Reactividad Cardiaca ante Evocación de Eventos Estresantes en Población Universitaria / Cardiac Reactivity to Evocation of Stressful Events in a University Population

Resumen La variabilidad de la frecuencia cardiaca (VFC) se utiliza como una señal fisiológica para evaluar la reactividad psicofisiológica al estrés. El análisis en el dominio de la frecuencia de esta señal se ha usado para describir el papel del sistema nervioso autónomo en los procesos de adaptación al estrés. Sin embargo, el uso de medidas de tendencia central para reportar los resultados de distintas poblaciones desestima las diferencias individuales en la reacción frente al estrés. El objetivo de esta investigación fue caracterizar la reactividad cardiaca ante la evocación de eventos estresantes en población universitaria. Participaron 94 estudiantes de nuevo ingreso a la carrera de psicología, de dos universidades de México. Los resultados indican un decremento consistente en la banda de alta frecuencia ante la evocación de eventos estresantes, en comparación con la banda de baja frecuencia. La caracterización de la respuesta autonómica al estrés presenta dos subgrupos acoplados (co-activación y co-inhibición); y uno desacoplado. Nuestros hallazgos, ratifican la viabilidad de la banda de frecuencia alta de la VFC como un indicador estable de reactividad al estrés, y resaltan la importancia de las diferencias específicas de la actividad autonómica en la caracterización de la respuesta fisiológica al estrés.

Abstract Heart rate variability (HRV) is used as a reliable physiological signal to assess psychophysiological reactivity to stress. Frequency-domain mathematical analysis of the HRV signal provides metrics that are associated with the performance of the autonomic nervous system. However, the use of measures of central tendency to report global results in different populations underestimates individual differences in the way people react to stress and the clinical importance of this response. The objective of this research was to characterize cardiac reactivity to the evocation of stressful events in a university population. The participants were 94 new psychology students from two universities in Mexico. A psychophysiological stress assessment was performed to estimate cardiac reactivity; the evaluation consisted of the following conditions: 1) Baseline; 2) Evocation of stress; and 3) Recovery. The participants were sitting with their eyes closed and without moving during every single one of the conditions. Four subgroups were created depending on the type of cardiac reactivity to stress. The results indicate a significant consistent decrease in the high-frequency band when evoking stressful events, compared to the low-frequency band. Similar responses were observed between the low-frequency band and the high-frequency band in 60.6% of the cases, suggesting that the antagonistic autonomic balance between the two divisions of the ANS was scarce. According to the autonomic space model and the type of stress reactivity of each student, there were two subgroups characterized by co-activation and co-inhibition modes; and one subgroup characterized by uncoupled response mode. Our findings confirm the viability of the high-frequency band of HRV as a stable indicator of stress reactivity. Likewise, evidence is generated in favor of using evocative stress stimuli to assess physiological reactivity like more personal stressors. Lastly, the importance of specific differences in autonomic activity to characterize the physiological response to stress and its possible clinical utility to propose interventions and select techniques that most effectively benefit vulnerable populations are highlighted.

Characterization of the Mu rhythm during the sleep of children with autism spectrum disorder level 1 / Caracterización del ritmo Mu en el sueño de niños con el trastorno del espectro autista (TEA) nivel 1

Abstract: Introduction: Autistic spectrum disorder (ASD) is characterized by difficulties in communication and social interaction. The theory of mind (TM) links social deficiencies in ASD with a difficulty in representing the mental states of other people. The Mu rhythm (8-13Hz) has been studied as an expression of the possible neuronal basis of TM. In ASD, the physiological reactivity of the Mu rhythm to motor events is affected. During sleep, there are also phenomena related to sensorimotor processing. Objective: To characterize the Mu rhythm in the sleep of children with level 1 ASD, ages six to 10, and compare it with control children paired by age and sex. Method: Polysomnographic records for two consecutive nights. The record of the second night was analyzed visually (the first was considered habituation) to identify and select Mu rhythm segments throughout the night. The extracted segments were analyzed using the fast Fourier transform and subsequently with t tests on the data of C3 and C4. Results: A significant difference was found in the power spectrums of C3 and C4t (1, 144) = 3.038, p = .003 and t (1, 144) = -2.301, p = .023, respectively. Discussion and conclusion: The results of this study are consistent with the morphological and topographic characteristics found in studies conducted during wakefulness. The results suggest that the Mu rhythm is caused intrinsically, without external sensory stimulation, and that there is a difference in this generation in the population with ASD.

Resumen: Introducción: El trastorno del espectro autista (TEA) se caracteriza por dificultades en la comunicación e interacción social. La teoría de la mente (TM) vincula las deficiencias sociales en el TEA con una dificultad para representar los estados mentales de otros. El ritmo Mu (8-13Hz) se ha estudiado como expresión del posible fundamento neuronal de la TM. En el TEA, la reactividad fisiológica del ritmo Mu a eventos motores se ve afectada. Durante el sueño también hay fenómenos relacionados con el procesamiento sensomotor. Objetivo: Caracterizar el ritmo Mu en el sueño de niños con TEA nivel 1, en edades de seis a 10 años, y compararlo con niños control pareados por edad y sexo Método: Registros polisomnográficos durante dos noches consecutivas. Se analizó visualmente el registro de la segunda noche (la primera se consideró de habituación) para identificar y seleccionar segmentos de ritmo Mu a lo largo de ella. Los segmentos extraídos fueron analizados por medio de la transformada rápida de Fourier y posteriormente con pruebas t sobre los datos de C3 y C4 Resultados: Se encontró una diferencia significativa en los espectros de potencia de C3 and C4t (1, 144) = 3.038, p = .003 y t (1, 144) = -2.301, p = .023, respectivamente. Discusión y conclusión: Los resultados de este estudio son consistentes con características morfológicas y topográficas encontradas en estudios hechos durante la vigilia. Los resultados sugieren que el ritmo Mu se estaría generando de manera intrínseca, sin estimulación sensorial externa, y que existe una diferencia en esta generación en población con TEA.

Detection of electroencephalographic, electromyographic, and cardiac variations during wake-sleep transition through change point analysis / Detección de variaciones electroencefalográficas, electromiográficas y cardiacas durante la transición vigilia-sueño por medio del análisis de punto de cambio

Abstract: Introduction: Wake-sleep transition is a continuous, gradual process of change. Most studies evaluating electroencephalogram spectral power during this transition have used variance analysis (ANOVA). However, using this type of analysis does not allow one to detect specific changes in the statistical properties of a time series. Objective: To determine whether change point analysis (CPA) makes it possible to identify and characterize electroencephalographic, electromyographic, and cardiac changes during the wake-sleep transition through a cross-sectional study. Method: The study included 18 healthy volunteers (12 women and six men), from which polysomnography data were obtained during a two-minute transition. Heart rate, respiratory sinus arrhythmia, electroencephalogram spectral power, as well as electromyographic median and mean frequency and electromyographic root mean square were calculated in five-second segments. These segments were analyzed using repeated measures ANOVA, and CPA focused individually and for the group as a whole. Results: Repeated measures ANOVA and CPA by group found decreased levels of alpha and beta power and beta/delta index during wakefulness, and increased theta and delta power levels during sleep. CPA by individual found that only alpha power changed in all participants and failed to identify a specific moment when all the variables studied changed simultaneously. Discussion and conclusion: We consider that CPA provides additional information to statistical analyses such as ANOVA for the specific location of physiological changes during sleep-wake transition.

Resumen: Introducción: La transición vigilia-sueño es un proceso de cambio continuo y gradual. Los estudios que han evaluado el poder espectral del electroencefalograma (EEG) durante esta transición han usado principalmente el análisis de varianza (ANOVA). Sin embargo, con este tipo de análisis no se pueden ubicar con precisión los cambios en las propiedades estadísticas de series de tiempo. Objetivo: Evaluar si el análisis de punto de cambio (APC) permite identificar y caracterizar cambios electroencefalográficos, electromiográficos y cardiacos durante la transición vigilia-sueño mediante un estudio transversal descriptivo. Método: Participaron 18 voluntarios sanos (12 mujeres y seis hombres) a los cuales se les realizó una polisomnografía para determinar un periodo de transición de dos minutos. En segmentos de cinco segundos se calcularon la frecuencia cardiaca, arritmia del sinus respiratorio, frecuencia mediana y media cuadrática del electromiograma y poder espectral del EEG. Estos segmentos se analizaron con ANOVA de medidas repetidas y con el APC que se aplicó de forma grupal e individual. Resultados: Con el ANOVA de medidas repetidas y el APC grupal se encontraron disminución de la potencia alfa, beta e índice beta/delta durante la vigilia e incrementos de theta y delta durante el sueño. Con el APC individual no se identificó un momento específico en el que todas las variables estudiadas cambiaran simultáneamente; además, se encontró que sólo la potencia alfa cambió en todos los participantes. Discusión y conclusión: El APC aportó información adicional al ANOVA ya que permitió conocer la ubicación específica de los cambios en las variables fisiológicas estudiadas durante la transición vigilia-sueño.