Diminished complexity of heart rate time series in adolescents facing negative events during everyday life

Abstract

Physiological systems need to be flexible in order to adapt to a changing environment. Negative events, however, induce flexibility reductions that seem necessary for coping purposes. To date, studies have measured linear variability and entropy in heart output, but none have examined the scaling properties of the cardiac system when individuals deal with stressful everyday events. This study was aimed at testing the hypothesis that the complexity of the cardiac dynamics is diminished when individuals face negative events in real life. Cardiac variability (linear) and complexity (nonlinear), as well as discomfort and effectiveness of event-related emotion regulation (EER) were ecologically examined in N = 65 adolescents (Mage = 14.80 years; SDage = 0.86; 55.38% girls). Repeated Measures MANOVAs revealed higher heart rate (HR) and lower cardiac complexity (higher long-term scaling exponent, p = .029; lower Fractal Dimension FD, p = .030; and lower Sample Entropy, p = .001) during EER in comparison with non-emotion regulation conditions (NER). Wilcoxon non-parametric tests revealed higher Hurst exponents (p = .006) in EER than in NER. No significant correlations were found between discomfort and cardiac variables although the higher the cardiac entropy in NER conditions, the greater the self-rated effectiveness of EER (p < .050). EER processes involved increases in HR as well as scaling and FD changes that might reflect the real-time scale’s predominance in HR output when adolescents are dealing with negative events

Complejidad reducida de las series temporales de frecuencia cardíaca en adolescentes afrontando eventos negativos diarios. Los sistemas fisiológicos necesitan ser flexibles para adaptarse a un entorno cambiante. Sin embargo, los eventos negativos disminuyen dicha flexibilidad que parece necesaria para lograr un afrontamiento exitoso. Hasta entonces, los estudios han medido la variabilidad lineal y la entropía de la frecuencia cardíaca (FC), pero ninguno ha examinado las propiedades de escala del sistema cardíaco cuando se afrontan acontecimientos estresantes diarios. Este estudio investigó si la complejidad cardíaca disminuye cuando los individuos se enfrentan a eventos negativos cotidianos. La variabilidad cardíaca (lineal) y la complejidad (no lineal), así como el malestar y la eficacia de los episodios de regulación emocional (EER) se examinaron ecológicamente en N = 65 adolescentes (Medad = 14,80; DEedad = 0,86; 55,38% chicas). Los MANOVA de medidas repetidas revelaron una mayor FC y una menor complejidad cardíaca (mayor exponente de escala a largo plazo, p = .029; menor dimensión fractal DF, p = .030; y menor entropía muestral, p = .001) durante los EER en comparación con las condiciones de no regulación emocional (NER). Las pruebas de Wilcoxon revelaron mayores exponentes de Hurst (p = .006) en EER que en NER. No hubo correlaciones significativas entre el malestar y las variables cardíacas, pero a mayor entropía cardíaca en NER, mayor eficacia autocalificada en EER (p < .050). Los EER implicaron aumentos en la FC, así como cambios en la escala y en la DF que podrían reflejar el predominio de la escala en tiempo real del sistema cardíaco cuando los adolescentes afrontan eventos negativos.