情緒測量的心理生理指標

在心理學的領域，無論是分立或是構面取徑的情緒研究，傳統上多半使用 自我報告作為測量方式。然而，人類情緒的產生並非是單一且連續的狀態，而是 由高度意識和無意識的過程相互構建而成，其行動基礎是由如激越與價性等情緒 構面組成，最後呈現在意識之中則為獨特、具個人差異的情感狀態(Barrett, Mesquita, Ochsner, & Gross, 2007)。

由於自我報告是屬於個人在接收刺激之後，自我事後評估的測量方式，因 此難以測量到當下、無意識的情緒反應，而測量到事後在反映在個人意識之中的 情緒感受，極易受到個人主觀與文化差異的影響(Gray & Watson, 2007)。例如許

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多比較時間因素對於自我報告影響的情緒研究便發現，在經歷情緒事件後，人們 會傾向記得情緒事件中情緒被引發的最高點(Fredrickson & Kahneman, 1993)，或 是傾向誇張化負面的情緒訊息(Lench & Levine, 2009)。因此，以心理生理指標作 為測量人們在接受刺激物時當下的情緒反應，是較為客觀且直接的方式(Bradley

& Lang, 2007)。

由於本研究在情緒的定義上認為，有意識的情緒感受除了主觀文化的判斷 與評估外，部分原因可能來自於生理上趨避動機系統的活化(情緒的生理反應），

進而形成有意識的情緒感受。因此在接受情緒性內容的刺激物時，情緒的生理反 應和其後自我報告的情緒感受之間是否存在著中介效果，對於其後的記憶是否有 所影響，也是本研究欲探討的重點之一。

RQ6.1：激越情緒刺激物和情緒感受之間，是否存在著情緒生理反應的中介 效果？

RQ6.2：負面情緒刺激物和情緒感受之間，是否存在著情緒生理反應的中介 效果？

RQ6.3：正面情緒刺激物和情緒感受之間，是否存在著情緒生理反應的中介 效果？

2.7.1 激越構面的心理生理指標：膚電活動（Electrodermal activity, EDA）

1.理論基礎

1946 年 Selye 提出了壓力理論（stress theory），開啟了從病理心理學方面研 究人在面對負面、高壓的情緒狀態時，生理所產生的變化。其後心理學家由此延 伸壓力情緒是由持久且會造成人緊張的刺激所引起的心理狀態，因此其所形成的 機制自然與情緒的生理心理學機制有關。認為在緊張情緒形成的過程中，大腦皮 層、下丘腦、腦下垂體和腎上腺素等發揮著神經體液綜合適應性調節作用(Lazarus, 1998)。除了中樞神經系統（central nervous system,CNS）主管的大腦之外，情緒

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生理心理指標主要是針對周圍神經系統（peripheral nervous system,PNS）。當大腦 接收到外在環境中會引發情緒性刺激的訊息時，會激發大腦內情緒相關區域的活 化，此時一方面在大腦中形成情緒的體驗，另一方面也激發周圍神經系統的變化，

例如當處在興奮或是緊張的情緒時，會有心跳加速、食慾減退、皮膚汗腺活動增 強等狀況，以便使身體狀態迎接外界的變化(Cacioppo, Berntson, Larsen,

Poehlmann, & Ito, 1993)。

周圍神經系統主要由體神經系統（somatic nervous system,SNS）與自律神經 系統（autonomic nervous system, ANS）所組成。在情緒活動中，這些周圍神經 系統所引起的生理反應，被視為測量腦部中樞神經變化的間接指標；其是透過交 感神經（sympathetic）與副交感神經（parasympathetic）作用而來，如心跳頻率 在交感神經的作用下加速而在副交感神經的作用下則會減緩。其餘如呼吸、瞳孔 收縮乃至於膚電與肌電都是情緒研究經常採用的心理生理指標（如圖 6）。

圖 6 人體神經系統分類圖

其中，膚電即是由皮膚電阻或電導的變化所造成，當人們處於興奮的情緒 狀態時，交感神經會促進汗腺活動的增強，進而導致汗液增多，使得皮膚的導電 能力增強（電阻減少），因此可作為測量激越程度的心理生理指標(Stern, Ray, &

Quigley, 2001)。從進化的角度來看，膚電活動與生存本能息息相關，當我們緊張 神

經 系 統

中樞神經系統

腦部

脊椎、腦幹

體神經（如肌電）

自律神經（如膚電）

周圍神經系統

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時，雙手手掌以及雙足底部的排汗有助於抓取、逃跑等攻擊與抵禦的功能 (Edelberg, 1972; Stern, et al., 2001)。

人體的汗腺主要分為大汗腺（apocrine）及小汗腺（eccrine）兩種，其中小 汗腺絕部分的功能為調節體溫，然而其分布於手掌及足底和抓取、奔跑等本能行 為較有關係，因此被心理學家視為情緒激發時的反應(Dawson, Schell, & Filion, 2007)。當外界環境出現威脅或是引人興奮的刺激時，交感神經會促進小汗腺汗 液的分泌，由於汗腺中的鹽分增加，使得皮膚表面的電導能力增強，減低皮膚的 電阻。

2.測量指標

膚電活動又被稱為心電反射（psycho-galvanic reflex）或是膚電反應（galvanic skin response），大部分的心理生理學家主要用兩種方式測量膚電：首先是 Ferey 在 1888 年所採用的方式，被稱為體外測量法（exosomatic），其是透過從外部給 予微量的電量測詴此電流穿越皮膚的電阻多寡。第二個方法則是 Tarchanoff 在 1889 年所採用的體內測量法（endosomatic），它是在沒有外部強加電流的情況下 直接測量皮膚表面自身的電流。其後，體內測量法則被改進為皮膚電位（skin potential ,SP）測量法；體外測量法被調整為皮膚電導（skin conductance ,SC）的 測量，而現今大部分的研究人員都是採用後者，即皮膚電導的測量(Stern, et al., 2001)。

在描述情緒刺激物之於皮膚電導的變化時，通常會分為平時狀態的活動基 準，即強直電流（tonic）和接受刺激物後的反應，即相變電流（phasic）。從刺激 物出現時到皮膚電導等一系列的變化期間，可供測量的區段又可分為刺激物出現 到膚電反應的潛伏期（latency）、出現反應到反應高峰的振幅（amplitude）與興 起時間（rise time），以及從反應高峰恢復至平時狀態的半恢復時間（half recover time）。

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圖 7 膚電測量區段圖

資料來源：Dawson, Schell, & Filion, 2007

此外，在討論強直電流的活動時，慣例上以「程度」（level）來描述；而在 描述接觸刺激物後的相變電流時則是用「反應」（response）(Stern, et al., 2001)。

配合上圖刺激物至反應的期間變化，以及特定（因操控刺激物所形成的膚電活動）

和非特定（因其他因素所形成的膚電活動），測量膚電常用的量化指標有下列幾 種：

表 2 膚電量化指標表

英文名稱 中文翻譯 定義 典型數值

Skin conductance level （SCL）

皮膚電導程度 皮膚電導的強直電流程度 2–20 µS

Skin conductance response （SCR）

皮膚電導反應 刺激物出現後相變電流的 反應

Change in SCL 皮膚電導程度變 化

兩個或多個時間點之間皮 膚電導強直電流的改變趨 勢

1–3 µS

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Frequency of NS-SCRs

非特定皮膚電導 SCR amplitude 皮膚電導反應的

振幅

SCR half recovery time

SCR habituation

（slope） 參考資料來源：Dawson, Schell, & Filion, 2007

然而，本研究欲探討情緒刺激物與情緒感受之間，是否會受到情緒生理反

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2.7.2 .價性構面之測量：肌電活動 1.理論基礎

雖然情緒的反應可以透過量表的方式將其拆解為激越與價性等構面，但為 了避免文化差異與時效偏差等問題，心理生理學家急於尋找以更為客觀的指標以 劃分不同的情緒狀態，尤其是以面部活動作為情緒價性的心理生理指標。一般而 言，臉部的表情被視為人類在情緒表達上共有的生理特徵，例如 Ekman 和其同 事針對新幾內亞一個與世隔絕的原始部落進行研究後證實，即使不同文化、種族，

人類在進行情緒交流時，其表情識別與表達並無差異(Carlson & Braun, 2007)。

然而，關於臉部表情如何辨別會將常會受到研究者主觀評斷的影響，因此 許多學者認為利用表面肌電（surface electromyography）作為臉部表情的辨識是 一可行的方式(Tassinary, Cacioppo, & Vanman, 2007)。臉部肌電（facial

electromyography）的測量除了可以避免依靠主觀辨別的誤差外，尚可以避免人 們有意識地壓抑或是造假的臉部表情。其中，髖大肌（zygomaticus）由於和愉悅 等微笑的表情有關，皺眉肌（corrugator）則與皺眉等不愉悅的表情情緒有關，

因此特別受到心理生理學家的關注。

圖 9 臉部表情相關肌肉圖

髖大肌 髖小肌 口輪匈肌

眼輪匈肌 皺眉肌

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肌電活動的原理來自於肌肉運動時神經脈衝（nerve impulses）造成的電位 變化。人體的肌肉根據功能的不同，可分為構成心臟的心肌（cardiac muscle）以 及能因個人意識所行動的骨骼肌（voluntary muscle）其大部分為附著在骨骼上的 肌腱所組成，反應較快能隨時因應外界變化而行動；平滑肌（smooth muscle）則 為主管內臟、血管等活動的肌肉，反應較為緩慢可進行長時間的收縮。當中樞神 經系統接受到外在刺激時，會藉由神經傳導至位於骨骼肌的運動神經元（motor neurone）。

運動神經元與肌肉之間的接點是由神經末梢膨大而成的神經終板（end plate），終板和肌肉的肌纖維膜（sarcolemma）之間隔著一定的間隙連接著，當 神經末梢興奮時，終板會釋放出神經傳導物質乙醯膽鹼（acetylcholine），其與肌 纖維膜上的受器結合之後會開啟肌肉纖維上的鉀離子與鈣離子的通道，產生終板 電位（End plate potential, EPP）而引發肌肉纖維收縮的運動(Tassinary, et al., 2007)。

2.測量指標

有關於肌電的指標分為頻率和積分兩種計算方式，頻率計算是計算在單位 時間（毫秒）內 60 次的峰值（peaks）的頻率（見圖 10）；積分計算則是以時間 為橫軸，計算其在該時間點內累積能量的振幅（微伏特，μV），將原始訊號轉換 為積分的肌電訊號（integrated EMG signal）進行分析；而大多數的研究皆是採 用後者即積分計算作為臉部肌電的心理生理指標。

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圖 10 肌電頻率計算的方式 資料來源：Tassinary, et al., 2007

以積分計算的方式轉換訊號，可分為原始的波形（只有經過訊號放大和帶 通濾波器處理過的訊號）、半波整流波形（half-wave rectified waveforms）、全波 整流波形（full-wave rectified waveforms）、平滑波形，最後則是真正的積分波形。

其中，較為常見的積分計算是以經修正處理過、平滑波形的表面肌電訊號的算術

其中，較為常見的積分計算是以經修正處理過、平滑波形的表面肌電訊號的算術