References Ahern, G. L., & Schwartz, G. E. (1985). Di erential lateralization for positive and negative emotion in the human brain: EEG spectral analysis. Neuropsychologia, 23, 745{755. Akselrod, S., Gordon, D., Madwed, J. B., Snidman, N. C., Shannon, D. C., & Cohen, R. J. (1985). Hemodynamic regulation: investigation by spectral analysis. American Journal of Physiology, 249, H867{H875. Birbaumer, N., Elbert, T., Canavan, A. G. M., & Rockstroh, B. (1990). Slow potentials of the cerebral cortex and behavior. Physiological Reviews, 70, 1{41. Boer, R. W. de, Karemaker, J., & Strackee, J. (1985). Description of heart-rate variability data in accordance with a physiological model for the genesis of heartbeats. Psychophysiology, 22, 147{155. Bohlin, G., & Kjellberg, A. (1979). Orienting activity in two-stimulus paradigms as re ected in heart rate. In: H. D. Kimmel, E. H. van Olst & J. F. Orlebeke (Eds.), The Orienting Re ex in Humans (pp. 169{197). New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates. Brookhuis, K. A., Mulder, G., Mulder, L. J. M., Gloerich, A. B. M., Dellen, H. J. van, Meere, J. J. van der, & Ellermann, H. (1981). Late positive components and stimulus evaluation time. Biological Psychology, 13, 107{123. Brunia, C. H. M. (1993). Stimulus preceding negativity: arguments in favour of non motoric slow waves. In: W. C. McCallum & S. H. Curry (Eds.), Slow Potential Changes in the Human Brain (pp. 147{161). New York: Plenum Press. Brunia, C. H. M., & Damen, E. J. P. (1985). Evoked cardiac responses during a xed 4 sec foreperiod preceding four di erent responses. In: J. F. Orlebeke, G. Mulder & L. J. P. van Doornen (Eds.), Psychophysiology of Cardiovascular Control (pp. 613{620). New York: Plenum Press.
106
REFERENCES
Casolo, G., Balli, E., Taddei, T., Amuhashi, J., & Gori, C. (1989). Decreased spontaneous heart rate variability in congestive heart failure. American Journal of Cardiology, 64, 1162{1167. Chase, W. G., Graham, F. K., & Graham, D. T. (1968). Components of HR response in anticipation of reaction time and exercise tasks. Journal of Experimental Psychology, 76, 642{648. Chwilla, D. J., & Brunia, C. H. M. (1991). Event-related potentials to di erent feedback stimuli. Psychophysiology, 28, 123{132. Coles, M. G. H., & Duncan-Johnson, C. C. (1975). Cardiac activity and information processing: the e ects of stimulus signi cance, and detection of response requirements. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 1, 418{428. Connor, W. H., & Lang, P. J. (1969). Cortical slow-wave and cardiac rate responses in stimulus orientation and reaction time conditions. Journal of Experimental Psychology, 82, 310{320. Contrada, R. J., Dimsdale, J., Levy, L., & Weiss, T. (1991). E ects of isoproterenol on T-wave amplitude and heart rate: a dose-response study. Psychophysiology, 28, 458{462. Cripps, T. R., Malik, M., Farrell, T. G., & Camm, A. J. (1991). Prognostic value of reduced heart rate variability after myocardial infarction: clinical evaluation of a new analysis method. British Heart Journal, 65, 14{19. Damasio, A. R. (1994). Descartes' Error: Emotion, Reasoning, and the Human Brain. New York: Avon Books. Damen, E. J. P., & Brunia, C. H. M. (1987). Changes in heart rate and slow brain potentials related to motor preparation and stimulus anticipation in a time estimation task. Psychophysiology, 24, 700{713. Davidson, R. J. (1984). A ect, cognition, and hemispheric specialization. In: C. E. Izard, J. Kagan & R. B. Zajonc (Eds.), Emotions, Cognition and Behavior (pp. 320{365). New York: Cambridge University Press. Davidson, R. J., Chapman, J. P., Chapman, L. J., & Henriques, J. B. (1990). Asymmetrical brain electrical activity discriminates between psychometrically-matched verbal and spatial cognitive tasks. Psychophysiology, 27, 528{543. Donchin, E., Ritter, W., & McCallum, W. C. (1978). Cognitive psychophysiology: The endogenous components of the ERP. In: E. Callaway, P. Tueting & S. H.
REFERENCES
107
Koslow (Eds.), Event-Related Brain Potentials in Man (pp. 349{411). New York: Academic Press. Elbert, T., Ta l-Klawe, M., Rau, H., & Lutzenberger, W. (1991). Cerebral and cardiac responses to unilateral stimulation of carotid sinus baroreceptors. Journal of Psychophysiology, 5, 327{335. Frank, C., & Smith, S. (1990). Stress and the heart: Biobehavioral aspects of sudden cardiac death. Psychosomatics, 31, 255{264. Furedy, J. J., Randall, D. C., Fitzovich, D. E. & Shulhan, D. (1989). Human pavlovian HR-decelerative conditioning with negative tilt as US: evidence of vagal and sympathetic in uences on the UR in dogs. International Journal of Psychophysiology, 7, 25{33. Gaillard, A. W. K. (1978). Slow Brain Potentials Preceding Task Performance. PhD thesis, Institute for Perception TNO, Soesterberg, The Netherlands. Gaillard, A. W. K., & Lawson, E. A. (1984). Evoked potentials to consonantvowel syllables in a memory scanning task. In: R. Karrer, J. Cohen & P. Tueting (Eds.), Brain and Information: Event-related Potentials (pp. 204{ 209). New York: New York Academy of Sciences. Gaillard, A. W. K., & Perdok, J. (1980). Slow brain potentials in the CNVparadigm. Acta Psychologica, 44, 147{163. Gaillard, A. W. K., & Arkel, A. E. van (1986). Learning e ects on erps in a memory comparison task. In: W. C. McCallum, R. Zappoli & F. Denoth (Eds.), Cerebral Psychophysiology: Studies in Event-Related Potentials (EEG Suppl. 38) (pp. 115{117). Elsevier Science Publishers. Gaillard, A. W. K., & Beijsterveldt, C. E. M. van (1991). Slow brain potentials elicited by a cue signal. Journal of Psychophysiology, 5, 337{348. Gatchel, R. J., & Lang, P. J. (1973). Accuracy of psychophysical judgments and physiological response amplitude. Journal of Experimental Psychology, 98, 175{183. Graham, F. K. (1978). Constraints on measuring heart rate and period sequentially through real and cardiac time. Psychophysiology, 15, 492{295. Graham, F. K. (1979). Distinguishing among orienting, defense, and startle re exes. In: H. D. Kimmel, E. H. van Olst & J. F. Orlebeke (Eds.), The Orienting Re ex in Humans (pp. 137{167). New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates.
108
REFERENCES
Grossman, P. (1983). Respiration, stress, and cardiovascular fuction. Psychophysiology, 20, 284{300. Guyenet, P. G. (1990). Role of the medulla oblongata in blood pressure regulation. In: A. D. Loewy & K. M. Spyer (Eds.), Central Regulation of Autonomic Functions (pp. 145{167). New York: Oxford University Press. Heslegrave, R. J., & Furedy, J. J. (1977). Anticipatory HR deceleration: The e ects of active versus passive coping and the probability of negative reinforcement. Abstract from paper presented at the meeting of the Society for Psychophysiological Research, October 1977, Philadelphia. Heslegrave, R. J., & Furedy, J. J. (1979). Sensitivities of HR and T-wave amplitude for detecting cognitive and anticipatory stress. Physiology and Behavior, 22, 17{23. Holstege, G. (1991). Descending motor pathways and the spinal motor system: Limbic and non-limbic components. Progress in Brain Research, 87, 307{ 421. Hyndman, B. W., & Mohn, R. K. (1975). A model of the cardiac pace maker and its use in decoding the information content of cardiac intervals. Automedica, 1, 239{252. Johnsen, B. H., & Hugdahl, K. (1991). Hemispheric asymmetry in conditioning to facial emotional expressions. Psychophysiology, 28, 154{162. Jordan, D. (1990). Autonomic changes in a ective behavior. In: A. D. Loewy & K. M. Spyer (Eds.), Central Regulation of Autonomic Functions (pp. 349{ 366). New York: Oxford University Press. Kamarck, T., & Jennings, R. J. (1991). Biobehavioral factors in sudden cardiac death. Psychological Bulletin, 109, 42{75. Kleiger, R. E., Miller, J. P., Bigger, J. T., Moss, A. J., & the Multicenter PostInfarction Research Group (1987). Decreased heart rate variability and its association with increased mortality after acute myocardial infarction. American Journal of Cardiology, 59, 256{262. Klorman, R., & Ryan, R. M. (1980). Heart rate, contingent negative variation, and evoked potentials during anticipation of a ective stimulation. Psychophysiology, 17, 513{523. Koers, G., Gaillard, A. W. K., & Mulder, G. (Submitted). Evoked heart rate and blood pressure in an S1-S2 paradigm.
REFERENCES
109
Lacey, B. C., & Lacey, J. I. (1974). Studies of heart rate and other bodily processes in sensorimotor behavior. In: P. A. Obrist, A. H. Black, J. Brener & L. V. DiCara (Eds.), Cardiovascular Psychophysiology (pp. 538{565). Chicago: Aldine. Lacey, J. I. (1967). Somatic response patterning and stress: Some revisions of activation theory. In: M. H. Appley & R. Trumbull (Eds.), Psychological Stress: Issues in Research (pp. 14{44). New York: Appleton-Century-Croft. Lacey, J. I., & Lacey, B. C. (1970). Some autonomic-central nervous system interrelationships. In: P. Black (Ed.), Physiological Correlates of Emotion (pp. 205{227). New York: Academic Press. Lacey, J. I., & Lacey, B. C. (1973). Experimental association and dissociation of phasic bradycardia and vertex-negative waves: A psychophysiological study of attention and response-intention. In: W. C. McCallum & J. R. Knott (Eds.), Event-Related Potentials of the Brain, EEG-Journal, Suppl. 33 (pp. 281{285). Lane, R. D., & Schwartz, G. E. (1987). Induction of lateralized sympathetic input to the heart by the CNS during emotional arousal: a possible neurophysiologic trigger of sudden cardiac death. Psychosomatic Medicine, 49, 274{284. LeDoux, J. E. (1996). The Emotional Brain: the Mysterious Underpinnings of Emotional Life. New York: Simon & Schuster. Loewy, A. D. (1990). Central autonomic pathways. In: A. D. Loewy & K. M. Spyer (Eds.), Central Regulation of Autonomic Functions (pp. 88{103). New York: Oxford University Press. Loewy, A. D., & Spyer, K. M. (1990). Vagal preganglionic neurons. In: A. D. Loewy & K. M. Spyer (Eds.), Central Regulation of Autonomic Functions (pp. 68{87). New York: Oxford University Press. Loveless, N. E., & Sanford, A. J. (1975). The impact of warning signal intensity on reaction time and components of the contingent negative variation. Biological Psychology, 2, 217{226. Martin, J. H. (1989). Neuroanatomy: text and atlas. Norwalk, Conn: Appleton & Lange. Meyers, M. B., & Smith, B. D. (1987). Cerebral processing of nonverbal a ective stimuli: di erential e ects of cognitive and a ective sets on hemispheric asymmetry. Biological Psychology, 24, 67{84.
110
REFERENCES
Mulder, L. J. M. (1988). Assessment of Cardiovascular Reactivity by Means of Spectral Analysis. PhD thesis, University of Groningen, The Netherlands. Mulder, L. J. M., Dellen, H. J. van, Meulen, P. van der, & Opheikens, B. (1988). CARSPAN: A spectral analysis program for cardiovascular time series. In: F. J. Maarse, L. J. M. Mulder, W. Sjouw & A. Akkerman (Eds.), Computers in Psychology: Methods, Instrumentation & Psychodiagnostics (pp. 30{38). Lisse: Swets & Zeitlinger. Naughton, J. (1982). Emotional stress, personality pattern, and coronary heart disease. In: B. E. Sobel, J. V. Dingell & M. B. Mock (Eds.), Electrophysiological Mechanisms Underlying Sudden Cardiac Death (pp. 147{170). New York: Futura Publishing Company. Obrist, P. A. (1976). The cardiovascular-behavioral interaction { as it appears today. Psychophysiology, 13, 93{107. Obrist, P. A., Wood, D. M., & Perez-Reyes, M. (1965). Heart rate during conditioning in humans: e ects of UCS intensity, vagal blockade, and adrenergic block of vasomotor activity. Journal of Experimental Psychology, 70, 32{42. Otten, L. J. (1991). Parallel cortical and cardiovascular changes in an S1-S2 paradigm: E ects of speed/accuracy instructions and di erent types of reward. Master's thesis, Dept. of Experimental and Occupational Psychology, University of Groningen, The Netherlands. Otten, L. J., Gaillard, A. W. K., & Wientjes, C. J. E. (1995). The relation between event-related brain potential, heart rate, and blood pressure changes in an S1-S2 paradigm. Biological Psychology, 39, 81{102. Parmeggiani, P. L., & Morrison, A. R. (1990). Alterations in autonomic functions during sleep. In: A. D. Loewy & K. M. Spyer (Eds.), Central Regulation of Autonomic Functions (pp. 367{386). New York: Oxford University Press. Porges, S. W., Bohrer, R. E., Cheung, M. N., Drasgow, F., McCabe, P. M., & Keren, G. (1980). New time series statistic for detecting rhythmic cooccurrence in the frequency domain: the weighted coherence and its application to psychological research. Psychological Bulletin, 88, 580{587. Pribram, K. H., & McGuinness, D. (1975). Arousal, activation, and e ort in the control of attention. Psychological Review, 82, 116{149. Putnam, L. E. (1990). Great expectations: anticipatory responses of the heart and brain. In: J. W. Rohrbaugh, R. Parasuraman & R. Johnson (Eds.), Event-Related Brain Potentials: Basic Issues and Applications (pp. 109{ 129). New York: Oxford University Press.
REFERENCES
111
Quigley, K. S., & Berntson, G. G. (1990). Autonomic origins of cardiac responses to nonsignal stimuli in the rat. Behavioral Neuroscience, 104, 751{762. Robbe, H. W. J., Mulder, L. J. M., Ruddel, H., Veldman, J. B. P., Langewitz, W. A., & Mulder, G. (1987). Assessment of barore ex sensitivity by means of spectral analysis. Hypertension, 10, 538{543. Rockstroh, B., & Elbert, T. (1990). On the relations between event-related and autonomic responses: conceptualization within a feedback loop framework. In: J. W. Rohrbaugh, R. Parasuraman & R. Johnson (Eds.), Event-Related Brain Potentials, Oxford University Press. Rohrbaugh, J. W., & Gaillard, A. W. K. (1983). Sensory and motor aspects of the contingent negative variation. In: A. W. K. Gaillard & W. Ritter (Eds.), Tutorials in ERP Research: Endogenous Components (pp. 269{310). Amsterdam: North-Holland. Rohrbaugh, J. W., Newlin, D. B., Varner, J. L., & Ellingson, R. J. (1984). Bilateral distribution of the O wave. In: R. Karrer, J. Cohen & P. Tueting (Eds.), Brain and Information: Event-Related Potentials (pp. 267{269). New York: Academy of Sciences. Rompelman, O. (1985). Spectral analysis of heart-rate variability. In: J. F. Orlebeke, G. Mulder & L. P. J. van Doornen (Eds.), Psychophysiology of Cardiovascular Control (pp. 315{331). New York: Plenum Press. Rompelman, O., Coenen, A. J. R. M., & Kitney, R. I. (1977). Measurement of heart-rate variability: Part 1 { comparative study of heart-rate variability analysis methods. Medical and Biological Engineering & Computing (pp. 233{239). Roon, A. M. van (in preparation). Simulation of Short-Term Cardiovascular E ects of Mental Tasks. PhD thesis, The Netherlands. Ruchkin, D. S., & Sutton, S. (1983). Positive slow wave and P300: Association and dissociation. In: A. W. K. Gaillard & W. Ritter (Eds.), Tutorials in ERP Research: Endogenous Components (pp. 233{249). Amsterdam: NorthHolland. Sackeim, H. A., Greenberg, M. S., Weiman, A. L., Gur, R. C., Hungerbuhler, J. P., & Geschwind, N. (1982). Hemispheric asymmetry in the expression of positive and negative emotions. Archives Neurology, 39, 210{218. Scha er, C. E., Davidson, R. J., & Saron, C. (1983). Frontal and parietal electroencephalogram asymmetry in depressed and nondepressed subjects. Biological Psychiatry, 18, 753{762.
112
REFERENCES
Schwartz, P. J., Vanoli, E., Stramba-Badiale, M., De Ferrari, G. M., Billman, G., & Foreman, R. D. (1988). Autonomic mechanisms and sudden death, new insights from analysis of baroreceptor re exes in conscious dogs with and without a myocardial infarction. Circulation, 78, 969{979. Schwartz, P. J., Zaza, A., Locati, E., & Moss, A. J. (1991). Stress and sudden death; the case of the long QT syndrome. Circulation, 83 (Suppl. II), II-71{ II-80. Simons, R. F. (1988). Event-related slow brain potentials: a perspective from ANS psychophysiology. In: P. K. Ackles, J. R. Jennings & M. G. Coles (Eds.), Advances in Psychophysiology, Vol.3 (pp. 223{267). Greenwich, Conn: JAI Press. Simons, R. F., Ohman, A., & Lang, P. J. (1979). Anticipation and response set: Cortical, cardiac, and electrodermal correlates. Psychophysiology, 16, 222{233. Simons, R. F., Rockstroh, B., Elbert, T., Fiorito, E., Lutzenberger, W., & Birbaumer, N. (1987). Evocation and habituation of autonomic and eventrelated potential responses in a nonsignal environment. Journal of Psychophysiology, 1, 45{59. Skinner, J. E. (1971). Abolition of a conditioned, surface-negative, cortical potential during cryogenic blockade of the non-speci c thalamo-cortical system. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 31, 197{209. Skinner, J. E. (1985a). Psychosocial stress and sudden cardiac death: brain mechanisms. In: R. E. Beamish, P. K. Singal & N. S. Dhalla (Eds.), Stress and Heart Disease (pp. 44{59). Boston: Martinus Nijho Publishing. Skinner, J. E. (1985b). Regulation of cardiac vulnerability by the cerebral defense system. Journal of the American College of Cardiology, 5, 88B{94B. Skinner, J. E. (1988). Regulation of cardiac vulnerability by the frontal cortex: a new concept of Cannon's cerebral defense machanism. In: G. C. Galbraith, M. L. Kietzman & E. Donchin (Eds.), Neurophysiology and Psychophysiology: Experimental and Clinical Applications (pp. 68{80). New Jersey: Lawrence Erlbaum. Skinner, J. E. (1991). Brain control of cardiovascular dynamics. In: C. H. M. Brunia, G. Mulder & M. N. Verbaten (Eds.), Event-related Brain Research, EEG Suppl. 42 (pp. 270{283). Elsevier Science Publishers. Skinner, J. E., Beckman, K. J., & Gray, C. M. (1987). Detection of the cardiac patient at risk using the event-related slow potential. In: J. W. Rohrbaugh &
REFERENCES
113
R. Parasuraman (Eds.), Current Trends in Event-Related Potential Research (pp. 543{548). Amsterdam: Elsevier. Skinner, J. E., Mohr, D. N., & Kellaway, P. (1975). Sleep-stage regulation of ventricular arrhythmias in the unanesthetized pig. Circulation Research, 37, 342{349. Skinner, J. E., & Reed, J. C. (1978). Prevention of ventricular brillation in the ischemic myocardium of the conscious pig during cryogenic blockade in the thalamic gating system. In: P. J. Schwartz, A. M. Brown, A. Malliani & A. Zanchetti (Eds.), Neural Mechanisms in Cardiac Arrhythmias (pp. 275{ 278). New York: Raven. Skinner, J. E., & Yingling, C. D. (1976). Regulation of slow potential shifts in nucleus reticularis thalami by the mesencephalic reticular formation and the frontal granular cortex. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 40, 288{296. Skinner, J. E., & Yingling, C. D. (1977). Central gating mechanisms that regulate event-related potentials and behavior; a neural model for attention. In: J. E. Desmedt (Ed.), Attention, Voluntary Contraction and Event-Related Cerebral Potentials (pp. 30{69). Basel: Karger. Somsen, R. J. M., Molen, M. W. van der, Boomsma, D. I., & Orlebeke, J. F. (1985). Phasic cardiac responses in reaction time and mental arithmetic tasks: the dominant in uence of mental task performance on heart-rate in adolescents. In: J. F. Orlebeke, G. Mulder & L. P. J. van Doornen (Eds.), Psychophysiology of Cardiovascular Control (pp. 583{597). New York: Plenum Press, New York. Somsen, R. J. M., Molen, M. W. van der, & Orlebeke, J. F. (1983). Phasic heart rate changes in reaction time, shock avoidance, and unavoidable shocks: Are hypothetical generalizations about di erent S1-S2 tasks justi ed?. Psychophysiology, 20, 88{94. StatSoft Inc. (1996). STATISTICA for Windows. Computer program manual, Tulsa, OK. Steyvers, F. J. J. M. (1991). Information Processing and Sleep Deprivation: E ects of Knowledge of Results and Task Variables on Choice Reaction. PhD thesis, Trac Research Centre, University of Groningen, The Netherlands. Tucker, D. M., & Williamson, P. A. (1984). Asymmetric neural control systems in human self-regulation. Psychological Review, 91, 185{215.
114
REFERENCES
Veen, F. M. van der (1997). Heart-Brain Communication. PhD thesis, University of Groningen, The Netherlands. Veen, F. M. van der, Mulder, L. J. M., Hoekzema, A., & Mulder, G. (1996). Covariation of phasic cortical and cardiovascular responses in a detection task. Biological Psychology, 44, 105{120. Velden, M., & Graham, F. K. (1988). Depicting heart rate over real time: two procedures that are mathematically identical. Journal of Psychophysiology, 2, 291{292. Velden, M., & Wolk, C. (1987). Depicting cardiac activity over real time: a proposal for standardization. Journal of Psychophysiology, 1, 173{175. Velden, M., & Wolk, C. (1990). Plotting systolic, diastolic, and pulse pressure on a real time scale. International Journal of Psychophysiology, 10, 99{101. Veldman, J. B. P. (1992). Hidden E ects of Noise as Revealed by Cardiovascular Analysis. PhD thesis, University of Groningen, The Netherlands. Verrier, R. L., & Lown, B. (1982). Experimental studies of psychophysiological factors in sudden cardiac death. Acta Med Scand, 660, 57{68. Voorde, B. ten (1992). Modeling the Barore ex: a Systems Analysis Approach. PhD thesis, Free University, Amsterdam. Weipert, D., Shapiro, D., & Suter, T. (1987). Family history of hypertension and cardiovascular responses to orthostatic stress. Psychophysiology, 24, 251{ 257. Wesseling, K. H., Settels, J. J. & Wit, B. de (1986). The measurement of continuous nger arterial pressure noninvasively in stationary subjects. In: T. H. Schmidt, T. M. Dembrowski & G. Blumchen (Eds.), Biological and Psychological Factors in Cardiovascular Disease (pp. 335{375). Berlin: Springer Verlag. Wolk, C., Velden, M., Zimmerman, U., & Krug, S. (1989). The interrelation between phasic blood pressure and heart rate changes in the context of the 'baroreceptor hypothesis'. Journal of Psychophysiology, 3, 397{402. Zamrini, E. Y., Meador, K. J., Loring, D. W., Nichols, F. T., Lee, G. P., Figueroa, R. R., & Thompson, W. O. (1990). Unilateral cerebral inactivation produces di erential left/right heart rate responses. Neurology, 40, 1408{1411.
Appendix A List of abbreviations ANOVA analysis of variance BP blood pressure bpm beats per minute BRS barore ex sensitivity CNV contingent negative variation DA dopamine DBP diastolic blood pressure DMV dorsal motor nucleus of the vagus nerve EMS emotional motor system FC-BS frontocortical-brainstem (pathway) FSW frontal negative slow wave (= CNV at frontal derivations) HR heart rate IBI interbeat interval IML intermediolateral cell column IPFM integral pulse frequency modulation (model) ITP inferior thalamic peduncle KR knowledge of results LC locus coeruleus
116
LPFES low-pass ltered (cardiac) event series MANOVA multivariate analysis of variance MRF mesencephalic reticular formation MT-FC mediothalamic frontocortical (system) NA nucleus ambiguus NE norepinephrine (= noradrenaline) NSW negative slow wave NTS nucleus tractus solitarius PAG periaqueductal (or central) gray PSW positive slow wave REM (-sleep) rapid eye movement RP readiness potential RSA respiratory sinus arrhythmia (vagal tone) RT reaction time RVLM rostral ventrolateral medulla SBP systolic blood pressure SCD sudden cardiac death SPN stimulus preceding negativity TRN reticular nucleus of the thalamus
List of abbreviations
Appendix B Nederlandse samenvatting Controle van het brein over regulatie van het hart Het eerste deel van hoofdstuk 1 geeft een overzicht van de literatuur over Sudden Cardiac Death (SCD). Bij een aantal van de mensen die zijn overleden aan een hartaanval kan achteraf geen enkele aanwijzing worden gevonden voor het ontstaan ervan. SCD wordt verondersteld te ontstaan door een elektrische storing in het hart, die ventriculaire brillaties (VF) veroorzaakt. Hierdoor ontstaat op gegeven moment een tekort aan zuurstof, doordat er onvoldoende bloed door het lichaam wordt gepompt. Verschillende onderzoekers hebben geconcludeerd dat een stressvolle gebeurtenis de gevoeligheid van het hart voor een dergelijke storing kan vergroten. De verbinding in de hersenen tussen de frontale cortex en bepaalde gebieden in de hersenstam (FC-BS pathway), zou een belangrijke rol spelen in dit proces. Verder is er evidentie dat de asymmetrische verwerking in de hersenen van bepaalde emotioneel geladen gebeurtenissen (stressoren) kan leiden tot asymmetrische activiteit in het hierboven genoemde systeem. Als gevolg hiervan ontstaat een asymmetrische aansturing van het hart; dit vergroot het risico voor het ontstaan van hartritmestoornissen. Deze theoretische lijn staat ten grondslag aan het onderzoek dat beschreven staat in dit proefschrift. Het tweede deel van hoofdstuk 1 geeft aan hoe de relatie tussen corticale en cardiovasculaire reacties gemeten wordt. Een paradigma dat geschikt is voor het gelijktijdig meten van veranderingen in corticale en cardiovasculaire variabelen is een S1-S2 paradigma. Hierin is de eerste stimulus (S1) een waarschuwingsstimulus, die aangeeft dat een aantal seconden later (in dit onderzoek zes seconden) een tweede stimulus zal worden gepresenteerd (S2), waarop een reactie gegeven moet worden. De corticale maten die in een dergelijk paradigma gemeten kunnen worden zijn een drietal langzame hersenpotentialen (slow waves). De cardiovasculaire maten worden bepaald uit karakteristieke patronen in de hartslag en bloeddruk. Deze patronen zijn typerend voor een S1-S2 paradigma.
118
Nederlandse samenvatting
In hoofdstuk 2 wordt een tweetal methoden beschreven waarmee meetwaarden van hartslag en bloeddruk kunnen worden omgezet in continue hartslag- en bloeddruksignalen. Dit is nodig om in het S1-S2 interval de gemiddelde veranderingen van hartslag en bloeddruk te kunnen bepalen. De ene methode maakt gebruik van lineaire interpolatie, en de tweede methode gebruikt een lterprocedure. De ltermethode is gebaseerd op een theoretisch model over hoe hartslagen tot stand komen. De resultaten van beide methoden worden met elkaar vergeleken. Op grond van deze vergelijking, die aantoont dat beide methodes vrijwel identieke resultaten hebben, wordt geconcludeerd dat hoewel de ltermethode theoretisch sterker is, de interpolatiemethode het meest praktisch is in het gebruik. Hoofdstuk 3 beschrijft de cardiovasculaire resultaten van drie experimenten. In elk van deze experimenten is een S1-S2 paradigma gebruikt. In elk van de experimenten moest er bij S1 een geheugenzoektaak worden uitgevoerd. De uitkomst van deze taak gaf de respons-instruktie aan; deze was dat er ofwel snel ofwel na een seconde uitstel moest worden gereageerd. S2 was een teken dat aangaf of de respons met de linker- of met de rechterhand moest worden gegeven. In het eerste experiment werd de moeilijkheid van de geheugenzoektaak gevarieerd; de taak was gemakkelijk of moeilijk. Bovendien werd er ofwel neutrale feedback gegeven, ofwel 'noise'. De neutrale feedback bestond uit informatie over het al dan niet goed zijn van de gegeven respons. In de noise-conditie werd er via de koptelefoon een luid onaangenaam geluid gepresenteerd als er een foute respons was gegeven. In het tweede experiment was de feedback ofwel positief ofwel negatief. In de positieve conditie kon er een nanciele bonus worden verdiend als er goed werd gepresteerd. De negatieve conditie was vergelijkbaar met de noise-conditie uit het eerste experiment. In het derde experiment kregen de proefpersonen ofwel uitgebreide informatie over hun prestatie, en bovendien de mogelijkheid een nanciele bonus te verdienen, ofwel kregen ze helemaal geen informatie over hun prestatie, en kregen ze bovendien af en toe nog een onaangenaam geluid te horen. Deze manipulatie varieerde de controle van de proefpersoon over de taaksituatie. De resultaten van deze experimenten laten zien dat de hartslag- en bloeddrukveranderingen die vroeg in het S1-S2 interval plaatsvinden waarschijnlijk iets te maken hebben met de verwerking van de stimulus (S1), en met de implicatie ervan voor wat er later moet gebeuren. Deze vroege veranderingen zijn een vertraging van de hartslag (D1) en daling van de bloeddruk (min1), en meteen daaropvolgende stijging van hartslag en bloeddruk (A en max). De veranderingen die laat in het interval plaatsvinden, d.w.z. vertraging van de hartslag (D2) en daling van de bloeddruk (min2), zijn meer gerelateerd aan motorische processen (het geven van de respons). De feedback manipulatie is wel in staat de patronen van verandering aan te passen, maar het is niet geheel duidelijk hoe dit gebeurt. In hoofdstuk 4 worden de corticale resultaten gepresenteerd die zijn gemeten in dezelfde drie experimenten als beschreven in hoofdstuk 3. De manipulatie van
119 de moeilijkheid van de geheugenzoektaak werd goed gere ecteerd in de positieve langzame potentiaal (slow wave), evenals in de vroege langzame negatieve slow wave. De manipulatie van de respons-instructie werd, zoals verwacht, goed zichtbaar in de late langzame negatieve potentiaal (CNV), die verondersteld wordt preparatie op de respons te re ecteren. De feedback manipulaties gaven minder eenduidige resultaten. Hoofdstuk 5, tenslotte, bestaat uit drie delen. Het eerste deel bevat een uitgebreide integratieve discussie van de cardiovasculaire en corticale resultaten. De resultaten worden in verband gebracht met de attentionele controlesystemen van Pribram & McGuinness (1975). Neuroanatomische en neurochemische evidentie lijkt erop te wijzen dat de vroege processen zowel parasympatische als sympatische veranderingen teweeg kunnen brengen. Van het trifasische hartslagpatroon (D1-A-D2) lijkt de eerste hartslagvertraging volledig vagaal te zijn bepaald. De erop volgende versnelling lijkt echter te wijzen op relatieve toename van sympatische activiteit. In het tweede deel worden de relaties tussen de cardiovasculaire en de corticale resultaten onderzocht. Eerst met behulp van correlaties en een factor-analyse. Er zijn echter geen signi cante correlaties tussen de componenten van hartslag en bloeddruk en de corticale maten. Vervolgens worden de proefpersonen van de drie experimenten opgedeeld in drie groepen, op grond van de amplitude van de fronto-corticale negatieve langzame potentiaal (FSW), die volgens Skinner, Beckman, & Gray (1987) een maat zou zijn voor de gevoeligheid van het hart met betrekking tot het risico van een hartaandoening. De cardiovasculaire gegevens van de drie groepen geven aan dat er inderdaad verschillen zijn. Mensen met een grote frontale negativiteit hebben in rust een hogere hartslag en een lagere barore exgevoeligheid. Dit lijkt te duiden op een minder vagaal gereguleerd cardiovasculair systeem, hetgeen als risicovol zou kunnen worden gezien. Echter, wanneer deze personen de taak uitvoeren neemt de vagale activiteit toe, er vindt een licht daling van hartslag plaats en de barore exgevoeligheid (BRS) neemt toe. In tegenstelling hiermee hebben mensen met een extreem kleine frontale negativiteit in rust een lagere hartslag en hogere BRS. Tijdens de taak vertonen zij echter een stijging van de hartslag, en vrijwel geen toename van vagale activiteit en BRS. Wat betreft hun reactiviteit lijken mensen met een grote FSW zich dus minder risicovol te gedragen. Het derde en laatste deel van hoofdstuk 5 geeft een opsomming van de belangrijkste conclusies die kunnen worden getrokken uit het gepresenteerde onderzoek.
Postscriptum Op deze laatste bladzijde wil ik een aantal mensen bedanken, die me in de afgelopen jaren op verschillende manieren hebben bijgestaan. Vier jaar lang was ik aan de slag bij TNO Technische Menskunde in Soesterberg, op het NWO projekt 'Corticale en autonome reactiviteit' (560-265-053/57565-053). Het was Bert Mulder, die me in het begin van 1991 attent maakte op deze OiO-plaats bij TNO, waarvoor dank. Goede herinneringen heb ik aan veel mensen bij TNO-TM: Tony Gaillard als begeleider en nu promotor, Hans Veltman als jne kamergenoot, Anja Langefeld, Claudia van Orden, Kees Wientjes, Frans Hoogeweg (bedankt voor de gezellige uurtjes in de kelder), Frans Brekelmans, Martin Heine, en anderen. In de laatste fase van het werk, zeg maar het laatste jaar, zijn vooral Freddy van der Veen (thanx a whole bunch), Bert Mulder en Ben Mulder onmisbaar geweest; zonder jullie kommentaar was het nu nog steeds niet af geweest. Mijn leven zou niet kompleet zijn, en dit proefschrift niet geschreven, zonder een hele hoop mensen, waarvan ik er een klein aantal hier noem. Erik. Mijn familie. Freddy, Richard, Arjan, en Robert. Rutger, Jolanda, Erna, Kurt, en andere Veranen: terwijl ik al had besloten het bijltje erbij neer te gooien hebben jullie me overgehaald om toch door te zetten: ziehier het resultaat. En tenslotte niet te vergeten my dear old friends Janette, Henriette, en Trinet.
