Del galvanómetro de Jung al E-metro: noventa años midiendo lo mismo

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En 1907, en Zúrich, se colocaba a un paciente entre una pila y un galvanómetro y se observaba cómo un punto de luz se desplazaba sobre una escala. En 1996, una patente corregía automáticamente la ganancia de un instrumento con dos latas y una aguja. En medio hay ocho esquemas. Cambia casi todo, salvo lo que se mide.

Reconstruido a partir de las publicaciones originales. Los esquemas están redibujados y simplificados; donde existe la figura de la época, aparece al lado.

Cómo leer los esquemas

En todas las figuras un color indica siempre la misma pieza, aunque cambie de forma.

Cuerpo: la persona, con los electrodos
Fuente: la pila que impulsa la corriente
Indicador: lo que se ve moverse
Equilibrado: lo que se ajusta para volver a cero
Sensibilidad: cuánto se amplía el movimiento
Gris: resistencias fijas y cables

1907: un solo bucle

El método le llega a Jung de Otto Veraguth, neurólogo de Zúrich, que lo llama «reflejo psicogalvánico». El circuito es el más sencillo posible: pila, cuerpo y galvanómetro en fila. Veraguth indica dos pilas, 2,4 voltios en total, y hace que el sujeto empuñe dos cilindros huecos de níquel, de diez centímetros de largo. El instrumento es un galvanómetro de espejo: un rayo de luz reflejado sobre una escala de medio metro. Una resistencia en paralelo con el instrumento, el shunt, sirve para reducir las oscilaciones.

19072 pilas Leclanché2,4 Vcuerpocilindros de níquel en la manogalvanómetrode espejoshuntsensibilidadun solo bucle: pila, cuerpo, instrumento
El aparato de Veraguth y Jung, reconstruido a partir de la descripción en palabras: ninguno de los dos publica un esquema. No hay nada que ajustar para volver a cero: se anota dónde está el punto luminoso en reposo y cuántos milímetros se desplaza.
Esquema de Sidis y Kalmus, 1908
El primer esquema impreso. Sidis y Kalmus, Psychological Review, 1908, p. 394. Es el mismo bucle: pila B (alrededor de 1 voltio), electrodos E, galvanómetro G con la resistencia R en paralelo.

Jung añade una idea práctica: un cursor que el operador empuja a mano para seguir el punto luminoso, unido a una plumilla que escribe sobre un rollo de papel. Lee una palabra, espera, mira. La reacción empieza entre uno y seis segundos después de la palabra. De resistencia en ohmios no habla nadie: se cuentan milímetros.

Las primeras cifras en ohmios llegan en 1911, de Wells y Forbes, todavía con el bucle simple: pila de 0,67 voltios, unos 100 microamperios a través del cuerpo, resistencias entre 5.000 y 35.000 ohmios. Recuerda estas cifras.

1912: el puente

Gregor y Loewe quieren medir la resistencia, no solo verla cambiar. Toman el circuito con el que en el laboratorio se mide cualquier resistencia: el puente. El cuerpo pasa a ser uno de los cuatro lados; enfrente se le pone una resistencia conocida; un cursor se desliza sobre un hilo hasta que por el galvanómetro deja de pasar corriente. En ese punto el puente está en equilibrio, y la posición del cursor dice cuánto vale el cuerpo.

1912acumuladortensión no indicadaresistencia de comparaciónhasta 11.000 Ωhilo, tramo acursor sobre 50 cmcuerpocon los electrodoshilo, tramo bcursor sobre 50 cmgalvanómetro
Gregor y Loewe, 1912: el puente de hilo. Se pone a cero con el cursor, se deja quieto y se leen las desviaciones; después, una caja de resistencias en lugar del cuerpo las traduce a ohmios.
Figura 2 de Gregor y Loewe, 1912
El original. Zeitschrift für die gesamte Neurologie und Psychiatrie 12, 1912, p. 426: R resistencia de comparación, K cuerpo, A acumulador, M hilo de 50 cm, G galvanómetro.

A partir de aquí el galvanómetro hace dos trabajos. Quieto en cero, dice que el puente está equilibrado y, por tanto, cuánto vale la resistencia. Cuando se mueve, muestra la reacción.

1922: el puente entra en los libros de psicología

Whately Smith, en Cambridge, publica The Measurement of Emotion con el esquema completo: pila de 2 voltios, dos resistencias fijas, una caja de resistencias de mandos giratorios. Equilibra una vez al principio y ya no toca nada más: solo lee cuánto se desplaza el punto luminoso. Tres años después David Wechsler publica un circuito análogo, que una empresa de Chicago pone a la venta con 1,5 voltios.

1922pila2 Vfija1.000 Ωfija100 Ωcuerpoelectrodos de zinccaja de décadasse ajusta al principiogalvanómetro
Whately Smith, 1922, p. 33. La caja de décadas es el lado que se ajusta; los valores de las resistencias fijas son los impresos en la figura.

1928–1938: la resistencia calibrada que devuelve la aguja a cero

Aquí nace el gesto que conoce bien quien ha usado un E-metro. Jeffress, en 1928, pone una caja de resistencias en serie con el sujeto: cuando la resistencia del cuerpo baja, él añade otro tanto y la aguja vuelve a cero. Lo que ha añadido es la medida. Diez años después, el manual de Woodworth, con el que estudian generaciones de psicólogos estadounidenses, lo presenta como el circuito normal:

«Supongamos que la resistencia del sujeto disminuye: el equilibrio se altera y por el galvanómetro circula corriente, que hace oscilar la aguja. El experimentador puede entonces aumentar la resistencia en serie con el sujeto, anotando la cantidad añadida, hasta que la aguja vuelve a cero.»

«Let O’s resistance decrease: the balance is disturbed and current flows through the galvanometer, causing the needle to swing. E may now increase the resistance in series with O, noting the amount added, till the needle comes back to zero.» — Woodworth, Experimental Psychology, 1938, p. 278.

1938pilatensión no indicadafija80.000 Ωfija2.000 Ωcuerpobobina calibradafija1.000 Ωgalvanómetro
Woodworth, 1938, figura 72. El lado del cuerpo vale 40.000 ohmios en total: el cuerpo más la bobina calibrada. Dos lecturas distintas: la bobina da el nivel, la aguja da la reacción.
Figura 72 de Woodworth, 1938
El original. El «puente de Wheatstone para medir los niveles de resistencia y la amplitud del reflejo psicogalvánico».

1928: una válvula en lugar del galvanómetro

El galvanómetro de espejo es delicado, caro y necesita una habitación a oscuras. En Sídney, Bellingham, Langford Smith y Martin lo sustituyen por una válvula de radio y un instrumento de aguja de panel. Lo llaman «puente termoiónico». Se gira un potenciómetro hasta que la aguja queda a mitad de escala, y luego se observa:

«Todo aumento de la corriente de placa indica una disminución de la resistencia del sujeto, y las desviaciones son casi proporcionales a las variaciones de resistencia.»

«…any increase in plate current indicates a decrease in the resistance of the subject, and the deflections are nearly proportional to the alterations in resistance.» — Australasian Journal of Psychology and Philosophy 6, 1928, p. 140.

1928batería30 Vpotenciómetro400 Ω: fija el cerofijacuerpofija50.000 Ωválvulainstrumento de cero central
El «puente termoiónico» de 1928, en la forma equivalente de puente que dan los propios autores. El instrumento tiene el cero en el centro y llega a fondo de escala con unos 10 microamperios.
Figura 2 de Bellingham y otros, 1928
El original. El sujeto, la resistencia de 50.000 ohmios, la válvula, el galvanómetro en la placa, el potenciómetro de 400 ohmios.

Con esto ya están todas las piezas: puente, cuerpo en un lado, mando que devuelve a cero, amplificador, aguja de panel. Estamos en 1928.

1930: alguien señala el defecto

El puente tiene un problema, y los psicólogos lo ven enseguida. La misma variación de resistencia mueve la aguja más o menos según el nivel en que uno se encuentre. R. C. Davis lo escribe en 1930:

«El circuito más común para estudiar la reacción galvánica es el puente de Wheatstone. Pero, tal como se usa de ordinario, las relaciones eléctricas se vuelven extremadamente complicadas, y se pierde la proporcionalidad directa entre la desviación y la variación de resistencia.»

«The most common circuit used for study of the galvanic reaction is the wheatstone bridge… But as it is ordinarily used the electrical relations become extremely complicated, and direct proportionality of deflection to resistance change is lost.» — Davis, Archives of Psychology 115, 1930, p. 12.

Davis y otros responden con circuitos de corriente constante. Aun así, el puente sigue siendo el estándar, con su defecto. Recuérdalo: vuelve al final.

1951: Mathison

Volney Mathison solicita la patente de su «electropsicómetro» el 1 de agosto de 1951. En la primera línea de la patente declara de dónde parte:

«Se sabe desde hace muchos años que, si se conecta a un sujeto en serie con un galvanómetro sensible y una fuente de corriente continua de bajo potencial, el dispositivo psicogalvanométrico en su conjunto es un valioso auxiliar en psicoanálisis y psicoterapia.»

«It has been known for many years that if a subject is connected in series with a sensitive galvanometer and a source of low-potential direct current […] the psychogalvanometric arrangement as a whole is a valuable adjuvant in psychoanalysis and psychotherapy.» — patente US 2,684,670.

1951tensión de placaunos 250 Vfijafijacuerpoesponjas metálicaspalanca del tono50 kΩ, escala numerada2 triodosmicroamperímetro 50 µA
El electropsicómetro de Mathison, muy simplificado: en la patente el puente lo forman los dos triodos. La novedad es la palanca sobre una escala numerada, que según el texto indica el «nivel de tono» del paciente.

Es el circuito de 1928 dentro de una caja, con un nombre nuevo en el mando. Los electrodos son esponjas de tejido metálico; las latas llegan poco después, por sugerencia de otra persona.

1966: la patente de Hubbard

La patente se titula Dispositivo para medir e indicar cambios en la resistencia de un cuerpo vivo. Las válvulas pasan a ser tres transistores, la alimentación dos pilas, y el mando recibe una calibración en ohmios: 5.000 ohmios en la posición 2, 12.500 en la posición 3.

1966pilas1,5 V y 6 Vfija22 kΩfija6,8 kΩcuerpolatas en la manobrazo de tono5 kΩ = 2 · 12,5 kΩ = 33 transistoresinstrumento 100 µA
Patente US 3,290,589, simplificada. Respecto a 1951 cambian el amplificador y la calibración del brazo de tono. La aguja tiene un punto de reposo a un tercio de la escala.

El propio Hubbard, en el manual de 1952, no reivindica la medición:

«La medición del pensamiento con un instrumento no es nueva; lo nuevo es la comprensión y la exactitud de la medición.»

«The measurement of thought with a meter is not new; the understanding and accuracy of measurement is new.» — Electropsychometric Auditing, 1952.

1996: el defecto de 1930, resuelto

Queda el problema de Davis: con el brazo de tono bajo, la misma reacción produce un movimiento de aguja grande; con el brazo alto, uno pequeño, y el operador tiene que retocar la sensibilidad a mano. La patente US 6,011,992, solicitada en 1996, lo cierra con un circuito que lee la posición del brazo de tono y ajusta por sí solo la ganancia. La reivindicación dice:

«…ajustar la ganancia del circuito amplificador según una relación predeterminada, de modo que para un cambio de resistencia medido se genere una respuesta de amplitud prácticamente constante.»

«…adjusting the gain of said amplifier circuit according to a predetermined ratio such that a generally constant amplitude response is generated for a measured change in resistance.» — patente US 6,011,992.

1996pilafijafijacuerpolatas en la manobrazo de tono5 kΩ = 2 · 12,5 kΩ = 3amplificadorinstrumento
Patente US 6,011,992. La flecha discontinua es la novedad: el brazo de tono gobierna la ganancia del amplificador. Sesenta y seis años después de la objeción de Davis.

Cómo cambia cada pieza

Cuerpo
cilindros de níquel en la mano (1907)→placas, cubetas de agua salada→electrodos de zinc (1922)→esponjas metálicas (1951)→latas
Fuente
2,4 V (1907)→0,67 V (1911)→2 V (1922)→1,5 V (1925)→pilas de 1,5 y 6 V (1966)
Indicador
punto de luz sobre una escala→aguja de cero central (1928)→microamperímetro 50 µA (1951)→100 µA con punto de reposo (1966)
Equilibrado
no hay (1907)→cursor sobre hilo (1912)→caja de décadas (1922)→bobina calibrada en serie (1928–38)→palanca del tono (1951)→brazo de tono en ohmios (1966)
Sensibilidad
shunt (1907)→válvula (1928)→dos triodos (1951)→tres transistores (1966)→ganancia automática (1996)

Lo mismo

Pon en fila las cifras declaradas por los autores, y el cuadro es este.

AñoQuiénTensiónCorriente en el cuerpoResistencia leída
1907Veraguth2,4 Vno indicadasolo milímetros
1911Wells y Forbes0,67 V95–114 µA5.000–35.000 Ω
1922Whately Smith2 Vno indicadasolo milímetros
1925Wechsler, versión comercial1,5 Vno indicadaleída en el puente
1936revisión de Ruckmick—40–100 µA—
1966patente de Hubbard1,5 y 6 Vno indicada5.000 Ω = 2 · 12.500 Ω = 3
2004patente del modelo digital—no más de 50 µAen ohmios, calculada

Una o dos pilas. Unas decenas de microamperios de una mano a la otra. Una piel que vale entre cinco mil y unas decenas de miles de ohmios, y que durante un par de segundos vale un poco menos cuando a la persona le ocurre algo. Jung lo veía como un punto de luz que se deslizaba por una escala de celuloide; quien usa un E-metro lo ve como una aguja que cae. Es la misma magnitud física, medida del mismo modo, con el mismo orden de corriente.

Lo que noventa años han añadido es comodidad de lectura: una manera de volver a cero, un número para el nivel, una aguja robusta en lugar de un espejo y, al final, un circuito que mantiene constante la amplitud.

Qué es seguro y qué no

Leído en las figuras y los textos originales: los esquemas de 1908, 1912, 1922, 1928 y 1938; las tensiones de Veraguth, Wells y Forbes, Whately Smith; los valores de las dos patentes; todas las citas.

Reconstruido o simplificado: el esquema de 1907 (Veraguth y Jung solo lo describen con palabras); los esquemas de 1951, 1966 y 1996, reducidos a la forma de puente para poder compararlos.

De segunda mano: la tensión del instrumento comercial de Wechsler y las corrientes de Ruckmick proceden de revisiones de 1935–36, no de los artículos originales.

No encontrado: un esquema impreso de Waller, que sin embargo usaba el puente desde 1918; el artículo original de Wechsler de 1925 (la figura se conoce por una reproducción de 1933).

Fuentes

Veraguth, Monatsschrift für Psychiatrie und Neurologie 21, 1907 · Jung, Journal of Abnormal Psychology 1, 1907 · Peterson y Jung, Brain 30, 1907 · Sidis y Kalmus, Psychological Review 15, 1908 · Wells y Forbes, Archives of Psychology 16, 1911 · Gregor y Loewe, Zeitschrift für die gesamte Neurologie und Psychiatrie 12, 1912 · Whately Smith, The Measurement of Emotion, 1922 · Jeffress, Journal of Experimental Psychology 11, 1928 · Bellingham, Langford Smith y Martin, Australasian Journal of Psychology and Philosophy 6, 1928 · Davis, Archives of Psychology 115, 1930 · Ruckmick, The Psychology of Feeling and Emotion, 1936 · Woodworth, Experimental Psychology, 1938 · patentes US 2,684,670 (Mathison), US 3,290,589 (Hubbard), US 6,011,992.

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