{"id":8085,"date":"2023-08-09T15:51:33","date_gmt":"2023-08-09T13:51:33","guid":{"rendered":"https:\/\/medtech-ingenieur.de\/?p=8085"},"modified":"2024-06-03T11:00:30","modified_gmt":"2024-06-03T09:00:30","slug":"elektrodermale-aktivitaet","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/medtech-ingenieur.de\/en\/elektrodermale-aktivitaet\/","title":{"rendered":"Electrodermal Activity: Uncovering the Electrical Signals of Emotion and Physiology"},"content":{"rendered":"<h3>Inhalt<\/h3>\n<ul style=\"list-style-type: none;\">\n<li><a href=\"#Hintergrund\">1. Ein wenig Hintergrund und Physiologie der EDA<\/a>\n<ul style=\"list-style-type: none;\">\n<li><a href=\"#Physiologie\">1.1. Physiologie der elektrodermalen Aktivit\u00e4t<\/a><\/li>\n<li><a href=\"#Historisch\">1.2. Historischer Hintergrund<\/a><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><a href=\"#Anwendungen\">2. Anwendungen<\/a>\n<ul style=\"list-style-type: none;\">\n<li><a href=\"#wichtigsten Anwendungen\">2.1. Die wichtigsten Anwendungen von EDA<\/a><\/li>\n<li><a href=\"#potenzielle Anwendungen\">2.2. Weniger erforschte potenzielle Anwendungen<\/a><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><a href=\"#Messmethoden\">3. Messmethoden und elektrisches \u00c4quivalent<\/a>\n<ul style=\"list-style-type: none;\">\n<li><a href=\"#Methoden\">3.1. EDA-Messmethoden<\/a><\/li>\n<li><a href=\"#Messungen\">3.2. Messungen der Hautleitf\u00e4higkeit<\/a><\/li>\n<li><a href=\"#\u00c4quivalenzmodell\">3.3. Elektrisches \u00c4quivalenzmodell der Haut<\/a><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><a href=\"#Schlussfolgerung\">4. Schlussfolgerung<\/a><\/li>\n<\/ul>\n<ul style=\"list-style-type: none;\">\n<li><a href=\"#Referenzen\">Referenzen<\/a><\/li>\n<li><a href=\"#Abk\u00fcrzungen\">Liste der Abk\u00fcrzungen<\/a><\/li>\n<\/ul>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-8242 size-medium alignright\" src=\"https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/nathan-dumlao-7gi-MsHBNpM-unsplash-200x300.jpg\" alt=\"\" width=\"200\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/nathan-dumlao-7gi-MsHBNpM-unsplash-200x300.jpg 200w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/nathan-dumlao-7gi-MsHBNpM-unsplash-768x1151.jpg 768w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/nathan-dumlao-7gi-MsHBNpM-unsplash-683x1024.jpg 683w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/nathan-dumlao-7gi-MsHBNpM-unsplash-1366x2048.jpg 1366w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/nathan-dumlao-7gi-MsHBNpM-unsplash-100x150.jpg 100w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/nathan-dumlao-7gi-MsHBNpM-unsplash-150x225.jpg 150w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/nathan-dumlao-7gi-MsHBNpM-unsplash-300x450.jpg 300w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/nathan-dumlao-7gi-MsHBNpM-unsplash-450x675.jpg 450w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/nathan-dumlao-7gi-MsHBNpM-unsplash-600x900.jpg 600w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/nathan-dumlao-7gi-MsHBNpM-unsplash-scaled.jpg 1708w\" sizes=\"auto, (max-width: 200px) 100vw, 200px\" \/><\/p>\n<h2>Was ist elektrodermale Aktivit\u00e4t (EDA)?<\/h2>\n<p>Einfach gesagt: Alles Elektrische, das mit der menschlichen Haut in Verbindung steht, kann als &#8222;elektrodermale Aktivit\u00e4t (EDA)&#8220; bezeichnet werden; sie ist auch als galvanische Hautreaktion (GSR) bekannt. Genauer gesagt ist sie das physiologische Ma\u00df, welches die Ver\u00e4nderungen der elektrischen Leitf\u00e4higkeit der Hautoberfl\u00e4che widerspiegelt und durch die Ver\u00e4nderung des emotionalen Zustands verursacht wird<a href=\"#[1]\">[1]<\/a>.<\/p>\n<p>Die EDA ist ein faszinierendes physikalisch-elektrisches Ph\u00e4nomen, das anhand der relativen elektrischen Eigenschaften der obersten Hautschicht Einblicke in die komplizierte Beziehung zwischen unseren Emotionen, dem Stressniveau und dem autonomen Nervensystem gew\u00e4hrt. Dieser Blogpost taucht in die Welt der elektrodermalen Aktivit\u00e4t ein und erforscht ihre verschiedenen Eigenschaften und Messmethoden.<\/p>\n<p>Der <strong>erste Teil<\/strong> dieses Artikels befasst sich mit den Urspr\u00fcngen, den Messverfahren, der Bedeutung in der Psychologie und Medizin und den m\u00f6glichen Anwendungen von EDA. Im <a href=\"https:\/\/medtech-ingenieur.de\/einflussfaktoren-eda-messung\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">zweiten Teil<\/a> dieser Blogserie werden Faktoren untersucht, die die EDA-Messung beeinflussen.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h2 id=\"Hintergrund\">1. Vor dem elektrischen Teil ein wenig Hintergrund und Physiologie der EDA<\/h2>\n<p>F\u00fcr Elektroingenieure mag die Geschichte und physiologische Beschreibung der EDA wie alter Tobak sein, aber es ist unerl\u00e4sslich, um ein zuverl\u00e4ssiges und genaues EDA-Messsystem zu entwickeln. Bevor wir in die Tiefen der Fachwelt verschwinden, wollen wir uns daher einen kurzen \u00dcberblick \u00fcber die wichtigsten Eigenschaften von EDA verschaffen.<\/p>\n<h4 id=\"Physiologie\">1.1. Physiologie der elektrodermalen Aktivit\u00e4t<\/h4>\n<p>Wie bereits erw\u00e4hnt, wird der Ausdruck &#8222;EDA&#8220; aus verschiedenen praktischen Gr\u00fcnden gew\u00f6hnlich zur Beschreibung von \u00c4nderungen der Hautleitf\u00e4higkeit (Impedanz) verwendet. Schwei\u00df, der ein sehr starkes Elektrolyt ist, beeinflusst die Leitf\u00e4higkeit der Haut zusammen mit der Hautdicke und anderen Faktoren. Der Schwei\u00df wird von den ekkrinen Schwei\u00dfdr\u00fcsen abgesondert, die sich unter der \u00e4u\u00dfersten Hautschicht befinden. Diese Schicht, die f\u00fcr die EDA-Messungen von Interesse ist, wird auch als Epidermis oder Stratum corneum bezeichnet <a href=\"#[2]\">[2]<\/a>. In Abbildung 1 ist ein Querschnittsbild der menschlichen Haut zum besseren Verst\u00e4ndnis dargestellt.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-medium wp-image-8201\" src=\"https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/schweissdruesen-300x242.png\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"242\" srcset=\"https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/schweissdruesen-300x242.png 300w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/schweissdruesen-100x81.png 100w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/schweissdruesen-150x121.png 150w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/schweissdruesen-200x161.png 200w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/schweissdruesen-450x362.png 450w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/schweissdruesen-600x483.png 600w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/schweissdruesen.png 704w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">Abbildung 1: Querschnittsbild der Haut <a href=\"#[3]\">[3]<\/a>.<\/p>\n<p>Die Schwei\u00dfkan\u00e4le transportieren diesen Schwei\u00df von den Schwei\u00dfdr\u00fcsen zur Epidermis. Wenn diese Schwei\u00dfkan\u00e4le ausreichend nass sind, erh\u00f6ht sich der Leitwert der Haut erheblich. Diese \u00c4nderungen des Hautleitwerts werden verfolgt und als EDA f\u00fcr eine Vielzahl von Anwendungen verarbeitet.<\/p>\n<p>Das autonome Nervensystem (ANS) ist zusammen mit anderen physiologischen Reaktionen wie Blutdruck, Herzfrequenz und Pupillendurchmesser f\u00fcr das Schwitzen verantwortlich <a href=\"#[4]\">[4]<\/a>. Das ANS besteht im Gro\u00dfen und Ganzen aus zwei Zweigen, dem sympathischen Nervensystem (SNS) und dem parasympathischen Nervensystem (PNS)<a href=\"#[5]\">[5]<\/a>.<\/p>\n<p><strong>Fun Fact:<\/strong> Die Schwei\u00dfdr\u00fcsen das einzige Organ, dessen Nervenbahnen vom SNS-Zweig des autonomen Nervensystems ausgehen. Alle anderen physiologischen Reaktionen werden von beiden Zweigen des ANS gesteuert. Wichtiger als diese tolle Information ist aber, das wir das SNS nutzen k\u00f6nnen, um die Auswirkungen von emotionalen Reizen auf die Schwei\u00dfdr\u00fcsen zu untersuchen. Verschiedene emotionale Stimuli k\u00f6nnen unterschiedliche physiologische Reaktionen und damit unterschiedliche Schwei\u00dfmengen hervorrufen.<\/p>\n<p>Der Hydratationsgrad dieser Schwei\u00dfdr\u00fcsen f\u00fchrt zu einer Ver\u00e4nderung der elektrischen Leitf\u00e4higkeit der Epidermis. Dieses physiologische Reaktionsverhalten steht in Zusammenhang mit der Bewertung der emotionalen Valenz und der galvanischen Hautreaktion, wenn man Reizen ausgesetzt ist, die angenehm (positive Valenz) oder unangenehm (negative Valenz) sind <a href=\"#[4]\">[4]<\/a>, <a href=\"#[6]\">[6]<\/a>.<\/p>\n<p>Der physiologische Aspekt der EDA l\u00e4sst sich auch einfach beschreiben:<\/p>\n<p>Die Schwei\u00dfdr\u00fcsen produzieren Schwei\u00df (wow). Die darin enthaltenen Elektrolyte erh\u00f6hen die elektrische Leitf\u00e4higkeit der Haut. Wenn eine Person stark emotional oder stark gestresst ist, schwitzen ihre Schwei\u00dfdr\u00fcsen st\u00e4rker und erh\u00f6hen die Leitf\u00e4higkeit der Haut.<\/p>\n<p>Es gibt zwei Komponenten des Hautleitwerts, die wie folgt definiert sind:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Hautleitf\u00e4higkeitswert (SCL):<\/strong><br \/>\nSCL bezieht sich auf den elektrischen Basisleitwert der Haut, der die Gesamtaktivit\u00e4t der Schwei\u00dfdr\u00fcsen und die Erregung des sympathischen Nervensystems widerspiegelt. Sie vermittelt ein allgemeines Gef\u00fchl f\u00fcr den physiologischen Zustand der Person zu einem bestimmten Zeitpunkt. Dies wird auch als tonische Reaktion bezeichnet. Es handelt sich um eine Langzeitmessung des Hautleitwerts, die nicht durch eine Pseudotumoraktivit\u00e4t verursacht wurde. Daher ist die SCL bei der Stresserkennung und bei Bio-Feedback-Systemen n\u00fctzlich.<\/li>\n<li><strong>Hautleitf\u00e4higkeitsreaktion (SCR):<\/strong><br \/>\nDie SCR hingegen steht f\u00fcr die vor\u00fcbergehenden Ver\u00e4nderungen des Hautleitwerts, die als Reaktion auf bestimmte Reize auftreten. Diese Reize k\u00f6nnen emotional aufgeladen sein oder eine Stressreaktion hervorrufen. Die SCR wird h\u00e4ufig zur Messung emotionaler Reaktionen verwendet, da sie Aufschluss \u00fcber die emotionalen Erfahrungen einer Person gibt. Diese Reaktion wird als phasische Reaktion bezeichnet. Diese Reaktion wird durch einen Pseudotumor-Burst erzeugt. Dies ist die Komponente der EDA, die durch emotionale Reize ausgel\u00f6st wird.<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h4 id=\"Historisch\">1.2. Historischer Hintergrund<\/h4>\n<p>Die Forschung auf dem Gebiet der EDA begann Ende des 19.th Jahrhunderts (1879), als Vigoroux Ver\u00e4nderungen des Hautleitwerts bei Hysteriepatienten beobachtete <a href=\"#[2]\">[2]<\/a>. Obwohl der Begriff EDA erstmals 1966 von Johnson und Lubin eingef\u00fchrt wurde <a href=\"#[7]\">[7]<\/a>. Diese Beobachtung wurde sp\u00e4ter von dem franz\u00f6sischen Neurologen Charles F\u00e9r\u00e9 genutzt, um seine Forschungen auf diesem Gebiet voranzutreiben.<\/p>\n<p>F\u00e9r\u00e9 wies darauf hin, dass der Hautwiderstand unter dem Einfluss emotionaler Reize deutlich abnimmt <a href=\"#[8]\">[8]<\/a>. Etwa zur gleichen Zeit erkl\u00e4rte der Physiologe Ivan Trachanoff den kausalen Zusammenhang zwischen der Ver\u00e4nderung des Hautleitwerts. Tarchanoff war derjenige, der die M\u00f6glichkeit der endosomatischen EDA-Messung erforschte, auf die wir sp\u00e4ter in diesem Beitrag eingehen werden <a href=\"#[9]\">[9]<\/a>.<\/p>\n<p>Schwei\u00dfdr\u00fcsen sind die Quelle &#8222;psychogalvanischer Ph\u00e4nomene&#8220;, so McClendon und Hemingway im Jahr 1930 <a href=\"#[10]\">[10]<\/a>. Die Epidermis kann sowohl mit ausschlie\u00dflich passiven Elementen als auch mit einer Kombination aus aktiven und passiven Elementen elektrisch modelliert werden. Die Haut kann als galvanische Zelle behandelt werden, weshalb EDA auch als galvanische Hautreaktion (GSR) bezeichnet wird <a href=\"#[2]\">[2]<\/a>.<\/p>\n<p>Im Rahmen dieses Artikels interessieren wir uns jedoch nur f\u00fcr das passive elektrische Modell der Haut. Unter Verwendung der Polarisationskapazit\u00e4t und der psychophysiologischen Komponenten der EDA schuf Edelberg 1971 ein elektrisches Modell f\u00fcr die Haut <a href=\"#[11]\">[11]<\/a>. Nach mehr als zehn Jahren der EDA-Studie konzentrierte sich Edelberg 1972 auf die Verbesserung und Bewertung der EDA-Aufzeichnungen. Er stellte auch zus\u00e4tzliche EDA-Komponenten vor, wie die Anstiegszeit und die Erholungszeiten der EDR.<\/p>\n<p>Seitdem wird in der psychophysiologischen Forschung die EDA als eine von zahlreichen Sensortechniken verwendet. Trotz der weithin anerkannten N\u00fctzlichkeit der EDA gibt es immer noch gewisse Einschr\u00e4nkungen, und es werden st\u00e4ndig Anstrengungen unternommen, die Methoden zur Aufzeichnung, Analyse und Interpretation von EDA-Daten zu verbessern.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h2 id=\"Anwendungen\">2. Anwendungen<\/h2>\n<p>Aufgrund ihres Potenzials, subtile physiologische Ver\u00e4nderungen im Zusammenhang mit emotionalen und kognitiven Prozessen aufzudecken, hat die Untersuchung der EDA in der Psychologie und Medizin gro\u00dfe Aufmerksamkeit erregt. Es gibt jedoch immer noch einige Anwendungen f\u00fcr die EDA, die nicht ausreichend genutzt werden, w\u00e4hrend sie in einigen anderen Anwendungen prominent eingesetzt wird.<\/p>\n<h4 id=\"wichtigsten Anwendungen\">2.1. Die wichtigsten Anwendungen von EDA<\/h4>\n<p>Hier sind einige der wichtigsten Bereiche, in denen EDA eine zentrale Rolle spielt:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Emotions-\/Stressforschung und psychophysiologische Beurteilungen<\/strong><br \/>\nDie elektrodermale Aktivit\u00e4t ist eng mit emotionalen Reaktionen und Stressreaktionen verbunden. Forscher nutzen EDA, um emotionale Zust\u00e4nde wie Furcht, Erregung und Angst zu untersuchen. Durch die Untersuchung von Ver\u00e4nderungen des Hautleitwerts k\u00f6nnen Wissenschaftler die physiologischen Grundlagen dieser Emotionen besser verstehen und herausfinden, wie sie mit psychologischen Erfahrungen zusammenh\u00e4ngen. EDA wird auch h\u00e4ufig bei psychophysiologischen Untersuchungen eingesetzt, bei denen physiologische Reaktionen w\u00e4hrend Aufgaben oder Reizen in Echtzeit \u00fcberwacht werden. Diese Bewertungen liefern wertvolle Informationen \u00fcber die kognitiven Prozesse, die emotionalen Reaktionen und das allgemeine Wohlbefinden einer Person.<\/li>\n<li><strong>Biofeedback, Stressmanagement und andere klinische Anwendungen<\/strong><br \/>\nEDA-Biofeedback ist eine Technik, bei der der Einzelne lernt, seine physiologischen Reaktionen, wie z. B. den Hautleitwert, durch bewusste Kontrolle zu regulieren. Dieser Ansatz wird bei der Stressbew\u00e4ltigung und beim Entspannungstraining angewandt und hilft dem Einzelnen, eine bessere Kontrolle \u00fcber seinen emotionalen und physiologischen Zustand zu erlangen. Die elektrodermale Aktivit\u00e4t wurde auch in verschiedenen klinischen Kontexten erforscht, z. B. bei der Diagnose und \u00dcberwachung von Angstst\u00f6rungen, posttraumatischen Belastungsst\u00f6rungen (PTSD) und bestimmten Arten von Neuropathien. EDA-Messungen k\u00f6nnen zus\u00e4tzliche Einblicke in den Zustand und den Fortschritt des Patienten bieten.<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h4 id=\"potenzielle Anwendungen\">2.2. Weniger Erforschte potenzielle Anwendungen<\/h4>\n<p>\u00dcber Psychologie und Medizin hinaus hat die elektrodermale Aktivit\u00e4t potenzielle Anwendungen in verschiedenen Bereichen:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Mensch-Computer-Interaktion und Marktforschung<\/strong><br \/>\nEDA kann in technologische Schnittstellen integriert werden, um sich an die emotionalen und kognitiven Zust\u00e4nde der Nutzer anzupassen. Dies k\u00f6nnte zu personalisierteren und reaktionsf\u00e4higeren Interaktionen mit Computern, Robotern und Virtual-Reality-Systemen f\u00fchren. Dar\u00fcber hinaus wird EDA manchmal in der Marktforschung eingesetzt, um die emotionalen Reaktionen der Verbraucher auf Werbung, Produkte oder Erfahrungen zu messen. Diese Daten helfen den Vermarktern, ihre Strategien zu verfeinern, um die gew\u00fcnschten emotionalen Reaktionen hervorzurufen.<\/li>\n<li><strong>Bildung und Sport<\/strong><br \/>\nIm Bildungsbereich kann die EDA dabei helfen, das Engagement und die kognitive Belastung der Sch\u00fcler zu messen. Diese Informationen k\u00f6nnen die Entwicklung effektiverer Lehrmethoden und -materialien unterst\u00fctzen. Der emotionale Zustand von Sportlern kann ihre Leistung erheblich beeinflussen. EDA k\u00f6nnte eingesetzt werden, um das Stressniveau von Sportlern zu \u00fcberwachen und ihnen bei der Optimierung ihrer psychologischen Vorbereitung auf Wettk\u00e4mpfe zu helfen.<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h2 id=\"Messmethoden\">3. Messmethoden und elektrisches \u00c4quivalent<\/h2>\n<p>F\u00fcr die meisten praktischen Zwecke wird der Hautleitwert jedoch als elektrodermale Aktivit\u00e4t bezeichnet. Diese elektrischen Aktivit\u00e4ten k\u00f6nnen durch eine Reihe von Sensoren, Elektroden und hochentwickelten elektronischen Schaltungen erfasst werden.<\/p>\n<p>Klingt einfach, oder? Leider ist das nicht der Fall. Zahlreiche Elemente, die von der elektrischen Stimulation bis zur komplexen Datenverarbeitung reichen, wirken sich auf die EDA-Messung aus und sind Gegenstand der zweiten H\u00e4lfte dieses Blogartikels. Dennoch werden einige der Dinge in diesem Abschnitt gestreift. Zun\u00e4chst werden die Messmethoden f\u00fcr die EDA mit den grundlegenden Begriffen des Hautleitwerts vorgestellt. Eine kurze Einf\u00fchrung in das elektrische \u00c4quivalent der Haut schlie\u00dft dieses Thema ab.<\/p>\n<h4 id=\"Methoden\">3.1. EDA-Messmethoden<\/h4>\n<p>Die Epidermis der menschlichen Haut kann als aktive oder als eine Kombination von passiven elektrischen Komponenten modelliert werden, die auf diesen beiden Ans\u00e4tzen basieren. <a href=\"#[12]\">[12]<\/a>:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Endosomatische Messung<\/strong><br \/>\nAufzeichnung des elektrischen Potenzials an der Hornschicht der Haut, wenn keine externen elektrischen Signale an die Haut angelegt werden. Mit Hilfe von Elektroden wird das Biopotenzial der menschlichen Haut bei jedem emotionalen Reiz aufgezeichnet, der der Versuchsperson zugef\u00fchrt wird. Diese \u00c4nderung der Hautspannung wird verarbeitet, um die Wirkung verschiedener Reize auf das SNS zu untersuchen. Diese Messung w\u00fcrde den Rahmen dieses Artikels sprengen und wird daher nicht im Detail behandelt.<\/li>\n<li><strong>Exosomatische Messung<\/strong><br \/>\nBei diesen Messungen wird ein externes, kontrolliertes und nicht nachweisbares elektrisches Signal angelegt, und die \u00c4nderung des Widerstands (Impedanz) oder der Leitf\u00e4higkeit (Admittanz) wird auf der Grundlage der Art des Anregungssignals kodiert. Dies ist ein zweistufiger Prozess: Zun\u00e4chst wird ein elektrisches Signal mit &#8222;geeigneten Parametern&#8220; \u00fcber Elektroden angelegt. Dieselben Elektroden werden in einem weiteren Schritt zur Aufzeichnung der elektrischen Reaktion der Epidermis verwendet. Der Hautleitwert (oder die Admittanz) kann anhand der Eigenschaften der angelegten und gemessenen Signale berechnet werden.<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h4 id=\"Messungen\">3.2. Messungen der Hautleitf\u00e4higkeit<\/h4>\n<p>Der Hautleitwert wird in zwei Teile unterteilt. In fr\u00fcheren Abschnitten wurden die tonische und die phasische EDA bereits vorgestellt und charakterisiert. Hier werden weitere Informationen \u00fcber diese Komponenten gegeben.<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Hautleitf\u00e4higkeitsreaktion (SCR):<\/strong><br \/>\nDiese schnell schwankende Komponente wird auch als phasische Reaktion der EDA bezeichnet; sie hat die Ma\u00dfeinheit Mikrosiemens (\u00b5S). Genauer gesagt bezieht sich die SCR auf pl\u00f6tzliche \u00c4nderungen des Hautleitwerts, die als direkte Reaktion auf Umweltreize auftreten. Wie in Abbildung 2 dargestellt, treten diese pl\u00f6tzlichen Spitzen oft zwischen 1 und 5 Sekunden nach der Darbietung eines Reizes (z. B. eines Bildes oder Tons) auf. Diese Zeitverz\u00f6gerung wird als Latenzzeit bezeichnet. Diese Ver\u00e4nderungen der SCR stehen in engem Zusammenhang mit kognitiven Funktionen (einschlie\u00dflich der Entscheidungsfindung) nach einem kurzen Ereignis <a href=\"#[13]\">[13]<\/a>.<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-8208\" src=\"https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild1-1.png\" alt=\"\" width=\"629\" height=\"326\" srcset=\"https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild1-1.png 629w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild1-1-300x155.png 300w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild1-1-100x52.png 100w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild1-1-150x78.png 150w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild1-1-200x104.png 200w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild1-1-450x233.png 450w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild1-1-600x311.png 600w\" sizes=\"auto, (max-width: 629px) 100vw, 629px\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">Abbildung 2: Phasische Reaktion von EDA (SCR) <a href=\"#[13]\">[13]<\/a>.<\/p>\n<p>Die SCR kann durch die folgenden f\u00fcnf Teile der Reaktion charakterisiert werden: (1) Latenz, (2) Anstiegszeit, (3) Amplitude, (4) Spitze und (5) Erholungszeit. W\u00e4hrend die Latenzzeit in der Regel zwischen 1 und 5 Sekunden dauert, variiert die L\u00e4nge der anderen vier Komponenten je nach Person und den zugef\u00fchrten Reizen. Diese Reaktion kann auch ohne Stimulus ausgel\u00f6st werden. Eine solche SCR wird als reizunabh\u00e4ngige Hautleitf\u00e4higkeitsreaktion (NS-SCR oder non-SCR) bezeichnet.<\/li>\n<li><strong>Hautleitf\u00e4higkeitswert (SCL):<\/strong><br \/>\nDabei handelt es sich um eine vergleichsweise langsam schwankende Komponente der SC, die \u00fcber einen langen Zeitraum gemessen wird. Diese Komponente wird auch als &#8222;tonische Antwort&#8220; der SC bezeichnet (ebenfalls in \u00b5S gemessen). Die SCL unterliegt im Laufe der Zeit Ver\u00e4nderungen, die nicht durch spezifische Reize oder Ereignisse ausgel\u00f6st werden, sondern vielmehr einen kontinuierlichen intraindividuellen Verlauf widerspiegeln. Der SCL variiert stark zwischen den Probanden und wird von der autonomen Regulation, der k\u00f6rperlichen Gesundheit und der psychischen Stimmung beeinflusst. Auch die Wahl der Elektronik wirkt sich erheblich auf diese Messung aus. Da diese Komponente nicht ereignisbezogen (stimulusbezogen) ist, hat sie weniger Anwendungsm\u00f6glichkeiten als die SCR. Die Unterschiede zwischen den beiden Komponenten werden in Abbildung 3 in einer lang andauernden Stresssituation wie bei einer Pr\u00fcfung dargestellt<a href=\"#[13]\">[13]<\/a>.<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-8209\" src=\"https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild2.png\" alt=\"\" width=\"1055\" height=\"513\" srcset=\"https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild2.png 1055w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild2-300x146.png 300w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild2-768x373.png 768w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild2-1024x498.png 1024w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild2-100x49.png 100w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild2-150x73.png 150w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild2-200x97.png 200w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild2-450x219.png 450w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild2-600x292.png 600w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild2-900x438.png 900w\" sizes=\"auto, (max-width: 1055px) 100vw, 1055px\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">Abbildung 3: Vergleich der tonischen und phasischen Reaktion w\u00e4hrend einer langen Stresssituation<a href=\"#[13]\">[13]<\/a>.<\/p>\n<p>Da die Pr\u00fcfung eine stressige Situation symbolisiert, die einen wachen Zustand erfordert, f\u00fchrt dies zu einem langsamen und stetigen Anstieg des SCL. Im Gegensatz dazu gibt es zahlreiche abrupte Anstiege des SCR, w\u00e4hrend man sich mit bestimmten Problemen in der Pr\u00fcfung besch\u00e4ftigt. Diese sprunghaften Anstiege sind ein Zeichen daf\u00fcr, dass kognitive Prozesse (einschlie\u00dflich des Denkens und der Entscheidungsfindung) f\u00fcr eine kurze Zeit verst\u00e4rkt werden. Wenn die Pr\u00fcfung vorbei ist und der dadurch verursachte Stress nachgelassen hat, sinkt auch die SCL allm\u00e4hlich auf ein Ausgangsniveau.<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h4 id=\"\u00c4quivalenzmodell\">3.3. Elektrisches \u00c4quivalenzmodell der Haut<\/h4>\n<p>Die EDA-Messung ist ein weites Feld, so dass vor dem Eintauchen in dieses Gebiet die Auswahl einer eindeutigen Vertikalen erforderlich ist. Diese Studie beschr\u00e4nkt sich auf die exosomatische Messung der EDA, auch um ein tieferes Verst\u00e4ndnis der Hautleitwert- oder Widerstandsmessungen zu erreichen. Alle notwendigen Hintergrundinformationen und Parameter wurden in diesem Artikel bereits ermittelt. Um die elektrischen Aktivit\u00e4ten der Haut zu messen, muss ein glaubw\u00fcrdiges elektrisches \u00c4quivalenzmodell f\u00fcr die menschliche Haut erstellt werden.<\/p>\n<p>Allen elektrischen \u00c4quivalenzmodellen der Haut ist gemeinsam, dass die Schwei\u00dfkan\u00e4le unter der Epidermis ein paralleles Netz von Widerst\u00e4nden (oder Impedanzen) bilden. Diese Tatsache erleichtert die Analyse im Falle der Messung der Hautadmittanz anstelle der Hautimpedanz. Denn jede \u00c4nderung der elektrischen Eigenschaften der Haut wirkt sich einfach additiv aus. Im Falle von Hautwiderst\u00e4nden muss hingegen der Kehrwert der Widerst\u00e4nde addiert werden, was die Analyse komplizierter macht <a href=\"#[14]\">[14]<\/a>. Daher wird die Messung des Hautleitwerts den Hautwiderst\u00e4nden vorgezogen. Obwohl neben der elektrodermalen Reaktion (SCR) auch die elektrodermalen Pegel (SCL) gemessen werden, k\u00f6nnen Hautimpedanzen leicht in Hautadmittanzen umgewandelt werden.<\/p>\n<p>Das erste glaubw\u00fcrdige elektrische Modell der Haut wurde von Montagu und Coles (1966) auf der Grundlage der Parallelwiderstandstheorie von Thomas und Korr (1957) vorgestellt. Dieses Modell besteht aus einem Netzwerk paralleler Widerst\u00e4nde (Leitwert) und einer \u00e4quivalenten Parallelkapazit\u00e4t f\u00fcr das gesamte Netzwerk. Sp\u00e4ter bieten Edelberg (1972) und Fowls (1974) das kompliziertere und pr\u00e4zisere Modell der Hautimpedanz an.<\/p>\n<p>Im Gegensatz zu den fr\u00fcheren Modellen konzentriert sich dieses Ersatzschaltbild auf die elektrischen Eigenschaften jeder einzelnen Schwei\u00dfdr\u00fcse. Dieses Modell ber\u00fccksichtigt verschiedene Faktoren wie den Ausgangszustand der Schwei\u00dfdr\u00fcsen, den Hydratationsgrad der Epidermis, die Aktivit\u00e4t der zugeh\u00f6rigen Membranen und den Einfluss der Umgebung der Schwei\u00dfkan\u00e4le <a href=\"#[14]\">[14]<\/a>.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-medium wp-image-8211\" src=\"https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild3-300x188.png\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"188\" srcset=\"https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild3-300x188.png 300w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild3-768x482.png 768w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild3-100x63.png 100w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild3-150x94.png 150w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild3-200x126.png 200w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild3-450x283.png 450w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild3-600x377.png 600w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild3-900x565.png 900w, https:\/\/medtech-ingenieur.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Bild3.png 903w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">Abbildung 4: Vereinfachtes elektrisches Ersatzmodell der Haut <a href=\"#[15]\">[15]<\/a>.<\/p>\n<p>Das Parallelwiderstandsmodell f\u00fchrt zu einer einfacheren Berechnung des SC anstelle des Hautwiderstands, da die Wirkung additiv ist. Ein viel einfacheres elektrisches Ersatzmodell der Haut ist in Abbildung 4 dargestellt. Dieses Modell ist nur dann effektiv genug, wenn der Hautleitwert gemessen wird. Bei der Messung des Hautwiderstands wird die \u00c4nderung jedes parallelen Widerstands durch die anderen Mitglieder (Schwei\u00dfkan\u00e4le, die als Widerst\u00e4nde modelliert werden) des parallelen Netzwerks beeinflusst.<br \/>\n&nbsp;<\/p>\n<h2 id=\"Schlussfolgerung\">4. Schlussfolgerung<\/h2>\n<p>Die elektrodermale Aktivit\u00e4t zeigt das komplizierte Zusammenspiel zwischen unseren Emotionen, der Physiologie und dem autonomen Nervensystem. Mit dem technologischen Fortschritt w\u00e4chst auch unsere F\u00e4higkeit, das Potenzial der EDA zum Verst\u00e4ndnis des menschlichen Verhaltens, zur Steigerung des Wohlbefindens und zur Verbesserung verschiedener Aspekte unseres Lebens zu nutzen.<\/p>\n<p>Von der Psychologie \u00fcber die Medizin bis hin zur P\u00e4dagogik und dar\u00fcber hinaus ist die elektrodermale Aktivit\u00e4t nach wie vor ein fesselnder Weg der Forschung, das Licht auf die verborgenen Str\u00f6me wirft, die unsere innere Welt formen. <\/p>\n<p>Der n\u00e4chste wichtige Schritt in diese Richtung ist die Er\u00f6rterung der &#8222;Einflussfaktoren der EDA-Messung&#8220;. Diese Elemente helfen dabei, wichtige Entscheidungen f\u00fcr den Designansatz zu treffen. Im n\u00e4chsten Artikel werden die wichtigsten Eigenschaften der Signalsimulation und die Wahl der Elektroden er\u00f6rtert.<\/p>\n<h4 id=\"Referenzen\">Referenzen<\/h4>\n<p id=\"[1]\">[1] Braithwaite, Jason J., et al. &#8222;A guide for analysing electrodermal activity (EDA) &amp; skin conductance responses (SCRs) for psychological experiments.&#8220; Psychophysiology 49.1 (2013): 1017-1034.<\/p>\n<p id=\"[2]\">[2] Boucsein, Wolfram. Electrodermal activity. Springer Science &amp; Business Media, 2012.<\/p>\n<p id=\"[3]\">[3] <a href=\"https:\/\/whereistheevidence.files.wordpress.com\/2014\/09\/eccrine.png\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">WHERE&#8217;S THE EVIDENCE?&#8220;: BILD (WORDPRESS.COM)<\/a><\/p>\n<p id=\"[4]\">[4] Sanchez-Comas, Andres, et al. &#8222;Korrelationsanalyse verschiedener Messorte der galvanischen Hautreaktion bei Testgruppen mit angenehmen und unangenehmen Reizen&#8220;. Sensors 21.12 (2021): 4210.<\/p>\n<p id=\"[5]\">[5] <a href=\"https:\/\/whereistheevidence.wordpress.com\/articles\/biophysiology\/electrodermal-activity-eda-aka-skin-conductance-aka-gsr\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">ELEKTRODERMALE AKTIVIT\u00c4T (EDA) &#8211; WO SIND DIE BEWEISE? (WORDPRESS.COM)<\/a><\/p>\n<p id=\"[6]\">[6] Borrego, Adrian, et al. &#8222;Reliability of the Empatica E4 wristband to measure electrodermal activity to emotional stimuli.&#8220; 2019 International Conference on Virtual Rehabilitation (ICVR). IEEE, 2019.<\/p>\n<p id=\"[7]\">[7] Bia\u0142ow\u0105s, Sylwester, und Adrianna Szyszka. &#8222;Measurement of electrodermal activity in marketing research&#8220;. Managing Economic Innovations-Methods and Instruments (2019): 73-90.<\/p>\n<p id=\"[8]\">[8] Dawson M.E., Schell A.M., Filion D.L. (2007). Das elektrodermale System. [In:] Cacioppo, John T., Louis G. Tassinary, und Gary Berntson, eds. Handbuch der Psychophysiologie. Cambridge University Press, 2007.<\/p>\n<p id=\"[9]\">[9] Tronstad, Christian, et al. &#8222;Current trends and opportunities in the methodology of electrodermal activity measurement&#8220;. Physiologische Messung 43.2 (2022): 02TR01.<\/p>\n<p id=\"[10]\">[10] McClendon, J. F., und Allan Hemingway. &#8222;The psychogalvanic reflex as related to the polarization-capacity of the skin&#8220;. American Journal of Physiology-Legacy Content 94.1 (1930): 77-83.<\/p>\n<p id=\"[11]\">[11] Edelberg, Robert. &#8222;Elektrodermale Mechanismen: A critique of the two-effector hypothesis and a proposed replacement&#8220;. Fortschritte in der elektrodermalen Forschung (1993): 7-29.<\/p>\n<p id=\"[12]\">[12] Society for Psychophysiological Research Ad Hoc Committee on Electrodermal Measures, et al. &#8222;Publication recommendations for electrodermal measurements&#8220;. Psychophysiology 49.8 (2012): 1017-1034.<\/p>\n<p id=\"[13]\">[13] Winter, Michael, et al. &#8222;Towards the applicability of measuring the electrodermal activity in the context of process model comprehension: Feasibility study.&#8220; Sensors 20.16 (2020): 4561.<\/p>\n<p id=\"[14]\">[14] Mahon, Mary L. The effect of electrode size on electrodermal measurement. Diss. Universit\u00e4t von British Columbia, 1986.<\/p>\n<p id=\"[15]\">[15] Schaefer, Florian, und Wolfram Boucsein. &#8222;Vergleich von elektrodermalen Konstantspannungs- und Konstantstromaufzeichnungstechniken unter Verwendung des Phasenwinkels zwischen Wechselspannung und -strom&#8220;. Psychophysiology 37.1 (2000): 85-91.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h4 id=\"Abk\u00fcrzungen\">Liste der Abk\u00fcrzungen<\/h4>\n<table style=\"border-color: none;\">\n<tbody>\n<tr>\n<th>Abk\u00fcrzung<\/th>\n<th>Definition<\/th>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>EDA<\/td>\n<td>Elektrodermale Aktivit\u00e4t<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>EDR<\/td>\n<td>Elektrodermale Reaktion<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>SC<\/td>\n<td>Hautleitwert<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>SR<\/td>\n<td>Widerstand der Haut<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>SCL<\/td>\n<td>Leitwert der Haut<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>SCR<\/td>\n<td>Hautleitf\u00e4higkeitsreaktion<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>ANS<\/td>\n<td>Autonomes Nervensystem<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>SNS<\/td>\n<td>Sympathisches Nervensystem<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>PNS<\/td>\n<td>Parasympathisches Nervensystem<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Inhalt 1. Ein wenig Hintergrund und Physiologie der EDA 1.1. Physiologie der elektrodermalen Aktivit\u00e4t 1.2. 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