ELECTRODERMOGRAFO como componente del poligrafo
- 1. COLEGIO DE ESTUDIOS SUPERIORES Y DE ESPECIALIDADES DEL ESTADO DE OAXACA ALUMNOS: JOHAN ARI FRANCISCO GALLEGOS Y ALESSANDRA BELEN PASCUAL OROZCO LICENCIATURA EN CRIMINOLOGÍA Y CRIMINALÍSTICA CATEDRÁTICO: LIC. ARTURO OLIVARES SÁNCHEZ MATERIA: POLIGRAFÍA 8° SEMESTRE
- 3. DEFINICIÓN Es un biosensor electroquímico que conforma una de las unidades del sistema informático de medición fisiológica del polígrafo.
- 4. Es captar, traducir y representar gráficamente las variaciones de conductancia y resistencia que ofrece la superficie de la piel humana ante el flujo de una corriente eléctrica continua (o galvánica) que se hace circular sobre un espacio pequeño situado entre dos puntos de contacto eléctrico. OBJETIVO
- 5. Las partes que integran este módulo de captura biológico, comprenden: • Dos electrodos, uno de corriente positiva (+) y otro de corriente negativa (-) • Una línea eléctrica bipolar • Amplificador
- 6. Es el fenómeno de registro del electrodermógrafo es la actividad eléctrica de la piel o actividad electrodérmica. La llamada actividad electrodérmica representa las propiedades eléctricas, endógenas y exógenas, de la piel humana, generadas en función de la actividad sudomotor (sudor) de las glándulas sudoríparas. SEÑAL DE REGISTRO
- 7. La actividad eléctrica endógena de la piel (actividad electrodérmica endógena o EDA endosomático), se refiere a la respuesta eléctrica natural de las glándulas sudoríparas ecrinas, misma que es registrada mediante el uso de dos electrodos por los que no pasa ninguna corriente eléctrica externa, en la forma de diferencia de potencial entre una zona donde hay actividad sudorípara y una zona donde no la hay.
- 8. Esta medida electrodérmica recibe la denominación de potencial dérmico o potencial de la piel y su registro se lleva a cabo mediante un sistema de electrodos monopolar.
- 9. La actividad eléctrica exógena de la piel (actividad electrodérmica exógena o EDA exosomático), se describe como el comportamiento responsivo de la epidermis ante el flujo de una pequeña corriente eléctrica externa aplicada a la superficie cutánea por medio de un sistema de electrodos bipolar (ánodo - y cátodo +), mismos que son colocados (ambos electrodos) en zonas de alta densidad sudomotora (por ejemplo: en las puntas dactilares, zona palmar o zona plantar).
- 10. El EDA exosomático no sólo proporciona una medida electrodérmica, como en el caso del EDA endosomático, pues se obtienen distintas variables bioeléctricas dependiendo del tipo de corriente eléctrica que se subministre sobre la superficie de la piel. Esto es que cuando se hace pasar un flujo de corriente continua (también referida como galvánica o constante) sobre la epidermis, con un voltaje o intensidad de corriente (amperaje) constante -de acuerdo con la ley de Ohm2- da lugar a la obtención de valores de resistencia y conductancia dérmica; por el contrario, cuando se aplica corriente alterna, se obtienen valores de impedancia y admitancias dérmica. De tal forma que se puede decir que hay dos tipos de procedimientos de captación de señal para el EDA exosomático: por circuito de corriente continua y por circuito de corriente alterna.
- 11. Mientras tanto, la actividad electrodérmica es un "término paraguas" que designa, de manera global y genérica todas las manifestaciones eléctricas de la piel (dentro del campo de la psicofisiología clínica o de la salud), sin precisar el procedimiento de registro corriente galvánica o corriente continua / procedimientos exógenos o endógenos-ni los componentes estudiados -nivel o respuesta electrodérmica - esto, por que históricamente el EDA ha sido conocido con un exceso de nombres, tal como: reflejo galvánico de la piel, respuesta galvánica de la piel o resistencia galvánica de la piel (inglés, Galvanic Skin Réflex GSR).
- 12. También referido como nivel electrodérmico (en inglés, Electrodermal Level - EDL); nivel de conductancia de la piel (inglés, Skin Conductance Level - SCL); respuesta electrodérmica (en inglés, electrodermal response -EDR) y respuesta de la conductancia de la piel (en inglés, Skin Conductance response -SCR). Hoy en día estandarizados al término, actividad electrodérmica.
- 13. Con referencia a lo anterior, es de mencionar que de los dos procedimientos electrodermográficos para medir de la actividad eléctrica de la piel, la medida exosomática es la más utilizada en psicofisiología clínica, y por supuesto, también en la psicofisiología aplicada a la evaluación de los datos poligráficos para la detección de la mentira.
- 14. Al respecto, la señal fisiológica obtenida por el electrodermógrafo exosomático, está clasificada según su modalidad de detección como una señal biológica de tipo transducida, también llamada exosomática lo cual, significa que la señal bioeléctrica registrada no obedece naturalmente a un domino eléctrico emanado del plano epicutáneo, pues, la epidermis no despide carga eléctrica alguna; por lo que en términos prácticos, y para formalizar los tecnicismos, este tipo de procedimiento no mide la actividad eléctrica "de" la piel, sino más bien, la actividad eléctrica "en" la piel.
- 15. Ahora, desde la perspectiva del sistema cutáneo, el EDA exosomático en realidad detecta y registra la actividad sudoglandular de la piel, es decir, el comportamiento responsivo de las glándulas sudoríparas ecrinas ante la estimulación del sistema nervioso simpático asociada con la excitación cognitiva y emocional, involucrando procesos atencionales, memoria y de aprendizaje por condicionamiento.
- 16. Así pues, la respuesta electrodérmica (RED) está asociada con la actividad de las glándulas sudoríparas. Evidencia que confirma esto surge de experimentos en los que se observa una correlación directa entre la RED y la actividad estimulada de las glándulas sudoríparas, debido a que cuando se suprime la actividad de las glándulas sudoríparas, hay una ausencia de señales RED.
- 17. No obstante, si quisiéramos ser más específicos y objetivos, desde un plano bioquímico, la señal de la actividad electrodérmica se genera en función del nivel o cantidad de electrolitos presente en la emulsión del sudor (equivalente a una solución de sal de NaCl al 0.3%).
- 18. En suma, la señal del EDA exosomático es obtenida por la excitación de las glándulas sudoríparas ecrinas (relacionadas con el sudor emocional y termorregulador), que secretan sudor debido a estímulos externos y a procesos cognitivos (atención, memoria, aprendizaje condicionado, etc.). La excitación del nervio sudomotor (fibra tipo C) es el responsable de activar las funciones sudomotoras que activan las glándulas sudoríparas.
- 19. Estas fibras sudomotoras son una ramificación del sistema nervioso simpático que inerva de manera directa a este minúsculo órgano, por tanto, quizá en esto radica lo más importante, pues este canal biométrico es considerado como el mejor indicador para la medición indirecta del sistema nervioso central, ya que si pensamos en el registro de la actividad cardiovascular, respiratoria vasomotora, estas señales fisiológicas no son captadas directamente del órgano diana (como el corazón y los pulmones), sino que son grabadas de forma indirecta y por fenómenos mecánicos
- 20. Finalmente, como bien señala Vila (1996), la actividad electrodérmica designa de manera global y genérica, todas las manifestaciones eléctricas de la piel, sin precisar el procedimiento de registro utilizado ni los componentes estudiados, mismos que se reduce a tres tipos de señales registrables: respuesta, nivel y potencial dérmico, siendo ésta última una medida exclusiva del método endosómico. Empero, a continuación, se agrupan las medidas electrodérmica derivadas que pueden ser estudiadas a partir de las señales generales.
- 21. TABLA ABREVIACIONES USADAS PARA LOS TIPOS DE MEDIDAS ELECTRODÉRMICAS ABREVIACIÓN SIGNIFICADO AED Actividad electrodérmica NED Nivel electrodérmico RED Respuesta electrodérmica NCP Nivel de conductancia de la piel RCP Respuesta de conductancia de la piel NRP Nivel de resistencia de la piel RRP Respuesta de resistencia en la piel NPP Nivel de potencial en la piel RPP Respuesta del potencial de la piel
- 22. ABREVIATION SIGNIFICANCE EDA Electrodermal activity EDL Electrodermal level EDR Electrodermal response SCL Skin conductance level SCR Skin conductance response SRL Skin resistance level SRR Skin resistance response SPL Skin potential level SPR Skin potential response
- 23. Como es de notar, la terminología anterior, no se incluye el término arcaico: respuesta galvánica de la piel (GSR), debido a que es considerado no satisfactorio para describir los fenómenos y mecanismo de registro del EDA.
- 24. Por su parte, es importante advertir que las medidas de resistencia y conductancia son reciprocas matemáticamente; sin embargo, uno u otro podrían resultar relacionados linealmente con los estímulos en estudio y, en consecuencia, ser más útil en estudios de psicofisiología clínica aunque los sistemas poligráficos "tradicionalmente" han mostrado unidades de resistencia, los psicofisiológos han estandarizado la comunicación en unidades de conductancia, debido a que esto ofrece una relación monotónica más intuitiva con el número de glándulas sudoríparas activas.
- 25. TIPOS DE SENSORES Ahora, pasando a un plano más especializado, los electrodos de que dispone actualmente la poligrafía para captar o detectar la señal electrodérmica en el sujeto de estudio, básicamente se clasifican en dos tipos: electrodos metálicos o secos y electrodos húmedos o pregelados.
- 26. Los electrodos metálicos, o también referidos como electrodos secos, están constituidos por una placa metálica cóncava con propósito ergonómico para ser instalados específicamente en la zona palmar de los dedos (pulpejos); los cuales, generalmente son fabricados en plata (Ag) y recubiertos en cloruro de plata (CIAg); denominados por esta causa, electrodos de Ag/CIAg.
- 27. Cabe resaltar que este material es el más aceptable para la fabricación de los electrodos empleados en la detección de señales bioeléctricas y electrodérmicas, debido a que la plata posee las mejores propiedades conductivas entre los metales (0.616 microhmios), inclusive por arriba del cobre y el oro, llegando a ser considerado como el mejor metal conductor de electricidad, además de su alta resistencia a la oxidación, aunque menor a la del oro, sin embargo, su uso como material eléctrico es muy limitado debido a cuestiones económicas, por tal motivo es común emplear el cobre y el aluminio en ingeniería eléctrica y electrónica.
- 28. Por esta razón, las marcas de polígrafos en psicofisiología forense y psicofisiología clínica, han dejado de fabricar los polos conductores con plata u oro sólido, optando por utilizar algún otro material, como plomo, aluminio, inox, estaño o acero inoxidable y recubrirlos o enchaparlos (también llamado laminado) con dichos metales preciosos; los cuales, como se mencionó, son excelentes conductores de cargas eléctricas, y por supuesto, muy resistentes a la oxidación (corrosión); factor que es preponderante por el medio salino del sudor y el efecto electrolítico de la reacción química de óxido-reducción.
- 29. Con lo que respecta a los electrodos húmedos, también conocidos como electrodos adhesivos, o electrodos pregelados, configuran un tipo de sensor desechable, higiénico, hipoalergénico y antiséptico, integrado por un pequeño disco central de metal con una capa muy delgada de plata y cloruro de plata (Ag/CIAg), banda autoadhesiva y una porción de gel o pasta electrolítica, la cual, está constituida por una solución iónica con propiedades electrolíticas similares al sudor.
- 30. Dicha fórmula, del gel o pasta electrolítica está compuesta esencialmente por Cloruro de sodio (NaCI), y su función es procurar la hidratación del estrato córneo de la epidermis, brindándole simultáneamente un medio o capa iónica similar a la humedad que produce la perspiración natural de las glándulas sudoríparas ecrinas, para generar un nivel de respuesta electrodérmica tónica; es decir, permitir por lo menos que la corriente eléctrica puede fluir por el circuito biológico cutáneo que presenta sequedad, y por tanto, resistencia al flujo de cargas eléctricas.
- 31. Esto es, que desde el momento en que se establece el contacto electrodo-piel, el electrolito húmedo penetra en el estrato córneo; por lo que el resultado deriva en una línea base (tónica) que puede tardar varios minutos a favor del registro. Los electrolitos del gel conductor no sólo permiten hidratar la capa córnea, sino que incluso pueden penetrar parcialmente en los conductos de la glándula sudorípara, generando un medio óptimo para la conducción de la corriente eléctrica continua.
- 32. Una de las recomendaciones para el uso de electrodos húmedos es que sean empleados cuando se aprecie resistencia al flujo eléctrico cuando son usados electrodos metálicos; lo cual, se ve reflejado cuando la línea gráfica de conducción está atenuada en nivel tónico constante (con ausencia de actividad fásica).
- 33. De tal manera que este tipo de electrodos son utilizados cuando la superficie de la piel presenta sequedad extrema, ya sean provocados por factores biológicos naturales y/o ambientales (como formación de callosidades o el clima del laboratorio). También se aconseja aplicar, como pretratamiento previo a la grabación, que éstos sean instalados de 5 a 10 minutos antes de que comience la captura de la actividad electrodérmica; esto para dar oportunidad de que el gel electrolítico permee en el estrato córneo y en los conductos glandulares, proveyendo de un medio húmedo iónico a favor del flujo eléctrico.
- 34. Adicionalmente, es pertinente mencionar que no se recomienda agregar gel o pasta conductora cuando se utilizan electrodos metálicos, debido a que suele acumularse debajo de la placa un nivel de humedad extrema (provocado por el gel y sudor) que genera hinchazón del estrato córneo, produciendo una presión que, en cierta medida, hace que el poro sea resistente a la apertura para permitir que el sudor alcance la superficie. A este efecto se le conoce como oclusión poral.
- 35. Escobar, García, Zaldivar y Katime; explican que la sustancia conductora contenida por los electrodos adhesivos es denominada propiamente como hidrogel; el cual, es un material de base polimérica que se caracteriza por su extraordinaria capacidad para absorber agua y diferentes fluidos. Por tal motivo, parece ser que su función, aparte de hidratar o humedecer la zona epidérmica, también es favorecer la absorción del sudor de los conductos glandulares ecrinos, promoviendo la estabilización del manto epicutáneo, también referido como emulsión hidrolítica, que favorece la conducción de corriente eléctrica por la superficie de la piel.
- 36. SISTEMA DE DETECCIÓN DE SEÑALES Como bien se ha mencionado, en la literatura científica se describen dos tipos de metodologías electrodermográficas para medir la actividad eléctrica de la piel: endógena y exógena. La primera capta la actividad eléctrica natural de las glándulas sudoríparas ecrinas mediante el uso de un sistema de electrodo monopolar, también reportado como unipolar. La medida electrodermal obtenida por este procedimiento recibe la denominación de potencial de la piel o potencial dérmico.
- 37. El potencial de la piel se refiere a la medición de voltaje entre 2 electrodos cuando no se aplica corriente externa. El potencial de la piel es una medida endosómica, que se refiere a señales eléctricas que originan por la fisiología. Esto es diferente al EDA exosomático, que se mide aplicando una corriente eléctrica a la piel con una fuente externa. El potencial de la piel se mide amplificando el voltaje eléctrico que se obtiene de los electrodos unidos a la piel. Al igual que el EDA exosomático, se ha demostrado que el potencial de la piel varía dependiendo del estado emocional y cognitivo del sujeto. Se ha estudiado el potencial de la piel para su uso en la detección del engaño, y se ha descrito como altamente correlacionado con el EDA exosomático.
- 38. Por su parte, el Department of Defense Polygraph Institute, refiere, en primer lugar, que es una reacción generada dentro del cuerpo y que se trata de un potencial de la piel porque refleja las diferencias del voltaje entre dos electrodos en la superficie cutánea, especificando que la bioelectricidad es generada por las neuronas de la dermis; semejantemente, a la bioelectricidad producida por las neuronas en el cerebro y del corazón, permitiendo como resultado las señales del electroencefalograma (EEG) y del electrocardiograma (ECG).
- 39. Zangróniz, Martínez, Pastor, López y Fernández citan que, aunque este método no es intrusivo, es difícil interpretar las señales grabadas y que es por esta razón por la cual la metodología exosomática se usa comúnmente para medir señales del EDA. Este procedimiento de registro bioeléctrico consiste en colocar un electrodo de referencia en un sitio de contacto inactivo o con mínimas glándulas sudoríparas ecrinas, como en el antebrazo; el cual se selecciona como una ubicación neutral (no activa).
- 40. El otro biosensor eléctrico, denominado electrodo activo, es colocado en una zona de alta densidad glandular ecrina, como es la palma o los dedos de la mano. Con lo que respecta a la señal del EDA exosomático, ésta es obtenida mediante un modelo de registro denominado sistema de electrodo bipolar. Mismo que es el procedimiento más empleado entre la comunidad psicofisiológica para la recolección de los datos electrodérmicos.
- 41. Este sistema puede ser empleado mediante corriente continua o corriente alterna, consta de dos electrodos o placas terminales; una activa, quien emite la corriente eléctrica viva, llamado ánodo (carga negativa), y otra, denominada cátodo (carga positiva), quien recibe los electrones de la corriente eléctrica generando en la interface un campo electromagnético donde sucede un intercambio de cargas eléctricas, permitiendo que los iones presentes en ese interespacio, donen y atraigan electrones entre ellos, con un origen de flujo eléctrico y dirección de circulación, que va del polo negativo al polo positivo; originando en consecuencia, un flujo de corriente eléctrica que finaliza con el cierre del circuito eléctrico, utilizando desde luego la biología de la piel y la solución iónica del sudor como medio conductor, generado un modelo biológico de una celda electrolítica bidimensional.
- 42. Complementariamente, es pertinente mencionar que el sistema bipolar de electrodos del polígrafo opera bajo corriente eléctrica continua (o galvánica), suministrada por una fuente de tensión externa equivalente a 0,5 V (igual o similar una pila de botón de litio) proveniente del computador, que a su vez se encarga de rectificar el voltaje de la tensión eléctrica que le es subministrada por la toma de corriente alterna del domicilio (110 V).
- 43. En conclusión, en la literatura científica se describen dos metodologías diferentes para medir las señales EDA. Por un lado, la metodología endosomática se caracteriza por no usar corriente externa para adquirir las señales EDA, y por el otro, la metodología exosomática, que emplea un flujo eléctrico de fuente externa para medir el comportamiento de la piel ante la presencia de corriente eléctrica. Este último, el modelo de captación empleado por la psicofisiología en la detección científica de la mentira.
- 45. SITIOS DE REGISTRO El índice biométrico denominado actividad electrodérmica exosomática, mide en sí, la actividad de las glándulas sudoríparas ecrinas ante la estimulación "controlada o espontánea" del sistema nervioso, condición que está en función del tipo de estudio psicofisiológico que se aplique y de sus necesidades de grabación.
- 46. En este sentido, como es de conocimiento general, las glándulas sudoríparas ecrinas se encuentran en todo nuestro cuerpo en diferentes proporciones dependiendo de la región cutánea, por tal motivo, es importante que los electrodos de captura estén ubicados en una extensión de la piel que contenga suficientes glándulas sudoríparas para obtener una buena calidad de señal. Datos reportados por Van Dooren, de Vries y Janssen (2012), sugieren que los pies, los dedos y los hombros son las regiones anatómicas que mejor responden, mientras que el brazo, la espalda, la axila y la pierna (muslo) son menos sensibles.
- 47. Además de que las medidas en el pie fueron más similares a las del dedo. En contraste, los registros de los brazos, espalda y axilas diferían más de las huellas de los dedos. Tomando estos datos, concluyeron que los pies y los hombros son las mejores alternativas al dedo para la medición ambulatoria de la conductancia de la piel para reflejar la excitación emocional.
- 48. De manera que, considerando que la evaluación poligráfica es un estudio de tipo estacionario, donde no implica que el usuario esté en marcha o que manipule algún tipo de dispositivo con sus manos, es factible utilizar cualquiera de las zonas cutáneas con mejor conductancia reportadas por Van Dooren, de Vries y Janssen (2012), por lo que al final sólo resta especificar qué clase de electrodo (con el que cuenta la tecnología del polígrafo forense) debe emplearse para estas regiones cutáneas.
- 49. En primer lugar, con lo que respecta a los electrodos secos o metálicos -dado su diseño ergonómico dactilar- son exclusivos para ser montados sobre los pulpejos de los dedos, pues además, esta región suele ser la primera opción para la grabación de la señal del EDA; y específicamente, sobre la altura de la última falange (parte distal de dedo), debido a que esta zona, en general, presenta mayor densidad de glándulas sudoríparas, y por tanto, mayor capacidad de respuesta en comparación con la parte media y la proximal.
- 50. Sin embargo, al ser una zona más susceptible a la manipulación por el usuario, en la que se puede ejecutar una maniobra de semiflexión dactilar de forma deliberada para afectar el registro, se recomienda (ante un usuario malintencionado) instalar las placas conductoras a la altura de la falange media; lugar en el que es más complicado que el examinado ejerza un dominio biomecánico.
- 51. Por otro lado, los electrodos húmedos o pregelados, están diseñados para ser instalados sobre extensiones cutáneas lisas y sin vellos; de tal manera, considerando la evidencia empírica, se recomienda instalarlos sobre la palma de la mano, en la región tenar e hipotenar. También, sobre la parte interna del pie, a la altura del arco. Por último, la parte posterior del hombro, aunque con menos densidad de glándulas sudoríparas, también puede ser una buena alternativa cuando los dedos y las palmas de mano no manifiestan buena conductancia.
- 53. Adicionalmente, la empresa Tobii, lider en tecnologías neurocientíficas, recomienda que la ubicación adecuada de los sensores bioeléctricos dependerá del tipo de experimento, tipos electrodos y el nivel de intrusión que sus participantes permitirán (por ejemplo, los electrodos secos en los dedos son menos intrusivos que los electrodos húmedos en un pie), haciendo una diferencia razonable entre electrodos húmedos reutilizables y pregelados, y resumiendo las variables a consideras para el sitio de registro en la siguiente matriz de información; misma que resulta interesante como guía práctica para el examinador poligrafista.
- 54. Ubicación en el cuerpo Densidad de las glándulas sudoríparas Tipo de electrodo Intrusión Recomendado para Palma Alto Pre-gelificado desechable y húmedo / seco reutilizable Bajo Estudios estacionarios / móviles donde no se utilizará la mano con electrodos. Dedos Medio Húmedo / Seco reutilizable Bajo Estudios estacionarios / móviles donde no se utilizará la mano con electrodos. Pie Alto Pre-gelificado desechable y húmedo / seco reutilizable Alto Estudios estacionarios donde se utilizarán ambas manos. Hombro Medio Pre-gelificado desechable y húmedo / seco reutilizable Medio Estudios fijos / móviles donde se utilizarán ambas manos.
- 55. Complementariamente, en una lección de Krapohl y Shaw (2015), refieren que si bien los sitios de registro más comunes para el registro electrodérmico son los dedos y las palmas de la mano (- 240 glándulas ecrinas por cm²); si estos sitios no fuesen posibles o viables para una buena señal, la actividad electrodérmica se puede captar en la frente(-240 glándulas ecrinas por cm²), en el brazo o antebrazo (-115 glándulas ecrinas por cm²), pierna (-80 cm²) o abdomen (-100 cm²).
- 56. También recuerdan que la detactibilidad del EDA surge del número de glándulas ecrinas que se encuentran entre lo sensores, no debajo de los sensores y que la ubicación del sitio del sensor debe permitir un buen acoplamiento entre la piel y el sensor, no bloqueada por cabello o callosidades gruesas.
- 57. COLOCACIÓN DEL SENSOR Bajo la directriz universal de la postura corporal de sedestación que debe adoptar el examinado durante la fase de recolección de señales, con lo que respecta a electrodos dactilares (metálicos o secos), se sugiere que el examinado mantenga su mano-brazo en forma supina, con el objetivo de evitar movimientos involuntarios o dirigidos sobre las placas conductoras, que pudieran generar el efecto de caída de conductancia electrodérmica (ECCE) por presión dactilar no obstante, si el examinador desea conservadoramente posicionar la mano con los electrodos instalados en sentido de pronación, para evitar el ECCE, se aconseja acoplar las placas a nivel de la falange media de los dedos. De esta manera, se reduce la posibilidad de que el sujeto pueda ejecutar la maniobra biomecánica de semiflexión dactilar y en consecuencia generar el ECCE.
- 58. En el mismo sentido, algunos examinadores llevan a cabo una práctica para evitar que el examinado presione sobre los electrodos, misma que consiste en posicionar los dedos (donde están instalados los polos conductores) suspendidos fuera de la base del reposabrazo; empero, se advierte que, si los sensores no están bien sujetados a la circunferencia de las puntas dactilares, esto usualmente genera interrupción en el flujo eléctrico, provocando cortocircuitos intermitentes, y por tanto, interrupciones en el flujo eléctrico, o corto circuito.
- 59. Con lo que respecta a los electrodos húmedos, su ubicación será sobre la palma de la mano, en la región tenar e hipotenar. Al igual, se aconseja que la posición a adoptar sea de forma supina; sin embargo, considerando las bondades del adhesivo de sujeción que acompaña a los electrodos pregelados, reduce la posibilidad de generar el ECCE, por lo que el técnico poligrafista puede valorar la posibilidad de colocar la mano en pronación.
- 60. Por otra parte, cuando la señal electrodermal no es óptima, ya sea por factores deliberados por el examinado, o naturales, propios del estrato córneo, se tiene la alternativa de registro de la zona del hombro y arco del pie (como las segundas mejores áreas de grabación), no obstante, debido a que la operación para instalar los sensores bioeléctricos puede ser un tanto más intrusiva en estas zonas, es necesario que el examinador solicite autorización voluntaria del evaluado o evaluada; sin embargo, el poligrafista debe valorar el respeto al pudor evaluado por encima de todo, prevaleciendo siempre el decoro y actitud profesional.
- 61. Por consiguiente, si el poligrafista opta por colocar los electrodos en el arco del pie, una vez instalados, puede considerar descansar la pierna en forma desplegada sobre una base, para impedir que los electrodos se presionen con el peso de la pierna y así disminuir la posibilidad de artefactos.
- 62. En conclusión, el tipo de electrodo y región cutánea a utilizar en el examen poligráfico, estará en función de los factores que incrementan la resistencia al flujo eléctrico sobre el medio conductor biológico, que en términos gráficos se traduce en una señal lineal o atenuada. Por lo que, una vez que el experimentador decida el lugar más apropiado para ubicar los electrodos para su experimento poligráfico, deberá valorar por encima de todo, el nivel de intrusión que sus examinados permitirán.
- 63. Finalmente, es de enfatizar que la región cutánea preferencial para ser empelada como fuente de registro en primer orden, es la zona de los pulpejos de los dedos, por lo que, el resto de las áreas del cuerpo recomendadas anteriormente serán consideradas como alternativas en busca de la mejor señal.
- 64. APARIENCIA GRÁFICA DE LA SEÑAL Con base en los tipos de formas de onda, el trazo del EDA corresponde a un tipo de onda senoidal o sinusoidal intermitente, generalmente con segmentos tónicos a lo largo de la variable tiempo. Usualmente, una reacción fásica específica del EDA se observa en forma de pico o campaña, cuya interpretación gráfica en su segmento ascendente significa que hay un incremento en la conductividad del flujo eléctrico en la interface de los dos electrodos. En consecuencia, su interpretación fisiológica significa que hay mayor número de glándulas sudoríparas activas, y, por tanto, mayor dosis de electrolitos.
- 65. Por tanto, su segmento descendente después de punto más alto se traduce como el decremento de la conductancia e incremento de los valores de resistencia. Lo cual quiere decir que el material bioquímico conductor (electrolitos) se está agotando por efecto electroquímico de la electrolisis. Con lo que respecta a las porciones de trazo horizontal (recto), representa el valor más alto de resistencia electrodérmica, en el que se piensa las glándulas no están activas, o por lo menos existe mínima cantidad de electrolitos en la superficie percutánea.
- 66. PROCESO DE REGISTRO Como se ha mencionado, el modelo de registro que emplea el polígrafo para captar y registrar la actividad electrodérmica exosomática es denominado sistema de electrodo bipolar. Este sistema de detección de la señal está diseñado bajo un modelo de circuito eléctrico abierto, contando con una fuente de voltaje (tensión eléctrica) procedente del DAS y a su vez del ordenador; con una línea conductora bifurcada, una con corriente positiva y la otra negativa, al final de los dos cables se encuentran dos terminales con diferencia de potencial (-/+), cada una de ellas acopladas a dos electrodos (metálicos o húmedos), sin que exista ningún tipo de contacto entre los polos conductores. Por esta razón, es concebido como un circuito eléctrico abierto.
- 67. No obstante, se torna un circuito eléctrico cerrado cuando los electrolitos (iones) contenidos en el sudor, secretados por las glándulas sudoríparas ecrinas, actúan como medio de conducción de las cargas eléctricas (electrones). En otras palabras, el medio conductor biológico de la piel completa la conexión eléctrica del flujo de cargas -que van del polo negativo al positivo- sustituyendo al cable conductor de metal.
- 68. Así, el flujo eléctrico está condicionado por la resistencia (oposición al flujo de cargas) y conductancia (facilidad al flujo de cargas), factores que están en función de la estructura química del estrato córneo de la epidermis y por el volumen de electrolitos presentes en la superficie epidérmica, producto de la perspiración. Tales factores resistencia son altamente probables que obedezcan al azufre (S) que constituye en gran parte a la queratina que integra al estrato corneo. Dicho elemento químico está considerado como un pésimo conductor de electricidad.
- 69. Por otra parte, el otro elemento involucrado en los cambios de resistencia- conductancia son las dosis variadas de electrolitos en el sudor, también referidos como iones, sales o minerales. Los electrolitos se describen como sustancias no sólidas (por lo menos macroscópicamente), capaz de transportar corriente eléctrica en una interface liquida. Usualmente se presentan como sustancias líquidas, en que los iones están en una disolución, por tal razón estas sustancias son conocidas como soluciones iónicas.
- 70. Partiendo de estas premisas, el funcionamiento de registro del electrodermógrafo en interacción con la capa epicutánea ha sido descrito y explicado bajo tres modelos eléctricos para intentar comprender su funcionamiento. a) Modelo de resistor b) Modelo de capacitor c) Modelo de celda electrolítica
- 71. MODELO DE RESISTOR Partiendo de la idea que un resistor es un componente electrónico cuya función general es limitar el paso de la corriente eléctrica por un circuito para sufrir distintos objetivos, como generador de calor o regulador de voltaje de la corriente que circula, el órgano de la piel y en especial, su estrato córneo, en el que por sus propiedades químicas (queratina y azufre) actúa en forma resistor, oponiéndose al flujo de la corriente eléctrica.
- 72. Así el modelo de resistencia simple del EDA describe la piel como parte de un circuito en el que la resistencia y la conductancia están en función de la hidratación de la piel y de la glándula sudorípara. En el modelo de resistencia, las glándulas sudoríparas se conciben como resistencias cableadas unidas en paralelo, y los cambios en el EDA ocurren en función del número de glándulas sudoríparas activas. Por tanto, si los conjuntos de glándulas sudoríparas pueden ser pensadas como muchas resistencias unidades en paralelo cada glándula se sumará al total de la corriente en el circuito del EDA, lo que podría expresarse como: a mayor glándula sudorípara activa, menor resistencia total. Finamente, debido a que la resistencia y conductancia son matemática y conceptualmente inversas, menor resistencia es sinónimo de una conductancia incrementada.
- 74. MODELO DE CAPACITOR Partiendo de la idea que un capacitor, también llamado condensador, es una pieza electrónica que forma parte de un circuito y cuyo funcionamiento se asemeja a una batería, el condensador igualmente almacena energía eléctrica, pero de forma diferente y por muy poco tiempo de retención. Así, la superficie de la piel, con las eyecciones sudoríparas de las glándulas ecrinas, actúa como un depósito del material conductor electroquímico del sudor, llamado electrolitos, mismos, que se encuentran en solución iónica en forma de manto epicutáneo.
- 75. Dicho material iónico suele durar un periodo de tiempo corto hasta que el efecto de la electrólisis termina por descomponerlo, aquí se dice que hay un aumento en la resistencia. En un segundo tiempo, la conductancia se retoma cuando la piel almacena una dosis más de solución iónica (sudor), que en forma metafórica se pensaría que el capacitor almacenó nuevamente energía.
- 77. MODELO DE CELDA ELECTROLÍTICA Este marco teórico parece ser el que mejor que explica y satisface las posibles causas que da origen a la señal electrodérmica, pues la evidencia empírica sugiere que la superficie de la piel, con la solución iónica del sudor, los dos electrodos metálicos (anión y catión) y el flujo de la corriente eléctrica galvánica, configuran un sistema de disociación de iones por medio de electricidad, al cual se le conoce como celda electrolítica; que si bien, el modelo que configura la piel y el electrodermógrafo del polígrafo no conforma estrictamente una célula electrolítica, donde generalmente predomina el medio acuoso tridimensional por el uso de una cuba, la piel, su perspiración y su película hidrolipídica, proveen un medio idóneo para llevar a cabo este proceso de descomposición química, al que podríamos denominarle celda electrolítica bidimensional.
- 78. Sin embargo, si bien este modelo bidimensional no ofrece un volumen suficientemente líquido como para permitir el fácil desplazamiento de los iones, se cumple el fin último para captar la señal del EDA exosomático: la disociación de elementos iónicos y el transporte de una corriente eléctrica sobre una interface semi-acuosa.
- 79. Por consiguiente, antes de pasar a disertar sobre el funcionamiento de registro del electrodermógrafo, remembrar a menara de preámbulo algunos aspectos contextuales concernientes al proceso de captación de la señal bioeléctrica.
- 80. En este sentido, es de mencionar que dentro de los límites de normalidad, la intensidad de la campana de reacción (o pico) es proporcional a la cantidad de sudor excretado, y por tanto, a la cantidad de glándulas sudoríparas activadas como respuesta al procesamiento cognitivo emocional del estímulo de prueba. A esto se le conoce como relación monotónica.
- 81. Dicho efecto se resume en la primera ley de la electrolisis de Michael Faraday, quien encontró experimentalmente que “la masa en gramos de una sustancia depositado en una electrolisis, es directamente proporcional a la intensidad de corriente y al tiempo que dura la electrolisis”.
- 82. Por otra parte, la unidad de instrumentación esta constituida por una línea eléctrica bifurcadas a su final, en donde se ubican “dos electrodos metálicos, generalmente fabricados de plata (Ag) y recubiertos de cloruro de plata (CIAg), denominados electrodos de Ag/CIAg”, no obstante algunas compañías del polígrafo emplean acero inoxidable en la elaboración de estos nodos conductores cuya funcionalidad también resulta eficiente. Cada polo conductor posee un tipo de carga eléctrica, uno positivo y uno negativo. La corriente con el que trabajo el dispositivo se llama continua y se suministra del mismo ordenador, que posee un rectificador del voltaje, que permite convertir la corriente alterna en directa.
- 83. También forma parte de esta unidad un dispositivo llamado transductor, que en conjunto de otros elementos integran al DAS (sistema de adquisición de datos), cuya función elemental es convertir la señal física recolectada de la realidad externa a una señal digital, para que el sistema, junto con el ordenador, pueda representarla gráficamente, y así, el técnico haga factible su medición e interpretación.
- 84. Por tanto, su mecanismo de funcionalidad para captar la energía física generada de la interacción del medio epidérmico con la corriente eléctrica continua, se genera de forma muy similar al modelo de una célula electrolítica; no obstante, como se mencionó, el modelo que aquí se estudia se produce en dos dimensiones, y no en tres planos como lo ilustran los diseños tradicionales, en donde predomina el medio acuoso dentro de una cuba que facilita movilidad de los iones.
- 85. De tal manera, que el proceso de electrólisis que se configura sobre la emulsión hidrolítica del sudor que es depositada en la parte superior de la epidermis, en interacción con los electrodos del conductógrafo, representa una celda electrolítica bidimensional.
- 86. Después de este preámbulo, pasemos entonces a disertar el mecanismo de captura e interacción de la actividad eléctrica exógena con la superficie de la piel; mismo que comprenden cuatro fases elementales: a) Perspiración emocional, b) Polarización electrolítica, c) Ionización, d) Disminución del material bioquímico conductor.
- 87. Durante el momento de estimulación psicológica, la glándula sudorípara ecrina es excitada por acción de su rama nerviosa simpática por agentes colinérgicos sinápticos y no adrenérgicos, como usualmente es en otros órganos-; es decir, que el neurotransmisor encargado de la activación secretora del sudor es la acetilcolina (ACh); factor bioquímico que activa las células claras, las que parecen ser, muy probablemente, tienen la función de secretar el agua y electrolitos. Fase 1: Perspiración emocional
- 88. Además, esta biomolécula pone en acción a las células mioepiteliales, que tienen un cometido muy similar a la del músculo liso, pues su función es también de contractibilidad, permitiendo de esta forma el reflejo de bombeo -ordeñar o estrujar- de la unidad secretora del ovillo, para lograr el ascenso de la emulsión sudorípara a la superficie de la piel: solución compuesta según datos reportados en condiciones normales del 99% de agua y 1% sustancias orgánicas e inorgánicas.
- 89. En esta última categoría se incluyen a los elementos iónicos de carga positiva y negativa, conocidos como electrolitos, sales o minerales.
- 90. Dichas sustancias, generalmente en forma de estado líquido aunque también pueden ser sólidos- tienen la característica de poseer iones libres; átomos cargados con mayor o menor número de electrones que tienen la propiedad de transferir o transportar cargas eléctricas (electrones) entre ellos sobre un espacio líquido o húmedo, comportándose como un conductor eléctrico. Condición que se hace presente cuando la glándula sudorípara deposita en el plano epicutáneo el mando electrolítico del sudor.
- 92. En esta fase la corriente galvánica entra en un primer contacto con los iones que componen a los electrolitos del sudor; específicamente sobre aquellos que se sitúan por debajo del área de contacto y extensión de cada una de las dos placas de los electrodos, conocidos como ánodo (carga +) y cátodo (carga -); los cuales, dependiendo de su carga eléctrica, inducen el reordenamiento, distribución, polarización, alineación u orientación de los iones que yacen debajo de ellos; es decir, cada electrodo atrae a las partículas iónicas de carga eléctrica opuesta, y desplaza a aquellas de cargas iguales. Fase 2: Polarización electrolítica
- 93. En otras palabras, el ánodo (carga +) atrae a los aniones (de carga -) y repele a los cationes (de carga +). Así, el cátodo (carga -) gravita a los cationes (de carga +) y rechaza a los aniones (de carga -).
- 94. Por tanto, este planteamiento se encuentra dominado por la ley natural de la interacción de las cargas eléctricas 100, en el que la atracción o repulsión de los átomos por los electrodos, está en razón a un fenómeno electromagnético impulsado por la valencia del tipo de carga eléctrica que guardan ambas variables.
- 95. Mientras tanto, cuando la película hidrolítica del sudor yace sobre la superficie dela epidermis e interactúa con la corriente eléctrica continua y sus electrodos, en el estrato interno subyace una serie de fenómenos tegumentarios; dentro de los cuales, el más predominante para el fenómeno de estudio se describe lo siguiente.
- 96. El ovillo secretor de la glándula sudorípara ecrina disminuye sus movimientos contráctiles, evitando que el sudor continúe su ascenso hacia el poro; fenómeno que se debe a un mecanismo de modulación intrínseco de las células contráctiles del ovillo, llamadas, células mioepiteliales; quienes parecen ser las responsables de expulsar el plasma sudoríparo desde la unidad de secreción hasta el poro, debido a que son capaces de moverse a la manera de las fibras musculares.
- 97. Datos reportados refirieren que responden solamente a la estimulación colinérgica -no adrenérgica- y que sólo poseen inervación simpática; no obstante, a pesar de no poseer una rama parasimpática, tiene integrado un sistema de regulación interno, debido a que estas células contienen óxido nítrico-sintasa I y colina-acetiltransferasa.
- 98. Con lo que respecta al óxido nítrico (NO) 101, hay que destacar que tienen una función biológica en el organismo como dilatador o relajante . Su efecto suele estar presente en la vasodilatación, broncodilatación, expansión de fibras musculares-después del ejercicio, etc.-, relajación del músculo liso de los cuerpos cavernosos y las arterias penianas durante la erección del pene, y por supuesto, es un factor preponderante en la relajación de las células mioepiteliales para detener las contracciones del ovillo secretor
- 100. Durante esta etapa, la corriente eléctrica galvánica que emana del polo negativo (cátodo) y que circula con sentido de dirección hacia el polo positivo (ánodo), realiza una transferencia de electrones a los iones de carga positiva, tanto los que se sitúan por debajo del cátodo (-), como a los que se encuentra al paso del sentido de flujo de la corriente eléctrica; la cual circula en búsqueda al ánodo para cerrar el circuito eléctrico Fase 3: Ionización
- 101. En búsqueda al ánodo para cerrar el circuito eléctrico. Por tanto, los iones negativos ceden electrones al ánodo (+) y los iones positivos toman electrones del cátodo (-). Dicho de otra manera, el polo negativo es un proveedor de electrones (de donde caen las cargas eléctricas), y el polo positivo es un consumidor de electrones (donde ascienden las cargas eléctricas).
- 103. Durante esta fase, gráficamente, la campa de reacción no suele visualizar en una pendiente negativa con tendencia a alinearse horizontalmente , mostrándose como una línea más o menos recta con respecto a su eje de registro. Fase4: Disminución del material bioquímico conductor
- 104. Usualmente la forma de onda se aprecia en su estado tónico; lo cual indica que el flujo eléctrico fluye del polo negativo al positivo cerrando el circuito eléctrico, aunque con mayor oposición de las cargas eléctricas, debido a la disminución del material bioquímico conductor, que son los iones de los electrolitos del sudor. Mismo que actúa como transportador de los electrones provenientes de electrodo negativo o cátodo.
- 105. Por tanto, este efecto es causa de detención de la actividad sudo- glandular, debido a la ausencia de contracciones de las células mioepiteliales, y por tanto, del efecto dilatador del óxido nítrico contenido en estas estructuras, y que actúa como un regulador homeostático interno, el cual impide que el ovillo de la glándula continúe contrayéndose, y en espera de una siguiente estimulación controlada.
Notas del editor
- #7: Por ejemplo un electrodo colocado en la palma de la mano y otro en el codo