The impact of anxiety on the

neural processing of respiratory

sensations

UNIVERSIDAD DE FLORIDA UNIVERSIDAD DE HAMBURGO

UNIVERSIDAD CHANG GUNG DE TAIWÁN

Andreas von Leupoldt Pei-Ying S. Chan

Margaret M. Bradley Peter J. Lang

Paul W. Davenport

1 INTRODUCCIÓN

Propósito

✤  Examinar los efectos de la ansiedad en los correlatos neurales de la percepción respiratoria usando los Potenciales Evocados Relacionados con la Respiración (RREP) extraídos del EEG.

RREP es una medida de la actividad cerebral cortical elicitada por oclusiones inspiratorias cortas

(Chan y Davenport, 2010; Davenport et al, 1986; Huang et al, 2008; Logie et al., 1998; Redolfi et al, 2005).

Importancia ✤  La percepción adecuada de sensaciones respiratorias es

importante para: ➡  Autogestión ➡  Éxito en tratamientos clínicos de enfermedades respiratorias.

✤  La reducción de la percepción conduce a: ➡  Incremento de morbilidad. ➡  Medicación inadecuada. ➡  Retraso en la atención médica.

✤  La sobre-percepción puede ocasionar: ➡  Exceso de medicación. ➡  Evitación de actividad física.

Componentes tempranos de RREP

✤  Nf • P1 • N1 ✤  <130 ms post estímulo.

➡  Reflejan el arribo inicial y el procesamiento sensorial de primer orden de señales respiratorias aferentes en regiones sensoriomotoras.

Componentes tardíos de RREP

✤  P2 • P3 ✤  >150 ms post estímulo.

➡  Procesamiento cognitivo de orden superior en áreas corticales asociativas.

➡  Son vulnerables a procesos cognitivos no relacionados con la respiración per se, como la distracción atencional o el procesamiento emocional.

Objetivo ✤  Comparar RREP entre individuos sanos con baja y alta

ansiedad, durante contextos afectivos neutros y desagradables mediante la presentación de imágenes. ➡  Otros estudios à Reducción en los componentes tardíos

durante contextos desagradables comparados con contextos neutrales en individuos con baja ansiedad.

Hipótesis ✤  Los individuos con niveles de ansiedad altos mostrarán un

incremento en los componentes tardíos de RREP, durante la presentación de un contexto afectivo desagradable comparado con uno neutral. ➡  Patrón convergente à estudios que han demostrado

incremento en la percepción de síntomas respiratorios en sujetos ansiosos frente a contextos desagradables comparados con contextos neutros.

2 MÉTODO

✤  50 sujetos. ✤  No fumadores. ✤  Sin antecedentes de

trastornos psicológicos o médicos.

✤  Espirometría à función pulmonar basal normal.

Participantes

Instrumentos ✤  STAI. Inventario de ansiedad

rasgo-estado. ➡  20 = no ansiedad. ➡  80 = máxima ansiedad.

✤  4 series de fotos afectivas à 36 fotos. ➡  2 series neutras. ➡  2 series desagradables. Cada serie fue emparejada para cumplir con las normas promedio de valencia y arousal.

Series de imágenes afectivas ✤  10 seg. ✤  Sin intervalo inter-estímulo. ✤  6 min. x serie. ✤  Orden aleatorio.

✤  Valoraciones: ➡  Valencia hedónica

(agradable-desagradable). ➡  Arousal (calmado-activado). ➡  Versión lápiz-papel del Self

Assessment Manikin (SAM). (Bradley & Lang, 1994).

Medición de RREP ✤  Boquilla. ✤  Válvula de no re-inhalación. ✤  Puerto inspiratorio à Oclusor. ✤  Interrupción de la inspiración cada

2/6 respiraciones à 160 ms. ✤  Señal de la presión de la boca.

EEG ✤  Sistema 129 canales. ✤  Impedancia < 50 kΩ. ✤  Frecuencia de muestreo: 250 Hz. ✤  Filtro de paso de banda (online bandpass filter):

(0.1 – 56 Hz). ✤  Extracción de épocas: 200 ms pre – 1300 ms post

estímulo.

Componentes RREP ✤  Nf: pico negativo en la región frontal.

➡  F3/F4 • latencia: 25-50 ms. ✤  P1: pico positivo en la región centro parietal.

➡  Cz/Pz • latencia: 45-65 ms. ✤  N1: pico negativo en la región centro lateral.

➡  C3/Cz/C4 • latencia: 85-125 ms ✤  P2: pico positivo en la región central.

➡  Cz • latencia: 160-230 ms. ✤  P3: pico positivo en la región centro parietal.

➡  Cz/Pz • latencia: 250-350 ms.

Procedimiento ✤  Instrucciones estandarizadas. ✤  Colocación de circuito de sensores EEG. ✤  Los participantes se sentaron en un sillón reclinable y respiraron

a través del circuito respiratorio.

Protocolo experimental

Análisis ✤  Los sujetos se dividieron:

➡  Grupo de baja ansiedad. ➡  Grupo de alta ansiedad.

✤  ANOVA. ✤  Diseño 2 X 2

➡  Grupo alta ansiedad vs. grupo baja ansiedad. ➡  Contexto afectivo: neutral vs. desagradable.

✤  P < 0.05

3 RESULTADOS

✤  Estado de ansiedad promedio: 34. ✤  No hubo diferencias en las características basales, excepto en el

estado de ansiedad. ✤  No hubo diferencias en la magnitud de los componentes

tempranos de RREP: Nf, P1 y N1 entre series afectivas ni entre grupos.

✤  ANOVA para los componente tardíos de RREP: P2 y P3, mostró una interacción significativa de grupo por el contexto afectivo [p<0.01 y p<0.001].

✤  La magnitud de P2 y P3 se redujo –en el grupo de baja ansiedad– cuando se presentaron las oclusiones durante la visualización de imágenes desagradables, comparadas con las neutrales (p<0.05 y p<0.01).

✤  En los grupos de ansiedad alta, se vio el patrón opuesto, con mayores magnitudes en P2 y P3 cuando se presentaban las oclusiones, mientras se comparaban imágenes desagradables, con neutras (p<0.05).

✤  Correlaciones significativas mostraron que un mayor nivel de ansiedad está asociado con mayores magnitudes para P2 (r=0.44, p<0.01) y P3 (r=0.54, p<0.001) durante la comparación de imágenes desagradables con imágenes neutras (fig. 2).

Tabla 1

Fig.1

Tabla 2

Fig.2

4 CONCLUSIONES

✤  Manipulación adecuada del contexto afectivo sin diferencias entre los grupos.

✤  Ambos grupos asignaron al contexto de imagen desagradable –comparado con el contexto neutral– un valor más alto en arousal y más bajo en valencia hedónica.

✤  El grupo de alta ansiedad mostró incremento de P2 y P3 cuando había oclusión inspiratoria durante la presentación de un contexto afectivo desagradable comparado con un neutral.

✤  El grupo de baja ansiedad mostró el patrón opuesto. ✤  Niveles de ansiedad mayores fueron correlacionados con

mayores magnitudes para P2 y P3 durante contexto afectivo desagradable en relación con contexto neutro.

✤  No se encontró impacto de la ansiedad en los componentes tempranos de RREP.

✤  Otras variables como las características basales, número de oclusiones presentadas y focos atencional a estos estímulos no mostraron diferencias entre grupos de alta y baja ansiedad.

✤  La ansiedad afecta, en una forma dependiente de contexto, el procesamiento neural tardío –de orden superior– de sensaciones respiratorias, pero no el procesamiento sensorial temprano.

✤  Congruencia con estudios previos que examinaron el impacto de factores psicológicos distintos a la ansiedad en RREP (Davenport et al, 2007; Harver et al, 1995).

✤  Estos resultados pueden representar un mecanismo neural que subyace a la percepción incrementada de sensaciones respiratorias en individuos con síntomas de ansiedad.

✤  Se requieren futuros estudios para determinar si pacientes respiratorios con ansiedad comórbida significativa muestran patrones comparables en su procesamiento neural de estímulos respiratorios y si los tratamientos ansiolíticos son capaces de cambiar estos patrones.