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이 현상에 대한 연구의 대부분은 인간을 대상으로 했으나 다른 포유동물에서도 증명되었다. 정신전류반사는 여러 가지 방법에 의해 입증될 수 있으나 대부분의 경우 1888년 프랑스의 물리학자 C. S. 페레에 의해 창안된 방법에 약간의 수정·개량을 가한 방법을 사용한다.

이러한 방법에 의해 정신전류반사는 발바닥이나 손바닥의 전기전도도(electric conductance)의 증가, 즉 전기저항의 감소로 나타난다. 실제 실험에 있어서 인체는 일종의 평형을 이룬 전기회로의 일부분이 된다.

약한 전류의 흐름에 대한 인체의 저항이 감소하게 되면 전기회로의 평형이 깨어지게 되어 검류계 편향(deflection)으로 나타난다. 또한 정확한 저항의 변화량도 계산될 수 있다. 이러한 반응은 상해에 대한 협박이나 바늘로 찌르는 것과 같은 자극을 가한 지 약 2초 후에 발생하고 2~10초 후 최고에 이르게 되며 비슷한 속도로 없어진다. 정신전류반사는 자율신경계인 교감신경계에 의해 일어나며 응급 상황에서 개체가 올바르게 대처하기 위한 전체적인 각성 또는 활성화를 위한 생리적 반응의 일부로서 일어난다. 또한 대뇌의 전운동피질(premotor cerebral cortex)이 정신전류반사를 일으키는 것으로 추정되며, 1936년에는 정신전류반사가 체위 메커니즘(postural mechanism)의 활성화를 돕는다는 사실이 밝혀졌다. 정신전류반사가 교감신경절후섬유(postganglionic sympathetic fibre)에 의한 땀샘의 활성화와 관계가 있다고 생각되었으나 실제로는 분비된 땀이 전도체(electrolytic conductor)로 작용하여 피부의 전기저항 감소를 일으키지못한다는 사실이 밝혀졌다.

정신전류반사는 어떠한 생리적 반응보다도 민감한 감정 변화의 지표로서 감정 또는 감정학습에 대한 연구에서 중요한 역할을 담당해왔다. 정신전류반사가 단어연상검사나 면접 등과 같이 사용될 경우 복잡한 정서적 감수성을 밝히는 데 큰 도움이 된다. 언제 정신전류반사가 일어나는가를 관찰함으로써 연구자는 어떤 자극이 감정적 동요를 유발하는지 추정할 수 있다.

생체 피드백(biofeedback) 훈련으로 어느 정도의 통제를 습득할 수 있긴 하지만 정신전류반사는 기본적으로 무의식적인 반응이다. 감정 변화시의 정신전류반사는 혈압·맥박·호흡 등과 함께 거짓말 탐지기의 지표의 하나로서 이용되어왔다. 경미한 통증이 빛이나 소리와 같은 중성자극과 동반될 경우, 중성자극은 정신전류반사를 일으킬 수 있다. 이와 같은 조건화를 통해서 정신전류반사는 인간의 학습과정을 연구하는 데 유용한 지표가 될 수 있다.