-справочник: в 2 ч. – М.: Изд-во ВЛАДОС-ПРЕСС, 2003, ч.1 стр.220).
Наиболее лаконичное определение КГР можно найти у Ларченко Н.А.: «Кожно-гальваническая реакция – показатель электропроводимости кожи, изменяющийся при различных психических заболеваниях» (Словарь-справочник медицинских терминов и основных медицинских понятий / Н.А. Ларченко. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2013, стр.228).
Современных определений КГР достаточно много, при этом нет строгой и точной обобщающей теории кожно-гальванической реакции. Учитывая многочисленные научные исследования, проводимые у нас и за рубежом, приходится признать, что в исследовании КГР остаётся много вопросов. «Электрическая активность кожи (ЭК) связана с активностью потоотделения, однако физиологическая основа её до конца не изучена» (Психофизиология: учебник для вузов / Под ред. Ю.И. Александрова, СПБ: Питер, 2012, стр.40). Не вдаваясь в перечисление теорий, необходимо отметить, что в целях инструментальной детекции лжи КГР – едва ли не самый эффективный показатель психофизиологической активности человека. Наиболее важным в целях инструментальной детекции лжи является связь кожно-гальванической реакции с физиологическими и психическими процессами человека, устойчивая связь амплитуды, длины и динамики КГР с вербальными и невербальными стимулами её вызывающими, а также факт отражения этих связей в различной степени. «Многочисленные исследования, проведенные различными авторами показали, что КГР отражает общую активацию человека, а также его напряженность. При повышении уровня активации или увеличении напряженности кожное сопротивление падает, в то время как при расслаблении и релаксации уровень кожного сопротивления возрастает.»(Шишкова Н.Р., Психофизиологическая оценка уровня стресса, Диссертация на соискание ученой степени кандидата психологических наук, Москва-2004, стр.17).
По сведениям Варламова В.А. «Анализ данных о механизме возникновения и регулирования кожной реакции, ее информативных признаков показал, что:
— тоническая кожная реакция является отражением глубинных процессов функциональной перестройки в центральной нервной системе;
— величина ответа кожно-гальванического рефлекса находится в прямой зависимости от новизны раздражителя, типологических особенностей высшей нервной деятельности, уровня мотивации обследуемого и его функционального состояния;
— динамика показателей фазической КР может быть критерием степени эмоционального перенапряжения функциональной системы человека. Если дальнейший рост эмоционального напряжения ведет к снижению фазической КР, то это говорит о пределе функциональных возможностей обследуемого;
— методики регистрации, измерения динамики кожного сопротивления, или потенциала кожи, с точки зрения информативности не имеют различия;
— информативные признаки кривой КР являются общими для любых периодических кривых.
При анализе КР необходимо учитывать характеристики подвижности нервной системы людей с учетом региональных и национальных особенностей. По кривой КР нельзя определить, представитель какой национальности проходит тестирование, но то, что он, например, представитель южных народов, темпераментный, с подвижной нервной системой, - определить можно.» (Варламов В.А., Варламов Г.В., Компьютерная детекция лжи, Москва-2010, стр.63).
Учитывая вышеизложенное, считаю целесообразным определить основные характеристики КГР, необходимые для учёта и понимания в целях психофизиологических исследований (опросов) с использованием полиграфа и так называемой инструментальной детекции лжи.
Кожно-гальваническая реакция (КГР) – это показатель электропроводности и сопротивления кожных покровов, собственного электрического потенциала кожи. Установлено, что эти показатели меняется у человека в зависимости от внешних и внутренних условий. К наиболее важным, на мой взгляд, условиям относятся: психологическое состояние человека, физиологическое состояние человека, адаптивные возможности человека, условия среды, сила, частота и интенсивность предъявляемого стимула и др.
Кожно-гальваническая реакция (КГР) имеет фазическую и тоническую составляющие. Фазическая составляющая характеризует психофизиологическую реакцию, связанную с опознанием предъявляемого стимула. Эти характеристики связаны с опознанием таких компонентов предъявляемого стимула, как его новизна, интенсивность, внезапность-ожидаемость, сила, смысловое содержание, эмоциональная значимость. Тоническая составляющая характеризует психофизиологическое состояние исследуемого организма, степень адаптации к предъявляемому стимулу.
Кожно-гальваническая реакция (КГР) в контролируемых условиях практически не поддаётся корректному сознательному контролю. При наличии внешних или внутренних условий, влияющих на состояние КГР, по характеру изменения фазической и тонической составляющих КГР можно достаточно объективно определить качественные характеристики факторов влияния. Данное обстоятельство позволяет достаточно объективно различать спонтанные КГР от произвольных КГР.
Кожно-гальваническая реакция (КГР) в момент проведения психофизиологического исследования с использованием полиграфа может рассматриваться как индикатор степени опознания предъявляемого стимула, индикатор эмоции, индикатор стрессовой реакции, индикатор функционального состояния организма, а также всего перечисленного одновременно.
Из классической психофизиологии известно, что КГР связана с таламической и кортикальной областями мозга. Считается, что активность неокортекса регулируется ретикулярной формацией, при этом гипоталамус поддерживает вегетативный тонус, деятельность лимбической системы и общий уровень бодрствования человека. Также доказано, что на КГР оказывает частичное влияние парасимпатическая система человека.
Фрагмент из книги «Энциклопедия полиграфа»