Was ist die zentrale Hypothese/das Ziel des Papers?
„Heart Rate Variability (HRV) analysis is emerging as an objective measure of regulated emotional responding. […]
This review provides a theoretical and empirical rationale for the use of HRV as an index of individual differences in regulated emotional responding. […]
HRV is an accessible research tool that can increase the understanding of emotion in social and psychopathological processes.“
Was gehört zur Physiologie des Herzschlags?
- Zentrales Autonomes Netzwerk CAN
- Autonomes Nervensystem ANS
- Sinuatrial-Knoten (Sinuatrial Node; Sinusknoten) SN
- Sympathisches NS – Aktivation des SN, schnellerer Herzschlag SNS+
- Parasympathisches NS – Inhibition des SN, langsamerer Herzschlag PNS-
- Messung von „Interbeat-Intervals“ IBI
- SNS+ … ist ein eher langsamer Effekt, gesteuert durch Norepinephrin
- PNS- … Ist ein eher schneller Effekt, gesteuert durch Acetylcholin
- Atemsynchrone Schwankung der Herzfrequenz: Respiratorische Sinusarrhythmie RSI
- Bestandteile des CAN sowie Afferenzen und Efferenzen
Fazit: „Therefore, HRV reflects the moment-to-moment output of the CAN and, by proxa, an individual‘s capacity to generate physiological responses in the context of emotional expression.“
Wie lässt sich der Herzschlag messen und berechnen?
Diagnose der „interbeat-intervalls“ (IBI) durch Elektrokardiogramm (EKG) –> es folgen drei Arten von Berechnungen:
1. Geometrisch-graphische Analysen – veraltet aufgrund einiger Schwächen
2. Statistische Analysen (einschließlich SDs, Differenzen und Häufigkeiten)
3. Häufigkeitsbasierte Analysen, bei denen mittels Fourieranalysen das Signal in seine elementaren Bestandteile zerlegt wird
Was sind die Ergebnisse von Fourieranalysen?
- Erster Signalbestandteil: hochfrequentes (hf) Signal (.15 - .40 hz, also etwa 6 Mal bis minimal 2,5 Mal/s) – geht zurück auf atmungssynchrone Bestandteile des Herzschlags
- Von einem anderen Signalbestandteil ist immerhin sicher, dass er niederfrequent (nf) ist (.04 - .15 hz, also zwischen etwa 25 und minimal 6 mal/s)
- Nicht ganz klar, ob zweites Signal durch sympathisches oder das parasympathisches Nervensystem determiniert ist; Lehrbuchmeinung: nf-Signal repräsentiert die Aktivität des Vagusnerven / der Vagusgruppe, und zwar dessen parasympathische Komponente.
- Die Relation zwischen hf- und nf-Signal gilt als Indikator der „sympathovagalen Balance“ – ob also der Herzschlag eher sympathisch oder parasympathisch gesteuert ist (hier nachweislich individuelle Unterschiede)
Was ist die polyvagale Theorie nach Porge (1997; 2001)?
Prämisse:
HRV wurde durch evolutionäre Mechanismen geformt und stellt Anpassungsleistung dar. Hierbei entstand in drei Stadien das ANS:
Stadium 1:
Dorsal-vagaler Komplex: Langsamer, nicht-myellinisierter Vagus-Nerv unterstützt plötzliches „Einfrieren“ des Organismus im Falle einer
Bedrohung –> Senkung der Herzschlagrate
Stadium 2:
Entstehung eines sympathischen NS ermöglichte nachfolgend rasches Aktivieren von Ressourcen (fight-or-flight-Komplex)
Stadium 3:
Ventraler vagaler Komplex entstand zuletzt –> ein schneller, myellinisierter der eine sehr rasche inhibitorische Wirkung auf den Sinuatrial-Knoten (Sinusknoten) entfaltet
- Diese ventralen Vagusnerven (Nervengeflecht, nach Porge) innerviert auch Gesicht, und steuern vmtl. mimischen Ausdruck, Kopfbewegungen, Vokalisation, Hören und andere sozial relevante Aktivitäten
- Bes. Entwicklungsstufe 3 – ventraler vagaler Komplex, der große Teile des Körpers durchzieht (insbes. auch Eingeweide, mit afferenten Nervenleitungen zu Gesicht und Kopf – ermöglicht nun effektive/zeitnahe Regulation emotionaler Prozesse, die mit sozialem Verhalten auftreten
- Dieses schnelle Reaktionssystem ist speziell wegen der hohen Dynamik sozialer Interaktionsprozesse notwendig / von Vorteil
- Stützende Befunde: Hinweise, dass Atemfrequenz sich erhöht, wenn Intensität der ventral- vagalen Aktivität steigt, und auch wieder absinkt, wenn Aktivität nachlässt
Was ist das Modell der neuroviszeralen Integration von Thayer (z.B. Thayer & Lane, 2000)?
- Emotionale Zustände –> Produkt einzelner Systembestandteile (auf niedrigeren Ebene), die anhand von Kontrollparametern adjustiert werden
- Zwei Kontrollparameter sind Valenz und Arousal (Erregungsniveau)
- CAN fungiert als neurophysiologische Kommandozentrale und leitet kognitive, behaviorale und physiologische Prozesse an
- Dies geschieht (vorwiegend) durch inhibitorische Prozesse, auf sympathischem & parasympathischen Weg
- Inhibition findet innerhalb des Gehirns auf synaptischem Weg statt, sowie vagal (i.e., vermittelt durch Vagusgruppe) in der Peripherie
- Innerhalb dieser Perspektive ist die HRV der „verlängerte Arm“ des CAN und ermöglicht dem ZNS, im ganzen Körper emotionale Reaktionen auf Anforderungen höchst präzise zu steuern
Was sind Gemeinsamkeiten der Theorien?
- Parasympathischem System kommt zentrale Rolle bei emotionaler Inhibition oder Regulation zu
- Dies geschieht in beiden Modellen anhand inhibitorischer Prozesse, die das autonome Erregungsniveau (herunter-) regulieren können
- Daher ist HRV ein sehr informatives Maß: Gibt Auskunft darüber, ob Individuum die gegebenen Umweltanforderungen verarbeitet / verarbeiten kann
Was sind Unterschiede zwischen den Theorien?
- Theorie der neuroviszeralen Integration (TNI) sieht Interaktion zwischen höheren Gehirnfunktionen und ANS vor; bei der polyvagalen Theorie (PVT) nicht
- TNI: vorwiegend Forschung zu affektiven Funktionsstörungen
- PVT: vorwiegend Forschung zu sozialen und entwicklungsbezogenen Prozessen
Was sind Beispiele für die Forschung zur HRV?
- Reihe von Studien zu HRV-Mustern und Coping, bes. Coping bei negativen Emotionen –> hier schneiden Personen mit höherer respiratorischer Sinus-Arrhythmie besser ab in Bezug auf selbstberichtete Coping-Strategien
- Gilt für Studierende & Kinder, die stressreichen Film sehen: hier erleben Kinder mit höherer HRV subjektiv (im Selbstbericht) weniger Stress
- Gleiches gilt für soziale Kompetenz bei Kindern —> fällt höher aus für Kinder mit höherer HRV
- Generell scheint ein geringerer parasympathischer Anteil an der HRV ungünstig zu sein; vermutlich haben solche Personen mehr Furcht und neigen zu vermeidenden Coping-Strategien –> entspr. Befunde für Personen mit Angst- und Panikstörungen
Auf medizinischem Niveau:
* Personen mit geringerer HRV –> erhöhte Risiken in Bezug auf Herz-Erkrankungen
* Sportliche Aktivitäten –> Erhöhungen der HRV
Was waren die Fragen der Studie von Uhlig et al. (2020)?
- Wie werden HRV-Studien in der Forschungspraxis durchgeführt?
- In welchem Ausmaß werden TFRs (1996) in der Forschungslandschaft berücksichtigt?
- Welche Empfehlungen können aus diesen Erkenntnissen in Bezug auf Durchführung, Auswertung und Interpretation von HRV-Erhebungen abgeleitet werden?
- Schon wiederholter Versuch, Normwerte für Kurzzeitmessungen zu extrahieren: nur 44 von 3,141 Studien für dieses Projekt geeignet
- Existierende TFRs (Task Force Recommendations) sind
- …hilfreich (z.B. Analyseintervall, EKG)
- …mitunter unkonkret (z.B. Atmung, weitere Einflussfaktoren)
- …teilweise unvollständig (z.B. Interpretation der HRV-Parameter)
- Fazit: Quantifizierung des methodischen Status quo bislang nicht vorhanden
Was wurde in der Studie gemacht, um einheitlichen Standards näher zu kommen?
- Wir haben erstmalig systematischen, umfassenden Überblick erstellt, wie HRV-Messungen in der Praxis durchgeführt werden
- Richtlinien zur Erhebung, Auswertung und Interpretation von HRV-Studien bedürfen Aktualisierung, Erweiterung und weitaus größeren Verbreitung
- Für Studien im psychologischen Kontext haben wir eine Checkliste für Psycholog/-innen zusammengestellt
- Möglicherweise unterstützt dies die zukünftige Generierung und Etablierung von Normwerten Erst dann Analysen von individuellen Unterschieden in Bezug auf TRAIT-Maße möglich
- Bisherige Reliabilitäten der Messungen so gering, dass valide Erfassung von TRAIT-Maßen nicht möglich ist; STATE-Einflüsse sehr gut messbar
- HRV –> vielversprechendes Instrument zur Diagnose individueller Unterschiede in der Regulation von (im weitesten Sinne) emotionalen Anforderungen
- Hierzu zwei Theorien, die sich gut ergänzen, da eine evolutions- psychologischen, die andere systemisch-dynamischen Schwerpunkt setzt
- Hypothesen, die aus beiden Ansätzen ableitbar sind, haben recht gute (wenn auch keine brillante) Bestätigung gefunden – so dass weitere Forschung nötig ist
- HRV kann auch „ambulant“ (über lange Zeiträume) relativ leicht erhoben werden –> vielfältige Anwendungsmöglichkeiten
- Anwendungen in frühkindlicher Entwicklung, in Schmerzwahrnehmung und Schmerzmanagement, in Emotionsregulation, der Verarbeitung von Stress uvm. Denkbar –> hierzu einheitliche methodische Standards notwendig
