Ihon sähkönjohtavuuden mittaus
Mistä ihon sähkönjohtavuus (EDA) kertoo?
Ihon sähkönjohtavuuden mittauksella saadaan tietoa autonomisen hermoston aktiivisuudesta, eli vireystilasta. Arkikielessä puhumme kuormituksesta ja palautumisesta. Korkea ihon sähkönjohtavuus kertoo korkeasta vireystilasta ja matala ihon sähkönjohtavuus vastaavasti matalasta vireystilasta. Ihon sähkönjohtavuus kertoo siis fysiologisesta stressistä.
On hyvä huomata, että me Nuanicilla tarkastelemme stressiä fysiologisena ilmiönä. Stressi ei ole siis tunne, vaikka usein koemmekin epämiellyttäviä tuntemuksia korkeaan vireystilan aikana.
Ihon sähkönjohtavuuden mittauksen avulla voimme saada hyvin tarkkaa ja reaaliaikaista tietoa siitä, mikä meitä kuormittaa ja mikä auttaa palautumaan. Stressiä ei missään nimessä tule vältellä, mutta on hyvä oppia tunnistamaan, mikä on sopiva määrä kuormitusta juuri itselle ja mitkä ovat parhaimmat keinot palautua.
Nuanic-älysormus on maailman pienin ihon sähkönjohtavuutta mittaava sensori, joka tarjoaa reaaliaikaista, helposti ymmärrettävää tietoa vireystilan vaihteluista.
Nuanic-älysormus
Mihin ihon sähkönjohtavuuden mittaus perustuu?
Olet ehkä huomannut, kuinka kädet alkavat hikoilla ennen jännittävää esiintymistä? Tästä ilmiöstä on kyse.
Ihon sähkönjohtavuus on seurausta hikirauhasten toiminnasta, joita autonominen hermosto säätelee. Kun vireystila kasvaa - ihminen jännittyy, innostuu tai kokee voimakkaita tunteita - sympaattinen hermosto (autonomisen hermoston toinen haara, eli ns. kaasu) aktivoituu ja hikirauhaset alkavat erittää hikeä. Vaikka hikoilu ei aina ole havaittavissa paljaalla silmällä, jopa pieni kosteuden lisäys iholla voi merkittävästi parantaa sen kykyä johtaa sähköä. Kun keho rauhoittuu - parasympaattinen hermosto (autonomisen hermoston ns. jarru puoli) aktivoituu, hikoilu vähenee ja ihon sähkönjohtavuus laskee.
Kämmenpuolen ihossa on paljon ns. ekriinisiä hikirauhasia, josta ihon sähkönjohtavuuden mittaus tehdään.
Ihon sähkönjohtavuuden mittaamiseen on perinteisesti tarvittu kaksi metallielektrodia kiinnitettynä kahteen eri sormeen. Moni laboratoriotason mittauslaite edellyttää myös käden paikallaan pitämistä, joten arkielämän mittauksiin ne ei eivät ole soveltuneet. Tästä johtuen moni ihon sähkönjohtavuuden tutkimuksista on tehty laboratorio-olosuhteissa.
Nuanic-älysormus on innovatiivinen ratkaisu ihon sähkönjohtavuuden tarkkaan mittaamiseen jokapäiväisessä elämässä, joka mahdollistaa vapaan liikkumisen sekä käytön mukavuuden ilman ylimääräisiä piuhoja tai pelkoa laitteen kastumisesta.
Millaista tutkimusnäyttöä ihon sähkönjohtavuuden mittauksesta on?
Ihon sähkönjohtavuuden tutkimus ulottuu aina 1800-luvun puoliväliin saakka, jolloin saksalainen fyysikko ja fysiologi DuBois-Reymond havaitsi, että sähkövirta kulkee sinkkisulfaattiliuokseen upotetusta raajasta toiseen. Ranskalainen Vigouroux sen sijaan oli ensimmäinen, joka yhdisti psykologiset tekijät ihon sähkönjohtavuuteen vuonna 1879 - hän huomasi, että ihon sähkönjohtavuus muuttuu vastaavasti hysteerisillä potilailla anestesian, eli nukutuksen, eri tasoilla.
Ihon sähkönjohtavuutta koskevia tutkimuksia löytyy tähän päivään mennessä reilusti yli 10 000 kappaletta. Tutkimustietokantoja selaamalla voi nähdä, että tutkimus on viimeisen 10 vuoden kiihtynyt hurjasti. Aktiivisinta ihon sähkönjohtavuuden tutkimus on psykologian, lääketieteen ja neurotieteiden aloilla.
Nuanic on saanut olla osana tätä kehitystä jo vuodesta 2015 saakka. Voit lukea kaikista tiedossamme olevista tutkimuksista, joissa Nuanicin teknologia on ollut mukana täältä.
Paljon sovellusmahdollisuuksia
Ihon sähkönjohtavuuden mittausta hyödynnetään monilla tutkimusaloilla ja se tarjoaa sitä myöden myös uusia kaupallisia sovellusmahdollisuuksia.
Psykologiassa ja psykiatriassa ihon sähkönjohtavuuden mittauksia käytetään usein ahdistuksen, masennuksen ja muiden stressiperäisten mielenteryveydenhäiriöiden tutkimiseen ja hoitokeinojen kehittämiseen. Ne auttavat ymmärtämään, millaisia fysiologisia muutoksia mielenterveydenhäiriöihin liittyy.
Ihon sähkönjohtavuuden mittauksilla on potentiaalia erityisesti stressiperäisten mielenterveydenhäiriöiden diganostiikassa.
Lääketieteessä ihon sähkönjohtavuuden mittauksista ollaan tällä hetkellä kiinnostuneita esimerkiksi kivun mittaamisessa, erityisesti potilailla, jotka eivät pysty kommunikoimaan verbaalisesti. Yksi merkittävä lääketieteen sovellus on epilepsiakohtausten varhainen tunnistaminen.
Kognitiotieteessä ihon sähkönjohtavuuden mittauksia hyödynnetään tiedollisten prosessien, kuten tarkkaavaisuuden, muistamisen ja motivaation, tutkimuksessa. Käyttäytymistieteissä ihon sähkönjohtavuuden mittauksia voidaan hyödyntää esimerkiksi käyttäjäkokemuksen arvioinnissa ja neuromarkkinoinnissa.
Viime aikoina ihon sähkönjohtavuuden mittaukset ovat herättäneet kasvavaa kiinnostusta myös oppimisprosessien tutkimuksessa sekä luontoympäristön hyvinvointivaikutusten mittaamisessa. Pelitutkimus on selvästi myös nouseva tutkimusala, sillä ihon sähkönjohtavuuden avulla voidaan tutkia kehitettävän pelin käyttäjäkokemusta, mutta myös sen vaikutuksia pelaajan hyvinvointiin ja mielenterveyteen.
Miten ihon sähkönjohtavuus (EDA) eroaa sykevälivaihtelusta (HRV)?
Sykevälivaihtelu (HRV) ja ihon sähkönjohtavuus (EDA) ovat molemmat vakiintuneita menetelmiä autonomisen hermoston mittaamiseen joskin EDA:n on osoitettu olevan herkempi sympaattisen hermoston aktiivisuuden arvioinnissa. HRV on tehokas sympaattisen ja parasympaattisen hermoston tasapainon analysoinnissa, mutta sillä ei ole samanlaista sekuntitason tarkkuutta kuin EDA:lla.
Kuluttajakäyttöön tarkoitetuissa laitteissa lisäksi eroa tekee valittujen sensoreiden vaikutus mittaustarkkuuteen. Kun sykevälivaihtelua mitataan elektrodeilla sydämen molemmin puolin, päästään tarkimpaan tulokseen. Ihoon liimattavat anturit eivät välttämättä ole kuitenkaan mukavia käyttää. Seuraavaksi tarkin ja tutkijoiden laajasti hyväksymä tapa ovat sykevyöt, joiden valmistamisessa Polar Electro on tehnyt ansiokasta työtä jo 1970 luvulta lähtien.
Viime aikoina ovat yleistyneet optiseen sykkeen mittaukseen perustuvat älysormukset (mm. Oura, Galaxy Ring, RingConn) ja rannelaitteet (mm. Apple Watch, Suunto, Garmin). Sykevälivaihtelun mittauksen tarkkuuteen vaikuttavat sekä sensoriteknologia, mutta myös laitteen valmistaja. Voit lukea lisää sykevälivaihtelun mittaamisen nykytilasta täältä.
Voisiko EDA-mittauksen tehdä ranteesta?
Mittauksen voi tehdä myös ranteesta, mutta sitä on vaikea tehdä siitä luotettavasti ja käyttäjälle miellyttävällä tavalla. Tästä syystä Nuanic on sormus, eikä ranneke.
Mittaustarkkuus on tärkeä asia Nuanicille. Paras tulos saadaan, kun mittaus tehdään kämmenpohjan ihosta - kämmenpohjassa ekriinisten hikirauhasten tiheys on erittäin suuri. Muita hyviä mittauskohtia ovat jalkapohja tai otsa.
Nuanicin teknologian mittaustarkkuutta on validoitu kahdessa riippumattomassa tutkimuksessa. Molemmissa tutkimuksissa todettiin, että Nuanicin ihon sähkönjohtavuuden signaali ei juuri häviä laboratoriolaitteelle.
Reaaliaikaisuus on tärkeää stressinhallinnassa
Ihon sähkönjohtavuuden mittaus on siis reaalikaisuudessaan ja tarkkuudessaan ainutlaatuinen - sen avulla voidaan tunnistaa erityisen hyvin tunneperäinen ja emotionaalinen kuormitus ja siksi mittaus antaa arvokasta tietoa myös psyykkisestä hyvinvoinnista.
Nuanic-älysormuksen suhteen se tarkoittaa sitä, että käyttäjä voi reaaliaikaisesti nähdä, mitkä asiat tai tilanteet nostavat vireystasoa ja ennen kaikkea mitkä ovat ne keinot, joilla omaa vireystilaa voi säädellä. Kokonaiskuormitus on helppo nähdä ja käyttäjä voi reagoida ylivireystilaan jo päivän aikana.
Reaaliaikaisuus on tärkeä tekijä myös motivaation ja sitoutumisen kannalta. Kun pyritään havahtumaan muutoksen tarpeeseen tai vakiinnuttamaan uusia elämäntapoja, välitön ja objektiivinen palaute on tehokkainta.
Onnistunut vireystilan säätely, eli stressinhallinta, on lähtökohta monen psyykkisen ja fyysisen sairauden ennaltaehkäisyyn sekä toipumiseen.
Lähteitä
Boucsein, W. (2012). Electrodermal Activity (2nd ed. 2012.). Springer US. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-1126-0
Critchley, H. D. (2002). Electrodermal responses: What happens in the brain. Neuroscientist, 8(2), 132–142. https://doi.org/10.1177/107385840200800209
Pakarinen, T., Pietila, J., & Nieminen, H. (2019). Prediction of Self-Perceived Stress and Arousal Based on Electrodermal Activity. 2019 41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 2019, 2191–2195. https://doi.org/10.1109/EMBC.2019.8857621
Posada-Quintero, H. F., & Chon, K. H. (2020). Innovations in electrodermal activity data collection and signal processing: A systematic review. Sensors, 20(2), 479–. https://doi.org/10.3390/s20020479
Torniainen, J., Cowley, B., Henelius, A., Lukander, K., & Pakarinen, S. (2015). Feasibility of an electrodermal activity ring prototype as a research tool. In 2015 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC) (pp. 6433–6436). Milan, Italy. https://doi.org/10.1109/EMBC.2015.7319865
Tronstad, C., Amini, M., Bach, D. R., & Martinsen, Ø. G. (2022). Current trends and opportunities in the methodology of electrodermal activity measurement. Physiological Measurement, 43(2). https://doi.org/10.1088/1361-6579/ac5007
