Исследованиями физиологов в конце 19-го века было установлено, что между двумя электродами, непосредственно приложенными к коже, существует разность потенциалов, обусловленная местным обменом веществ, состоянием сосудов и гидрофильностью кожи. Участки кожи, богатые потовыми железами, электроотрицательны, а бедные ими – электроположительны. Под влиянием боли, психического напряжения, возбуждения анализаторов разность потенциалов изменятся. Этот эффект открыт русским физиологом И.Р. Тархановым в 1889 г. Обычно между электродами, находящимися на расстоянии 1 см друг от друга, разность потенциалов Δφ составляет 10 – 20 мВ. Под влиянием раздражителей Δφ растёт до десятков и сотни милливольт. Для снятия потенциалов применяются электроды из цинка или серебра и имеют форму дисков диаметром ~ 10 мм. Для лучшего контакта используется электропроводная паста. Ранее паста изготавливалась из каолина и насыщенного раствора ZnS в воде. В настоящее время используется паста промышленного изготовления. Схема измерений представлена на рисунке. Видно, что используется метод компенсации. Для измерения замыкается ключ 1. Ключ 2 включён произвольным образом. Затем реостатом сводят до нуля ток, показанный амперметром в измерительной цепи. Если не получается, делают переключение ключа 2. Потом подают раздражитель объекта и через латентный период (который составляет 1 – 3 с) регистрируют кожно-гальваническую реакцию на раздражитель. Такая процедура называется кожно-гальванической реакцией по Тарханову.
Кожно-гальваническую реакцию можно регистрировать по методике французского врача К. Фере. По этой методике измеряется электрическое сопротивление между двумя точками кожи. Под действием раздражителя электрическое сопротивление кожи меняется по истечении латентного времени. Оба метода дают идентичные результаты при регистрации кожно-гальванической реакции (КГР).
Информативные возможности КГР.
Электропроводность кожи зависит от состояния вегетативной нервной системы. Факторы, определяющие электропроводность — это деятельность потовых желез, проницаемость биологических мембран, гидрофильность кожи, кровоснабжение. Воздействия, под влиянием которых меняется электропроводность: болевые ощущения, нервно-психическое напряжение, афферентные стимулы (свет, звук). Изменение электросопротивления кожи обозначается как КГР, поскольку оно сопровождается изменением гальванического потенциала кожи. Она проводится на постоянном напряжении.
Кожногальванические реакции в высшей степени неспецифичны, так как они могут быть связаны как со сложными нейро-эндокринными сдвигами, так и с изменениями информационных потоков в центральной нервной системе. При возбуждении симпатической системы сопротивление кожи уменьшается (или увеличивается отрицательный потенциал электрода). При парасимпатических реакциях происходит наоборот.
У лётчиков при полёте по параболе Кеплера наблюдались колебания электрических сопротивлений, вызванные действием перегрузок, перемежающихся с состояниями невесомости. У шизофреников наблюдаются спонтанные кожно-гальванические реакции. Наряду с этими сравнительно быстрыми реакциями имеются также медленные изменения потенциалов (часовые, суточные). Во сне сопротивление растёт. При возбуждении вестибулярного аппарата сопротивление уменьшается. КГР считается показателем бдительности и сознательности пилота. Этим методом регистрируются эмоции – возбуждение, испуг, страх и т.п.
Метод КГР применялся на космических кораблях в ходе медицинских исследований и контроля состояния космонавтов. При полётах на «Востоке 3» и «Востоке 4» этим методом регистрировались медленные колебания кожногальванического потенциала, а на «Востоке 5» и «Востоке 6» — быстрые колебания. У данного метода имеются также определённые сложности в реализации. Они связаны с ростом электрического сопротивления за счёт нарушения контакта с кожей и за счёт поляризационных явлений. У пилотов и космонавтов электроды для регистрации КГР накладывают на стопу – тыльную и подошвенную части. Закрепляют электроды эластичной повязки. Неспецифичность кожно-гальванических реакций диктует необходимость их постоянного сопоставления с другими физиологическими показателями, с записью радиопереговоров и с телевизионным изображением. Например, на записи кожно-гальванической реакции В.В. Терешковой сигнал совпадал с её пробуждением от сна, которое контролировалось по открытию глаз. Последнее регистрировалось методом электроокулографии (ЭОГ).
