一、生理原理
當人進行認知或情緒等的心理機制活動時，自律神經系統（automatic nervous system）、 腦部基底核與邊緣皮質迴路（basal ganglia-limbic-cortical control circuitry）會刺激交感神 經（sympathetic）和副交感神經（parasympathetic）作用，使人的手掌、腳底等部位冒出
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汗水（Hugdahl, 1995）。當人感到緊張和壓力時，交感神經系統活化，令身體自動進入警 覺狀態，像是體溫上升、呼吸加快等等，也因此皮膚電導活動（簡稱膚電）被視為重要 的情緒指標，特別是測量情緒的喚起程度和焦慮感受。
控制膚電活動，即興奮或抑制交感神經系統的腦區途徑被認為分為二至三個層級
（Dawson et al., 2007; Hugdahl, 1995）：第一層級是同側（ipsilateral system）的下丘腦
（hypothalamus）與邊緣系統（limbic system），邊緣系統又包括扣帶迴（cingulate gyrus）、 海馬迴（hippocampus）和杏仁核（amygdala）等；第二個層級、也是最高層級，在對側 皮質層（contralateral cortical）與腦部基底核；第三個層級，也就是最低層級，位於腦幹 區域。而與情感過程有關，是與第一層級的邊緣系統作用有關，尤其是杏仁核與扣帶迴 的活化，而致使膚電活動反應；反之，側前額葉（lateral frontal cortex）、運動前區皮質
（premotor cortex）和腦部基底核則主導認知、指向反應；至於腦幹中的網狀結構（reticular formation）只要一有刺激就能敏感地產生膚電及肌肉反應，不涉及心理機制。圖 3-2 呈 現與膚電反應有關的腦部區域。
圖 3-2：膚電反應相關的腦部區域
資料來源：Handbook of psychophysiology (pp.203), by J. T. Cacioppo, L. G. Tassinary & G. B. Bernston, 2001, Cambridge: Cambridge Press.
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汗腺分為大汗腺（eccrine）與小汗腺（apocrine），大汗腺主要分布在腋毛、陰毛和 肛門附近，大汗腺受血液中的腎上腺素影響。而小汗腺分布在所有身體部位的皮膚表面，
最密集的部位在手掌與腳底，約每一平分公分有 1000 條汗腺。小汗腺受自律神經支配，
小汗腺的主要功能是調節身體的溫度。自律神經在傳遞訊息時，是透過節後神經元傳遞 物質，此物質被稱為乙醯膽鹼（acetylcholine,ACh），傳遞訊息後會產生皮膚電導反應（skin conductance response，一般稱為 SCR）或自發性波動（spontaneous fluctuation; SF）（Dawson et al., 2007），小汗腺是本研究欲測量的汗腺。
而測量小汗腺的身體部位多在手掌部位，稱為手掌汗水索引（palmar sweat index；
PSI），手掌能測量的區域有：食指與中指指尖、食指與中指第二節指節、手掌的大魚際 與小魚際（Dawson et al., 2007），本研究測量的部位為小魚際處。
小汗腺產出汗水的步驟，如圖 3-3 所示，依序有四個步驟。(1) 汗腺的乳腺管於平 靜的狀態下閉合；(2) 當交感神經元傳遞物質後，乳腺管開始湧入汗水；(3) 汗水充滿乳 腺管時，乳腺管內的壓力會大於外圍皮膚組織層的壓力，乳腺管孔會張開、將汗水排出，
增加皮膚表面的導電度；(4) 汗水釋放後，外圍皮膚組織層的壓力大於乳腺內的壓力，
管孔閉合，漸漸回復平靜狀態。
圖 3-3：汗腺排除汗水之步驟
資料來源：Psychophysiology: The Mind-body Perspective (pp.119), by K. Hugdahl, 1995, Harvard University Press.
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二、測量方法
膚電活動測量皮膚表面電阻或電流的大小，當汗腺活動時致使皮膚表面富含濕潤的 汗水，汗水使皮膚表面的導電能力增強，皮膚表面的電阻變低、電流變大，即為膚電活 動變化。測量方法有二種：內在活動（endosomatic activity）與外在活動（exdosomatic activity）（Edelberg, 1993），顧名思義，內在活動是以微小的電極針侵入皮膚，直接測量 皮膚層下的交感神經；外在活動是將雙電極張貼於皮膚表面，計算雙電極之間的電阻變 化。本研究採用外在法，利用外部給予恆定電壓，測量皮膚表面雙電極的電阻或電流變 化。
膚電活動大體分為三種活動，包含強直程度（tonic level）、相位反應（phasic response）
和自發性波動（SF）。強直程度是平靜狀態下的膚電活動，其變化非常緩慢，長達一分 鐘才會有所反應，一般被視為基準點（baseline），又稱為皮膚電導程度（skin conductance level；SCL）。相位反應是人遭受刺激後，立即產生的膚電變化（skin conductance response；
SCR），導電度範圍介在.05-5μS。自發性波動不同於相位反應，並非刺激產生的反應，
為人體自發性的規律波動，在 10 秒或 20 秒內會發生。
膚電活動研究通常專注於強直程度與相位反應的變化，簡言之，計算沒有刺激物呈 現的平靜狀態下的反應，以及刺激物出現後的皮膚反應。從強直程度與相位變化的基礎 指標，衍生更多不同的膚電指標。譬如回復時間，在觀看完刺激後，膚電活動會回復至 刺激物呈現之前的基準程度，回復時間即計算回復基準點的一半所花費的時間；還有延 遲時間，乃刺激出現後，過了多少時間膚電才產生相應的反應；甚至是與強直程度比較，
計算 SCR 振幅的大小。圖 3-4 顯示接受刺激的皮膚電導反應。
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圖 3-4：一個 SCR 的皮膚電導反應
膚電的計算雙電極之間的電阻或電流變化，電阻的計算方法是維持雙極的電流大小，
紀錄各雙極的電壓，進以歐姆定律計算皮膚雙極之間電阻（電壓除以電流），得出皮膚電 阻（skin resistance）；而電流是維持雙極的電壓大小，測量於雙極流動的電流變化，直接 計算電流大小（skin conductance）。Lykken & Venables（1971）建議直接採取計算電流大 小，但因為皮膚電導反應（SCR）獨立於皮膚電導程度（SCL），並考慮個體差異的影響，
必須計算 SCR 之前的基準點。Dawson et al.（2007）整理過去膚電活動研究多採用的膚 電指標，如表 3-1 所示。
表 3-1：膚電活動的常用指標一覽表
測量名稱 中文翻譯 定義 標準數值
SCL（skin conductance level）
皮膚電導程度 皮膚電導的強直
（tonic）程度
2-20μS
Change in SCL 皮膚電導反應 循序漸變的 SCL，
測量時間內的一個或 二個的時間點
1-3μS
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表 3-1（續）
Frequency of NS-SCRs
ER-SCR half recovery time
事件相關 SCR 二 habituation
事件相關 SCR 習
habituation slpo
事件相關 SCR 習 慣化斜率
習慣化反應的變化速 率
0.01-0.05μS
資料來源：Handbook of psychophysiology (pp.207), by J. T. Cacioppo, L. G. Tassinary & G. B. Bernston, 2001, Cambridge: Cambridge Press.
本研究採用的指標包括：比較刺激物前後的強直程度（SCL），將數值進行 Z 分數 標準化，消弭參與者間的個體差異；以及計算刺激物暴露時間內的膚電反應振幅（SCR amplitude），和計算 SCR 振幅個數。
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