Ученые НИУ ВШЭ совместно с Институтом высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН провели исследование, чтобы выяснить, можно ли обнаружить признаки депрессии и тревожности по изменениям сердечного ритма во время выполнения когнитивных задач. В эксперименте приняли участие 90 человек в возрасте от 18 до 45 лет, у которых в анамнезе были эпизоды тревоги и депрессии.

Участники выполняли задания на память и внимание, сложность которых постепенно увеличивалась. Им предлагалось запомнить расположение и цвет шариков на изображении, а затем определить, совпадает ли новое изображение с предыдущим. С увеличением сложности задачи возрастало количество шариков и цветов на изображении.

Во время эксперимента у участников регистрировался сердечный ритм с помощью электрокардиограммы (ЭКГ) и проводилась фотоплетизмография (ФПГ) – анализ работы сердца на основе изменений объема крови в периферических сосудах. ФПГ – простой неинвазивный метод, который применяется в большинстве носимых устройств.

Анализ данных показал, что у людей с высоким уровнем тревожности или депрессии наблюдаются более выраженные изменения в частоте сердечных сокращений, особенно при выполнении сложных задач.

Младший научный сотрудник Института когнитивных нейронаук Евгения Альшанская отметила, что при столкновении со сложной задачей человек испытывает стресс, что может приводить к ошибкам. В критический момент, когда задача почти преодолена, но внимание на пределе, у людей с ментальными расстройствами пульс учащается, создавая более яркую картину изменений сердечного ритма, отметила она.

Исследование также подчеркнуло важность сравнения данных, полученных с помощью ЭКГ и ФПГ. Хотя ЭКГ традиционно считается более надежным методом для измерения вариабельности сердечного ритма, результаты показали, что ФПГ может быть более чувствительным методом для оценки депрессии и тревожности благодаря особенностям работы симпатической нервной системы.

"При стрессе сначала активируется норадреналин, связанный с вниманием, затем адреналин, который усиливает реакцию организма на стресс. Изменения пульсовой волны на ФПГ появляются до значительных изменений на ЭКГ, что делает ФПГ более доступным и информативным методом", – объяснила Альшанская.

Работа подтверждает, что изменение частоты пульса в ответ на когнитивную нагрузку может служить ранним биомаркером тревожных и депрессивных расстройств. Результаты открывают новые перспективы для разработки алгоритмов для носимых устройств и приложений, способных в реальном времени мониторить психологическое состояние человека. Ранняя неинвазивная диагностика психических расстройств через анализ сердечного ритма может изменить подходы к лечению и профилактике психологических заболеваний в будущем.