лияние ментального стресса на когерентность сердечного ритма и кардиореспираторное взаимодействие
Year: 2026
Type: article
Abstract: Когерентность сердечного ритма и респираторная синусовая аритмия являются взаимосвязанными физиологическими феноменами, высокий уровень которых ассоциируется со здоровьем, состоянием психологического благополучия и высокой когнитивной продуктивностью. Целью нашего исследования является оценка влияния ментального стресса на респираторную синусовую аритмию и когерентность. Двадцать три студента университета обследованы во время покоя и при выполнении арифметических вычислений в уме (пятиминутная запись электрокардиограммы (ЭКГ), определение дыхательного паттерна на основе ЭКГ. На основе полученных сигналов определяли коэффициент когерентности сердечного ритма (HRCR), пиковую частоту когерентности ритма сердца (Fpeak_RR), респираторную синусовую аритмию (РСА), пиковую частоту дыхания (Fpeak_Resp), среднюю частоту дыхания (Fmean_Resp), частоту сердечных сокращений (ЧСС). Ментальный арифметический стресс вызвал существенное повышение ЧСС и снижение РСА, что свидетельствует о повышении относительного тонуса симпатической нервной системы и снижении влияния дыхания на динамику ритма сердца. Нами не было выявлено статистически значимых изменений параметров дыхания при ментальной арифметике по сравнению с покоем, что может быть связано с отсутствием вербализации результатов вычисления испытуемыми. Ментальная арифметика не сопровождалась существенными изменениями Fpeak_RR. Исследование реакции системы регуляции ритма сердца не ментальную арифметическую нагрузку показало существенное снижение индекса когерентности сердечного ритма HRCR. Таким образом, значительная ментальная нагрузка в форме ментальной арифметики сопровождается когнитивной перегрузкой и стрессом, вследствие чего происходит активация симпатической нервной системы и подавление активности парасимпатического отдела ВНС. Наше исследование показало, что выполнение заданий ментальной арифметики вызывает снижение синхронизации сердечного ритма, что свидетельствует о значительной перестройке взаимодействия между осцилляторами системы регуляции ритма сердца. Heart rate coherence and respiratory sinus arrhythmia are interrelated physiological phenomena, high levels of which are associated with health, psychological well-being, and high cognitive performance. The aim of our study was to evaluate the impact of mental stress on respiratory sinus arrhythmia and heart rate coherence. Twenty-three university students were examined at rest and while performing mental arithmetic calculations (a five-minute electrocardiogram (ECG) recording and ECG-based respiratory pattern determination. The obtained signals were used to determine the heart rate coherence coefficient (HRCR), peak heart rate coherence frequency (Fpeak_RR), respiratory sinus arrhythmia (RSA), peak respiratory rate (Fpeak_Resp), average respiratory rate (Fmean_Resp), and heart rate (HR). Mental arithmetic stress caused a significant increase in HR and a decrease in RSA, indicating an increase in the relative tone of the sympathetic nervous system and a decrease in the influence of respiration on heart rate dynamics. We did not find statistically significant changes in respiratory parameters during mental arithmetic compared to rest, which may be due to the lack of verbalization of the calculation results by the subjects. Mental arithmetic was not accompanied by significant changes in Fpeak_RR. A study of the heart rhythm regulation system's response to mental arithmetic tasks revealed a significant decrease in the heart rhythm coherence index (HRCR). Thus, significant mental load in the form of mental arithmetic is accompanied by cognitive overload and stress, resulting in activation of the sympathetic nervous system and suppression of the parasympathetic division of the autonomic nervous system. Our study demonstrated that performing mental arithmetic tasks causes a decrease in heart rhythm synchronization, indicating a significant restructuring of the interactions between the oscillators of the heart rhythm regulation system.
Source: Vestnik psihofiziologii.
Institution: Chuvash State Pedagogical University
Language: Russian
Subfield: Cardiology and Cardiovascular Medicine
Field: Medicine
Domain: Health Sciences
Open Access status: bronze
OpenAlex ID: W7127098915