Influence of auditory stress on heart rate variability

Unter der Herzfrequenzvariabilität (HRV) versteht man die physiologischerweise von Schlag zu Schlag auftretenden Schwankungen der Herzfrequenz. Als nicht-invasive Methode kommt die Messung der HRV in verschiedenen Bereichen zur Beurteilung des Zustandes des autonomen Nervensystems zur Anwendung. Ziel der Arbeit war es, den Einfluss verschiedener Hörsituationen auf die HRV zu untersuchen und daraus indirekte Rückschlüsse auf die Höranstrengung zu ziehen. Es wurde der Freiburger Sprachverständlichkeitstest in drei verschiedenen Schalldruckpegeln, nämlich mit 20 dB (SPL), 40 dB (SPL) und 70 dB (SPL) durchgeführt. Die Erfassung der Herzaktivität erfolgte mit Hilfe eines Trainingscomputers mit Pulsmessung über einen Brustgurt. Die Spektralanalyse der RR-Intervalle erfolgte mittels der Software Kubios HRV, für die Auswertung wurden die mittlere Herzfrequenz, die SDNN, die RMSSD und die LF/HF-Ratio verwendet. Die erhaltenen Ergebnisse entsprechen nicht denen einer klassischen Stressreaktion, sondern deuten auf eine Co-Aktivierung von Sympathikus und Parasympathikus hin. Möglicherweise spielen für die Veränderung der HRV-Parameter weniger die Stressreaktion als vielmehr komplexere Vorgänge, wie zum Beispiel die Verarbeitung der akustischen Stimuli im Kortex beziehungsweise das Verstehen und Wiedergeben des Gehörten eine Rolle. Die Parameter der Herzfrequenzvariabilität verändern sich signifikant durch Hören bei verschiedenen Schalldruckpegeln und schriftliches Wiedergeben von Sprachmaterial. Es bedarf jedoch weiterer Untersuchungen, um die genauen Zusammenhänge näher zu untersuchen sowie die verschiedenen Einflussfaktoren, die eine Rolle spielen, zu definieren.Heart rate variability (HRV) is defined as the fluctuations in the heart rate which occur physiologically from beat to beat. As a non-invasive method, the measurement of HRV is used in various areas to assess the condition of the autonomic nervous system. The aim of this thesis was to investigate the influence of different auditory situations on the HRV and to draw indirect conclusions about the listening effort. The Freiburg speech intelligibility test was performed in three different sound pressure levels, namely 20 dB (SPL), 40 dB (SPL) and 70 dB (SPL). The heart activity was recorded using a training computer with pulse measurement via a chest strap. Spectral analysis of the RR intervals was performed using Kubios HRV software. The mean heart rate, the SDNN, the RMSSD and the LF/HF ratio were used for the evaluation. The results obtained do not correspond to those of a classical stress reaction, but suggest a co-activation of the sympathetic and parasympathetic nervous system. Possibly, not so much the stress reaction but rather more complex processes, such as the processing of the acoustic stimuli in the cortex or the understanding and reproduction of what is heard, play a key role in the change of the HRV parameters. The parameters of heart rate variability significantly change by hearing at various sound pressure levels and by written reproduction of speech material. However, further research is needed to study the exact relationships and to define the diverse influencing factors that play a role