Elektrodermal aktivite (EDA/GSR) nedir, nasıl ölçülür?

01Elektrodermal aktivite nedir?

Elektrodermal aktivite (EDA), ter bezlerinin sempatik sinir sistemince denetlenen etkinliğine bağlı olarak derinin elektriksel özelliklerinde oluşan değişimlerin genel adıdır; araştırmalarda çoğunlukla deri iletkenliği olarak, mikrosiemens (µS) cinsinden ölçülür. Aynı ölçüm farklı adlarla anılır: İngilizce kaynaklarda uzun süre yaygın olan GSR (galvanic skin response), Türkçede galvanik deri tepkisi ya da deri iletkenliği yanıtı, eski literatürde psikogalvanik refleks. Bilimsel yayınlarda bugün şemsiye terim olarak EDA kullanılır; ölçülen niceliğe göre deri iletkenliğinden, deri direncinden ya da deri potansiyelinden söz edilir (Boucsein ve ark. 2012).

EDA, psikofizyolojinin en eski ve en çok kullanılan ölçümlerinden biridir. Girişimsiz ve görece ucuz olması ve uyarılmaya (arousal) duyarlılığı, onu stres, duygu, karar verme ve kullanıcı deneyimi araştırmalarının temel sinyallerinden biri yapar. Ancak neyi ölçtüğünü ve neyi ölçmediğini bilmek gerekir: EDA uyarılmanın şiddetini izler; bir tepkinin olumlu mu olumsuz mu olduğunu tek başına söylemez.

02Fizyoloji: ekrin ter bezleri ve sempatik sinir sistemi

EDA’nın kaynağı ekrin ter bezleridir. Bu bezler avuç içinde ve ayak tabanında özellikle yoğundur ve sempatik sinir liflerince uyarılır. Sempatik etkinlik arttığında bezlerin kanalları terle dolmaya başlar; ter iyi bir elektrolit olduğundan derinin iletkenliği yükselir. Bu değişim, ter deri yüzeyinde gözle görülür hale gelmeden önce de ölçülebilir.

Ekrin ter bezlerinin parasempatik bir denetimi yoktur. Bu nedenle EDA, kalp atış hızı gibi iki sistemin birlikte yönettiği sinyallerin aksine, sempatik etkinliğin görece saf bir göstergesi kabul edilir. Sinyalin iki bileşeni vardır:

Tonik bileşen: deri iletkenlik düzeyi (SCL)

Dakikalar içinde yavaşça değişen taban düzeydir; kişinin o andaki genel uyarılmasıyla ilişkilidir ama kişiler arasında çok farklı olabilir.

Fazik bileşen: deri iletkenlik yanıtları (SCR)

Bir uyarandan tipik olarak 1–3 saniye sonra başlayan, birkaç saniyede tepe yapan ve daha yavaş sönen kısa yükselmelerdir.

Olaya ilişkin ve kendiliğinden yanıtlar

Belirli bir uyarana bağlanabilen yanıtlara olaya ilişkin SCR (ER-SCR), görünür bir uyaran olmadan ortaya çıkanlara kendiliğinden ya da non-spesifik SCR (NS-SCR) denir.

03EDA nasıl ölçülür?

Araştırmada en yaygın yöntem ekzosomatik ölçümdür: iki elektrot arasına küçük bir gerilim uygulanır ve deriden geçen akımdan iletkenlik hesaplanır. Psikofizyoloji Araştırmaları Derneği’nin (Society for Psychophysiological Research, SPR) yayın önerileri, deri iletkenliği için sabit gerilim yöntemini ve 0,5 V’luk gerilimi önerir (Boucsein ve ark. 2012). Endosomatik ölçümde ise dışarıdan akım verilmez, derinin kendi potansiyeli kaydedilir; bu yöntem araştırmada daha az kullanılır.

Kayıt için genellikle Ag/AgCl elektrotlar ve iletken bir elektrolit kullanılır. Ölçüm yerleri, ekrin bezlerin yoğun olduğu bölgelerdir:

• Parmaklar: işaret ve orta parmağın orta ya da uç boğumlarının iç yüzü; en yaygın konum.
• Avuç içi: başparmak ve serçe parmak altındaki tenar ve hipotenar çıkıntılar.
• Ayak tabanı: eller görevde kullanılıyorsa bir seçenek.
• Bilek, ön kol ve diğer bölgeler: giyilebilir cihazlarda pratiktir, ama bez yoğunluğu daha düşük olduğundan yanıtlar genellikle daha zayıf ve seyrek görülür.

Kayıt çoğunlukla görevde daha az kullanılan elden yapılır; böylece hareket ve basınç artefaktları azalır. Standart EKG jelleri yüksek tuz içerebilir ve uzun kayıtlarda deri iletkenliğini kendileri değiştirebilir; bu yüzden EDA için uygun elektrolitler tercih edilir. Elektrotlar yerleştirildikten sonra jelin deriye işlemesi için yaklaşık beş dakika beklemek, ardından katılımcıdan birkaç derin nefes almasını isteyip yanıtların geldiğini kontrol etmek iyi bir uygulamadır. Kayda 2–4 dakikalık bir dinlenme dönemiyle başlamak, hem taban düzeyi hem de kişinin yanıt verip vermediğini gösterir (Braithwaite ve ark.).

EDA yavaş bir sinyaldir; PLUX’un EDA sensörü için verilen bant genişliği 0–3 Hz’tir. Yine de örnekleme hızını yalnızca bu banda göre seçmek doğru değildir: yanıt gecikmesini hassas ölçmek, ayrıştırma yöntemlerini çalıştırmak ve EDA’yı EEG ya da EKG gibi hızlı sinyallerle aynı kayıtta tutmak daha yüksek örnekleme gerektirebilir. Seçilen hız ve filtreler yayında raporlanmalıdır.

04Hangi ölçüler raporlanır?

EDA verisi az sayıda standart ölçüyle özetlenir. Aşağıdaki tipik değerler yönlendirici niteliktedir; kişiden kişiye, elektrot boyutuna ve deney koşullarına göre büyük farklar görülür (Braithwaite ve ark.).

Genlik ile büyüklük arasındaki fark sık karıştırılır: genlik yalnızca yanıt gelen denemelerin ortalamasıdır, büyüklük ise yanıt gelmeyen denemeleri sıfır olarak hesaba katar. Hangisinin kullanıldığı, yanıt eşiği ve gecikme penceresiyle birlikte raporlanmalıdır. SCR dağılımları çarpık olduğundan karekök ya da logaritma dönüşümü yaygındır; kişiler arası karşılaştırmada, değerleri kişinin kendi yanıt aralığına göre standartlaştırmak da kullanılan bir yoldur.

05Artefaktlar ve karıştırıcı etkenler

EDA kolay kaydedilir ama kolay yanlış yorumlanır. Sempatik sistemi uyaran her şey, deneyin uyaranı olmasa da bir yanıt üretir. Başlıca kaynaklar şunlardır:

Sıcaklık

Soğuk ortamda terleme azalır, sıcak ortamda artar. Laboratuvar sıcaklığını yaklaşık 22–24 °C’de sabit tutmak ve katılımcıya ortama alışması için zaman tanımak önerilir.

Hareket ve basınç

Elin hareketi, elektroda bastırılması ya da kablonun çekilmesi ani sıçramalar üretir. Bu sıçramalar gerçek yanıtlardan çok daha dik olduğu için eğim ölçütleriyle bulunabilir.

Solunum, öksürük ve konuşma

Derin bir nefes, iç çekme, öksürük, hapşırma ya da uzun konuşma kendi başına SCR doğurur. Bu olayları kayıt sırasında işaretlemek analizde ayıklamayı kolaylaştırır; solunumu ayrıca kaydetmek de yardımcı olur.

Alışma

Aynı uyaran tekrarlandıkça yanıt küçülür. Deney tasarımında uyaran sırası dengelenmeli, ilk denemelerin etkisi ayrıca değerlendirilmelidir.

Yanıt vermeyenler

Katılımcıların yaklaşık onda biri ölçülebilir EDA yanıtı vermeyebilir; bu oran bazı gruplarda daha yüksektir. Bir dinlenme kaydı ve basit bir test uyaranı, bu kişileri analizden önce belirlemeye yardım eder.

Bireysel ve günlük farklar

Mevsim, günün saati ve kişinin özellikleri de taban düzeyi etkiler; bu yüzden SCL’yi mutlak değer yerine koşullar arası fark olarak yorumlamak daha güvenlidir.

06EDA verisi nasıl analiz edilir?

Klasik yöntem, her yanıtı başlangıç noktasından tepesine kadar ölçmektir. Basittir, ama yanıtlar sık geldiğinde birbirinin üstüne biner: ikinci yanıt birincinin sönümü sırasında başladığında genliği olduğundan küçük ölçülür. Bu sorunu aşmak için sinyali bileşenlerine ayıran yöntemler geliştirildi:

Ledalab ve sürekli ayrıştırma analizi

Benedek ve Kaernbach (2010), sinyali tonik bir bileşene ve ter bezlerine giden sinir etkinliğini temsil eden sürekli bir fazik sürücüye ayırır; üst üste binen yanıtlar böylece ayrı ayrı değerlendirilebilir. Yöntem, MATLAB tabanlı Ledalab yazılımında uygulanmıştır.

cvxEDA

Greco ve ark. (2016), tonik ve fazik bileşenleri ve gürültüyü, fizyolojik olarak makul bir modele dayanan dışbükey (konveks) bir optimizasyon problemi olarak birlikte tahmin eder.

Filtre tabanlı ayrıştırma

Yavaş bileşen alçak, hızlı bileşen yüksek geçiren filtreyle ayrılır; hızlıdır ve açık kaynak araçlarda (ör. NeuroKit2) bulunur. Bu sayfadaki analiz laboratuvarı bu yöntemi kullanır.

Hangi yöntem seçilirse seçilsin, analiz görsel kontrolle başlamalıdır: otomatik algoritmalar bir artefaktı yanıt sanabilir ya da gerçek bir tonik değişimi kayma diye silebilir. Yanıt penceresi, eşik, dönüşüm ve ayrıştırma yöntemi yayında açıkça belirtilmelidir.

07EDA hangi araştırmalarda kullanılır?

EDA, uyarılmanın zaman içindeki seyrini izlemek gereken her çalışmada kullanılabilir:

• Stres ve iş yükü: zihinsel görevler, topluluk önünde konuşma gibi stres protokolleri, sürüş ve simülatör çalışmaları.
• Duygu araştırmaları: duygusal görüntüler, sesler ve filmler karşısındaki uyarılma; değerlik için öz bildirim, yüz ifadesi ya da başka ölçümlerle birlikte.
• Öğrenme ve korku koşullanması: koşullanmış uyarana verilen yanıtın kazanılması ve sönmesi.
• Karar verme: risk ve ödül içeren görevlerde seçim öncesi yanıtlar.
• Kullanıcı deneyimi ve nöropazarlama: bir arayüz, reklam ya da ürün karşısındaki uyarılmanın göz takibi ve EEG ile aynı zaman çizelgesinde incelenmesi.

EDA’nın klinik ve psikiyatrik bağlamlarda incelendiği çalışmalar da vardır; bunlar araştırma bulgularıdır ve bir kişiye ilişkin değerlendirme hekim değerlendirmesi gerektirir. EDA tek başına “stres”, “yalan” ya da belirli bir duygu ölçmez; uyarılmadaki değişimi ölçer ve yorum deney tasarımına bağlıdır.

08EDA ölçümü için sistem seçimi

Seçim, kaydın nerede ve hangi sinyallerle birlikte yapılacağına bağlıdır. Laboratuvarda bir veri toplama merkezine takılan EDA sensörü EKG, solunum ve EMG ile aynı saatte kayıt sağlar. Çok sensörlü araştırma kitleri, stres ve yorgunluk gibi çalışmalar için sensörleri bir arada sunar. EEG ile birlikte çalışılacaksa GSR kanalı olan bir EEG amplifikatörü kablo ve senkronizasyon yükünü azaltır. Derslerde eğitim kitleri temel kavramları öğretmek için kullanılır. Nevosa, bu sayfada listelenen PLUX ve g.tec sistemlerini sağlar; kurulum, eğitim ve teknik destek verir. Bant genişliği, örnekleme hızı ve uyumluluk gibi ayrıntılar her ürünün kendi sayfasındadır; çalışmanıza uygun yapılandırma için teklif formunu kullanabilirsiniz.