Respiratory Sinus Arrhythmia and Emotion : Effects of pictorial stimuli and state anxiety

Abstract

Respiratory sinus arrhythmia (RSA) refers to heart rate variations due to respiration, which results from parasympathetic nervous system activity mediated via the tenth cranial nerve, the vagus. Thus, the magnitude of RSA is considered as an index of cardiac vagal tone. This thesis explored RSA during emotional responding in healthy women and men. In the first two studies fear-relevant pictorial stimuli were contrasted with fear-irrelevant ones. In the third study, RSA was related to differences in subjective ratings of state anxiety.



In paper I, RSA was examined in women and men who were being shown pictures of angry and happy faces. Since prior research has indicated that emotional information may be processed even at a preattentive level, the pictures were presented both subliminally and supraliminally. The results showed that angry faces concurred with greater RSA than happy faces. Moreover, no interaction effect between exposure time and facial expression was found, indicating that the pictures induced emotional activation both subliminally and supraliminally. These results were, however, obtained for men only.



In paper II, RSA was examined in women and men who were being shown film-clips. Films containing spiders or snakes were considered as fear relevant stimuli, scenic views represented neutral stimuli, and films of dogs, puppies, cats and kittens were considered as positively valenced stimuli. RSA was found to be linearly related to the emotional valence of the films, that is, greater RSA in response to fear relevant films, and lower RSA to the positive films.



It has been suggested that fear relevant pictorial stimuli might be regarded as potential threats, rather than actual threats. Furthermore, actual threats result in fear relevant behaviour, whereas potential threats result in anxiety related behaviour. Therefore, in paper III RSA was related to subjective ratings of state anxiety. Based on median split women and men were grouped into low, and high state anxious groups. RSA was recorded while the participants were resting in a quiet and relaxed mood. Higher RSA was found in those who rated them selves higher on state anxiety than in those who rated themselves lower on state anxiety.



To summarize, increased RSA magnitude was found in response to fear- relevant stimuli, and in individuals with higher state anxiety. These findings were interpreted as indexing behavioural and motor inhibition, and increased attention.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Inom nervsystemet finns det i huvudsak två kontrollsystem: dels det somatomotoriska nervsystemet som reglerar skelettmuskulatur, dels det autonoma nervsystemet som reglerar aktivitet hos hjärta, glatt muskulatur (t.ex. blodkärl och mag-tarmkanalen) och körtlar. ?Autonom? betyder självständig och syftar till att det autonoma nervsystemet (ANS) i huvudsak inte är viljestyrt. ANS består av två huvuddelar: det sympatiska nervsystemet och det parasympatiska nervsystemet. Aktivering av det sympatiska nervsystemet resulterar bland annat i att vårt hjärta slår fortare, att blodtrycket ökar, och att vi börjar svettas. Vid aktivering av det parasympatiska nervsystemet sker det motsatta; hjärtat slår långsammare, blodtrycket minskar, och vi svettas mindre.



Inom psykofysiologin har man länge varit intresserad över relationen mellan olika emotioner och aktivitet i det autonoma nervsystemet. Emotioner beskrivs ofta som motivatorer till handlande. Till exempel kan ?rädsla? eller ?fruktan? motivera oss till flykt. Om vi upplever en situation som hotande och farlig aktiveras det sympatiska nervsystemet, vanligtvis med en deaktivering av det parasympatiska nervsystemet, vilket resulterar i hjärtat slår fortare och kraftigare, vilket i sin tur ger ökad energi till våra muskler så vi snabbt kan avlägsna oss.



I huvudsak har forskning om relationen mellan emotioner och det autonoma nervsystemet fokuserat på responser som är reglerade av det sympatiska nervsystemet (hudkonduktans) eller på responser som är reglerade av båda autonoma systemen (t.ex. hjärtfrekvens). Betydligt mindre är utforskat beträffande relationen mellan emotioner och det parasympatiska nervsystemet, vilket var syftet med denna avhandling.



Hjärtfrekvensen varierar i takt med andningen. När vi andas in slår hjärtat fortare, och när vi andas ut slår hjärtat långsammare. Detta kallas för respiratorisk sinusarytmi. Denna respons regleras av det parasympatiska nervsystemet. Genom att mäta magnituden (storleken) på variationen som är relaterad till andningen är det därför möjligt att få ett mått på den parasympatiska regleringen av hjärtat. I den här avhandlingen, som bygger på tre studier, undersöktes magnituden i respiratorisk sinusarytmi hos kvinnor och män under olika emotionella betingelser.



I den första studien fick försökspersonerna titta på diabilder av glada och arga hotfulla ansikten. Med anledning av att tidigare forskning har visat att vi kan urskilja emotionell information väldigt snabbt visades bilderna både subliminalt (så vi medveten inte hinner uppfatta dem) och supraliminalt (så vi klart och tydligt ser vad bilderna föreställer). Resultaten visade att när försöksdeltagarna tittade på arga ansikten var RSA-magnituden större än när de tittade på glada ansikten. Det visade sig också att denna skillnad mellan arga och glada ansikten fanns både när bilderna visades subliminalt och supraliminalt. Emellertid var det endast hos männen som denna skillnad i RSA fanns.



I den andra studien fick försöksdeltagarna se på tre olika videofilmer: filmer som innehöll rädslorelaterat material (spindlar och ormar); filmer som innehöll neutralt material (olika naturscener), och filmer som innehöll positivt laddat material (lekande hundar/hundvalpar och katter/kattungar). Resultaten visade att RSA-magnituden var linjärt relaterad till det emotionella innehållet i filmerna: störst magnitud gav de rädslorelaterade filmerna, lägst magnitud gav de positivt laddade filmerna. I motsats till den första studien fanns det ingen skillnad mellan män och kvinnor.



Forskare har föreslagit att hotfulla otäcka stimuli, till exempel otäcka bilder, som presenteras i en laboratoriemiljö uppfattas som potentiella (möjliga) hot snarare än som verkliga hot. Vidare anses potentiella hot ge upphov till ångestrelaterat beteende (bl.a. ökad uppmärksamhet), medan verkliga hot ger upphov till rädslorelaterat beteende. I den tredje studien undersöktes därför RSA hos kvinnor och män med olika ångestnivå. Deltagarna fick fylla i ett formulär där de dels svarade på hur mycket ångest de upplevde ?just nu?, det vill säga vid testsituationen, och dels hur ångestbenägna de var i största allmänenhet. Det visade sig att personer som upplevde högre situationsrelaterad ångest hade högre RSA-magnitud jämfört med de personer som upplevde lägre situationsrelaterad ångest.



Sammanfattningsvis visade de tre studierna att otäcka och hotfulla stimuli, liksom högre situationsrelaterad ångest, sammanföll med högre parasympatisk aktivitet (RSA-magnitud). Denna ökning i parasympatisk reglering av hjärtat tolkades som möjligen spegla ett tillstånd av minskad motorisk aktivitet och ökad uppmärksamhet.

• author: Jönsson, Peter
• supervisor: Ingegerd Carlsson; Jarl Risberg
• opponent: Professor Fredrikson, Mats, Department of Psychology, Uppsala University, Sweden
• organization: Department of Psychology
• publishing date: 2005
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Psychology
• keywords: Psychology, state anxiety, emotion, HRV, heart rate variability, RSA, Respiratory sinus arrhythmia, Psykologi
• pages: 108 pages
• defense location: Segerfalksalen, Wallenberg neurocentrum, Lund
• defense date: 2005-01-31 10:00:00
• ISBN: 91-628-6356-8
• language: English
• LU publication?: yes
• id: 1a12371c-6a62-491a-8533-df11471ee47e (old id 544122)
• date added to LUP: 2016-04-04 11:02:26
• date last changed: 2021-12-20 08:39:26