Abstract

Die Interpretation von Untersuchungsergebnissen zum Einfluss psychischer Belastungen auf peripher-physiologische Beanspruchungsparameter wird oftmals durch das Auftreten von orthostatischen Varianzen, unterschiedlichen Atemmustern oder metabolischen Veränderungen aufgrund verschiedener muskulärer Beanspruchungen erschwert. Dennoch erscheint insbesondere die Herzratenvariabilität wegen ihrer einfachen und relativ robusten Erfassung sowie der Möglichkeit eines differenzierten Einblicks in autonome Regelprozesse für die Abschätzung psychischer Beanspruchungen sehr attraktiv. So fanden sich insbesondere für die Leistung im mittleren HRV-Frequenzband (LF-Power) konsistente Abnahmen unter geistiger Anstrengung. Allerdings stellten Garde und Mitarbeiter (2002) bei ihrer Versuchsanordnung fest, dass eine geistig herausfordernde Aufgabe (Farb-Wort-Inkongruenztest nach Stroop) gegenüber einer Referenzaufgabe keinen zusätzliche Effekt auf die die HRV-Parameter besaß. Als Referenzaufgabe diente eine Belastung, die ausschließlich muskuläre Belastungen durch Maus- bzw. Tastaturnutzung bedeutete. Auch die Variation von Maus- oder Tatstatur hatte keine signifikanten Auswirkungen auf die HRV oder HSF. Die Autoren bezweifeln die Aussagekraft der HRV-Frequenzparameter aufgrund des über die motorische Komponente der Aufgabenstellung hinaus nur geringen Einflusses mentaler Anforderungen auf das Frequenzspektrum. Ziel der vorliegenden Untersuchung war die Überprüfung der Eignung kardiorespiratorischer Parameter und der Herzratenvariabilität für die Erfassung geistiger Beanspruchung unter Berücksichtigung von Störvariablen. Aus dem Text (geändert)

Abstract

Effects of psycho-metal load on heart rate variability measures (HRV) are often confounded by orthostatic or metabolic variances and respiration. In psycho-physiological research HRV is nevertheless attractive because of its easy, non-invasive and robust assessment. Subjects of investigation were 10 healthy volunteers (4 female, 6 male), aged between 22-32 year, who underwent a standardized test protocol, consisting of 5 minutes sitting rest (R), 5 minutes easy cognitive control task (C, writing numbers following the representation of a visual signal) and mental arithmetics (A) + 5 minutes sitting rest between each task. Heart rate (HR), HRV as well as respiratory measures (oxygen consumption (VO2), ventilation (VE), breathing rate (BR)) and motor activity (accelerometry) were assessed. The authors found significant increases of HR, VO2, VE, BR and decreases of HRV frequency measures in response to mental effort (A). Easy cognitive tasks with little increases in motor activity (C) did not lead to significant changes of metabolic and cardiac activity assessed by HR and HRV. Only BR during C is elevated compared to R. Changes in HRV are high correlated to changes in respiratory activity. The results show significant effects of mental effort on cardio-respiratory function, whereas little increases in motor activity and easy mental demands have no relevance with respect to metabolic and cardiac strain. HRV is the measure showing the strongest changes in response to mental effort, which implies a further benefit from HRV analysis. Verf.-Referat (geändert)