NEUROVISCERAL COUPLING DURING EMOTIONAL RESPONDING IN MAN

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Assessment of defensive behavior in the cardiovascular system is based on the presentation of an intense aversive unexpected stimulus that prompts a specific phasic cardiovascular reactivity pattern (usually HR and arterial BP reactivity) coined as the cardiac defense response (CDR). The CDR indexes activity of the defensive motivational system and behavioral coping programs. Using the CDR as a model of defensive behavior, the aim was to analyze putative contribution of brain oscillations into central mechanisms of enhanced cardiovascular stress reactivity in arterial hypertension patients. To address this issue the CDR was elicited in controls (n=19) and naive unmedicated hypertensives (n=17). Heart rate (HR) and arterial blood pressure (BP), based on the beat-by-beat technology (Finometer®) along with 64-channel EEG were simultaneously recorded while the 3 CDR were sequentially evoked. As for the neurophysiological analysis of the CDR’s time-course the event-related synchronization/desynchronization (ERD/ERS) of EEG in different frequency bands was calculated throughout the all recorded CDRs. It was revealed that long-latency BP increases in hypertensives were marked by lack of the alpha-2 (10-12 Hz) ERS over the central and centro-parietal cortex bilaterally. On the contrary, the controls manifested alpha-2 ERS over these regions which was concomitant to the lowered long-latency BP reactivity. High frequency brain alpha oscillations of the centro-parietal cortex are involved into the top-down inhibitory control of BP stress reactivity, and arterial hypertension may be associated with the deficiency of this mechanism.

References

  1. Афтанас Л.И. Эмоциональное пространство человека / Л.И. Афтанас. – Новосибирск: Изд-во СО РАМН, 2000. – 126 c.
  2. Индивидуальная вариабельность сердечно-сосудистой реактивности при реализации защитного кардиорефлекса у человека / Л.И. Афтанас [и др.] // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. – 2008. – Т. 94, №2. – С. 163-173.
  3. Гилинский М.А. Определение катехоламинов, серотонина и 5-гидрок-сииндолуксусной кислоты в одной пробе крови / М.А. Гилинский, Т.Е. Латышева, Л.П. Семенова // Клинич. лаб. диагностика. – 2007. – № 6. – C. 25-28.
  4. Time-dependent cortical asymmetries induced by emotional arousal: EEG analysis of event-related synchronization and desynchronization in individually defined frequency bands / L.I. Aftanas [et al.] // Int. J. Psychophysiol. – 2002. – Vol. 44, №1. – Р. 67-82.
  5. Chida Y. Greater cardiovascular responses to laboratory mental stress are associated with poor subsequent cardiovascular risk status: a meta-analysis of prospective evidence / Y. Chida, A. Steptoe // Hypertension. – 2010. – Vol. 55, №4. – Р. 1026-1032.
  6. Cook E.W. Differentiating orienting, startle, and defense response: the role of affect and its implications for psychopathology / E.W. Cook, G. Turpin // Attention and Orienting / еds.: P.J. Lang, R.F. Simons, M.T. Balaban. – Hillsdale: Erlbaum, NJ, 1997.
  7. Psychophysiological correlates of chronic worry: cued versus non-cued fear reaction / L.C. Delgado [et al.] // International Journal of Psychophysiology. – 2009. – Vol. 74, №3. – Р. 280-287.
  8. Frijda N.H. Impulsive action and motivation / N.H. Frijda // Biol Psychol. – 2010. – Vol. 84, №3. – Р. 570-579.
  9. Gray J. A. The neuropsychology of anxiety: an enquiry into the functions of the septo-hippocampal system / J.A. Gray, N. McNaughton. – 2nd ed. – Oxford: Oxford University Press, 2000.
  10. Klimesch W. EEG alpha oscillations: the inhibition-timing hypothesis / W. Klimesch, P. Sauseng, S. Hanslmayr // Brain Res Rev. – 2007. – Vol. 53, №1. – Р. 63-88.
  11. Kryter K.D. The Effect of Noise in Man / K.D. Kryter. – London: Academic Press, 1970.
  12. The rebirth of neuroscience in psychosomatic medicine. Рart I: Нistorical context, methods and relevant basic science / R.D. Lane [et al.] // Psychosom. Med. – 2009. – Vol. 71. – Р. 117-134.
  13. The rebirth of neuroscience in psychosomatic medicine. Рart II: Сlinical applications and implications for research / R.D. Lane [et al.] // Psychosom. Med. – 2009. – Vol. 71. – Р. 135-151.
  14. Lang P.J. Emotion and the motivational brain / P.J. Lang, M.M. Bradley // Biol Psychol. – 2009.
  15. Lazarus R.S. Stress, appraisal, and coping / R.S. Lazarus, S. Folkman. – New York: Springer, 1984.
  16. Cardiac defense response as a predictor of fear learning / R. López [et al.] // International Journal of Psychophysiology. – 2009. – Vol. 74, №3. – Р. 229-235.
  17. Lovallo W.R. Psychophysiological reactivity: mechanisms and pathways to cardiovascular disease / W.R. Lovallo, W. Gerin // Psychosom. Med. – 2003. – Vol. 65. – Р. 36-45.
  18. Individual differences associated with cardiac defence response: psychophysiological and personality variables / M.N.P. Marfil [et al.] // Psychology in Spain. – 1999. – Vol. 3, №1. – Р. 54-62.
  19. McEwen B.S. Central role of the brain in stress and adaptation: links to socioeconomic status, health, and disease / B.S. McEwen, P.J. Gianaros // Ann N Y Acad Sci. – 2010. – Vol. 1186. – Р. 190-222.
  20. McNaughton N. A two-dimensional neuropsychology of defense: fear/anxiety and defensive distance / N. McNaughton , Ph.J. Corr // Neurosci. Biobehav. Rev. – 2004. – Vol. 28. – Р. 285-305.
  21. Newton T.L. Cardiovascular functioning, personality, and social world the domain of hierarchical power / T.L. Newton // Neurosci. Biobehav. Rev. – 2009. – Vol. 33. – Р. 145-159.
  22. Obrist P.A. Cardiovascular Psychophysiolo-gy: A Perspective / P.A. Obrist. – New York: Plenum Press, NY, 1981.
  23. Patel P.V. The morning blood pressure surge: therapeutic implications / P.V. Patel, J.L. Wong, R. Arora // J. Clin. Hypertens (Greenwich). – 2008. – Vol. 10, №2. – Р. 140-145.
  24. Pfurtscheller G. Event-related synchronization (ERS) in the alpha band--an electrophysiological correlate of cortical idling: a review / G. Pfurtscheller, A. Stancák Jr, C. Neuper // Int J Psychophysiol. – 1996. – Vol. 24, №1-2. – Р. 39-46.
  25. Differentiation between protective reflexes: cardiac defense and startle / I. Ramírez [et al.] // Psychophysiology. – 2005. – Vol. 42. – Р. 732-739.
  26. Ray W.J. EEG activity during cognitive processing: influence of attentional factors / W.J. Ray, H.W. Cole // Int J Psychophysiol. – 1985. – Vol. 3, №1. – Р.43-48.
  27. Reyes del Paso G. Physiological significance of the defense response to intense auditory stimulation: a pharmacological blockade study / G. Reyes del Paso, J. Vila, A. García // International Journal of Psychophysiolo-gy. – 1994. – Vol. 17. – Р. 181-187.
  28. The effect of content and physical properties of affective pictures on emotional responses / J.P. Sánchez-Navarro [et al.] // Span J Psychol. – 2006. – Vol. 9, №2. – Р. 145-153.
  29. Individual differences in cardiovascular response to social challenge / A. Sgoifo [et al.] // Neurosci Biobehav Rev. – 2005. – Vol. 29, №1. – Р. 59-66.
  30. Sridharan D. A critical role for the right fronto-insular cortex in switching bet-ween central-executive and default-mode networks / D. Sridharan, D.J. Levitin, V. Menon // Proc Natl Acad Sci USA. – 2008. – Vol. 105, №34. – Р.12569-12574.
  31. Thayer J.F. The role of vagal function in the risk for cardiovascular disease and mortality / J.F. Thayer, R.D. Lane // Biol. Psychol. – 2007. – Vol. 74. – Р. 224-242.
  32. Thayer J.F. Claude Bernard and the heart-brain connection: further elaboration of a model of neurovisceral integration / J.F. Thayer, R.D. Lane // Neurosci. Biobehav. Rev. – 2009. – Vol. 33. – Р. 81-88.
  33. Turpin G. Effects of stimulus intensity, rise time, and duration on autonomic and behavioral responding: Implication for the differentiation of orienting, startle, and defense responses / G. Turpin, F. Schaefer, W. Boucsein // Psychophysio-logy. – 1999. – Vol. 36. – Р. 453-463.
  34. Vera M.N. Cardiovascular effects of traffic noise: the role of negative self-statements / M.N. Vera, J. Vila, J.F. Godoy // Psychological Medicine. – 1994. – Vol. 24. – Р. 817-827.
  35. Cardiac defense: from attention to action / J. Vila [et al.] // International Journal of Psychophysiology. – 2007. – Vol. 66, №3. – Р. 169-182.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2012 Aftanas L.I., Brack I.V., Makhnev V.P.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».