Psychophysiological reactions during the trauma-film paradigm and their predictive value for intrusions

Eur J Psychotraumatol. 2023;14(2):2281753. doi: 10.1080/20008066.2023.2281753. Epub 2023 Dec 7.

Abstract

Background: Adequate adaptation of the autonomic nervous system (ANS) is crucial in potentially life-threatening situations. The defence cascade provides a descriptive model of progressing dominant physiological reactions in such situations, including cardiovascular parameters and body mobility. The empirical evidence for this model is scarce, and the influence of physiological reactions in this model for predicting trauma-induced intrusions is unresolved.Objectives: Using a trauma-film paradigm, we aimed to test physiological reactions to a highly stressful film as an analogue to a traumatic event along the defence cascade model. We also aimed to examine the predictive power of physiological activity for subsequent intrusive symptoms.Method: Forty-seven healthy female participants watched a stressful and a neutral film in randomized order. Heart rate (HR), heart rate variability (HRV), and body sway were measured. Participants tracked frequency, distress, and quality of subsequent intrusions in a diary for 7 consecutive days.Results: For the stressful film, we observed an initial decrease in HR, followed by an increase, before the HR stabilized at a high level, which was not found during the neutral film. No differences in HRV were observed between the two films. Body sway and trembling frequency were heightened during the stressful film. Neither HR nor HRV predicted subsequent intrusions, whereas perceived distress during the stressful film did.Conclusions: Our results suggest that the physiological trauma-analogue response is characterized by an orientation response and subsequent hyperarousal, reaching a high physiological plateau. In contrast to the assumptions of the defence cascade model, the hyperarousal was not followed by downregulation. Potential explanations are discussed. For trauma-associated intrusions in the subsequent week, psychological distress during the film seems to be more important than physiological distress. Understanding the interaction between physiological and psychological responses during threat informs the study of ANS imbalances in mental disorders such as post-traumatic stress disorder.

Antecedentes: La adaptación adecuada del SNA desempeña un papel crucial en situaciones potencialmente mortales. La cascada de defensa proporciona un modelo descriptivo de las reacciones fisiológicas progresivas y dominantes en tales situaciones, incluidos los parámetros cardiovasculares y la movilidad corporal. La base empírica de este modelo es escasa, y del mismo modo, la influencia de las reacciones fisiológicas dentro de este modelo para predecir intrusiones inducidas por traumas no está resuelta.

Objetivos: Utilizando un paradigma de una película de trauma, nuestro objetivo fue probar la reacción fisiológica a una película altamente estresante, que funciona como análogo a un evento traumático a lo largo del modelo de cascada de defensa. En segundo lugar, nuestro objetivo fue examinar el poder predictivo de la actividad fisiológica para intrusiones posteriores.

Método: 47 participantes femeninas sanas vieron una película estresante y otra neutral en orden aleatorio. Se realizo medición de la frecuencia cardiaca (FC), variabilidad de la frecuencia cardiaca (VFC) y el balanceo corporal. Las participaron registraron la frecuencia, la angustia y la calidad de las intrusiones posteriores en un diario durante 7 días consecutivos.

Resultados: Para la película estresante, observamos una disminución inicial de la FC, seguida de un aumento, antes de que la FC se estabilizara en un nivel alto, lo cual no se encontró durante la película neutra. Para la VFC, no observamos diferencias entre ambas películas. El balanceo del cuerpo y la frecuencia de los temblores aumentaron durante la película estresante. Ni la FC ni VFC, pero sí el malestar percibido durante la película estresante, predijeron intrusiones posteriores.

Conclusión: Nuestros resultados sugieren que la respuesta fisiológica análoga al trauma se caracteriza por una respuesta de orientación y una hiperactivación posterior que alcanza un alto nivel fisiológico. En contraste con los supuestos del modelo de la cascada de defensa, la hiperactivación no fue seguida por una regulación a la baja. Se discuten potenciales explicaciones. Para las intrusiones asociadas al trauma en la semana siguiente, el malestar psicológico durante la película parece ser mas importante que el malestar fisiológico. Comprender la interacción entre las respuestas fisiológicas y psicológicas durante una amenaza informa sobre los desequilibrios del SNA en los trastornos mentales como el trastorno de estrés postraumático.

Keywords: PTSD; TEPT; análogo de trauma; autonomic nervous system; cascada de defensa; congelarse; defence cascade; fight; flight; freeze; heart rate variability (HRV); huida; lucha; sistema nervioso autónomo; trauma analogue; variabilidad de la frecuencia cardiaca (VFC).

Plain language summary

We used a trauma-film analogue to examine the defence cascade model and to investigate the influence of psychophysiological response on subsequent intrusions.While we found an orientation phase, upregulation phase, and coactivation indicated by heart rate, no downregulation phase was observed.None of the physiological parameters examined predicted subsequent intrusions, whereas subjective distress during the film did.

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't

MeSH terms

  • Autonomic Nervous System
  • Female
  • Heart Rate
  • Humans
  • Motion Pictures
  • Stress Disorders, Post-Traumatic* / psychology
  • Stress, Psychological / psychology

Grants and funding

This research was funded by the German Research Foundation (Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG) [grant number CR 479/9-1] (http://www.dfg.de/). The work by Sarah Beutler was supported by a fellowship from the Heinrich Böll Foundation. The Article Processing Charges (APC) were funded by the joint publication funds of the TU Dresden, including Carl Gustav Carus Faculty of Medicine, and the SLUB Dresden as well as the Open Access Publication Funding of the DFG.