Influencia de los parámetros de frecuencia respiratoria y ratio de inspiración-espiración, sobre el nivel de conductancia eléctrica de la piel.

Introducción

El objetivo fundamental que se persigue con este estudio, es averiguar si existe un patrón respiratorio concreto, con el que puedan conseguirse descensos en la conductancia eléctrica de la piel (CEP), con respecto a la línea base, y que pueda ser generalizable para todos los sujetos. Concretamente pensamos que tanto la inducción de frecuencias respiratorias inferiores a la basal, como la inducción de frecuencias respiratorias en las que los tiempos de espiración sean superiores a los de inspiración, originaría descensos de CEP mayores, que si las frecuencias respiratorias inducidas fueran iguales o superiores a la basal y/o los tiempos de espiración iguales a los de inspiración.



La actividad electrodermal es una medida psicofisiológica que refleja la actividad del sistema nervioso simpático, siendo por consiguiente considerada como un índice fiable del nivel de activación del sujeto, de tal forma, que cuando el sujeto está muy activado (por ejemplo ante una situación de alta emocionalidad), la CEP aumenta y por el contrario, cuando el sujeto está poco activado (como por ejemplo en una situación de relajación), la CEP disminuye.



La respiración, ha sido a lo largo de la historia, una medida ampliamente estudiada, y que se ha convertido en uno de los mecanismos mediacionales más utilizados por los sujetos, para conseguir descensos de la CEP.



La influencia que ha ejercido el entrenamiento respiratorio sobre determinadas enfermedades como por ejemplo la hiperventilación, los trastornos de ansiedad, etc., ha sido a lo largo de la historia, sobradamente demostrada. Los resultados obtenidos por algunos estudios clínicos, después de haber utilizado técnicas respiratorias, han demostrado significativas mejorías en este tipo de trastornos (p. ej. Bonn, Readhead y Timmons, 1984; Clark., Salkovskis y Chalkley, 1985; De Ruiter, Rijken, Garssen y Kraaimaat, 1989; DeGuire, Gevirtz, Kawahara y Maguire, 1991; Grossman, Swart y Defares, 1985; Hibbert y Chan, 1989; Kraft y Hoogduin 1984; Ley, 1991; Lum, 1983; Salkovskis, Jones y Clark, 1986; Van Doorn, Folgering y Colla, 1982. Pero la importancia de la respiración, no se limita a la población clínica; su importancia se extiende a toda la población de sujetos normales, que por múltiples circunstancias desean conseguir estados de relajación.



La posibilidad de descubrir la existencia de dicho patrón respiratorio, puede tener una doble utilidad. Puede ser útil por un lado, para conseguir estados de relajación de forma más sencilla, rápida y efectiva, que con otras técnicas más costosas, y por otro lado, puede servir para disminuir el nivel de activación de los sujetos, en aquellos casos en los que la activación sea alta, como ocurre por ejemplo ante determinadas situaciones de estrés, en los trastornos de ansiedad, etc. Se nos ofrecen dos posibilidades, o bien la aplicación directa del patrón respiratorio encontrado, usándolo como mera técnica de relajación o bien utilizando los parámetros respiratorios que demostraron mejores resultados al disminuir la CEP, para ofrecer instrucciones respiratorias concretas a los sujetos, respecto a ese patrón respiratorio encontrado, y poder así mejorar el aprendizaje con la técnica de biofeedback de la CEP



El hecho de que variables somáticas como por ejemplo la respiración, influyen en otras variables autonómicas como la conductancia, está hoy en día prácticamente asumido. La cuestión que todavía permanece sin resolver es, fundamentalmente si hay un patrón de respiración concreto que sirva para la mayoría de los sujetos y con el cual puedan conseguirse mayores disminuciones de CEP que con el resto.

Hipótesis 1

En aquellos casos en los que la frecuencia respiratoria inducida en el experimento sea menor que la frecuencia respiratoria del sujeto en línea base, se esperan valores de CEP menores, que en aquellos otros casos en los que la frecuencia respiratoria inducida en el experimento, sea mayor o igual que la frecuencia respiratoria basal del sujeto, en cualquiera de las condiciones de ratio de inspiración-espiración.



MÉTODO.



Sujetos.



Se utilizó una muestra de 48 sujetos sanos compuesta por 26 mujeres y 22 hombres, con un rango de edad de 25 a 35 años (M = 29,02; DT = 2,57), siendo su participación en el experimento totalmente voluntaria. La muestra se distribuyó de forma aleatoria en tres grupos de 16 sujetos cada uno.



Instrumentos.



Para la realización de este experimento se utilizó un polígrafo multicanal marca LETICA, modelo polygraph 4006, provisto de distintos módulos. Se utilizó el módulo de la temperatura (TMP 806) para el control de la frecuencia y las fases respiratorias (ratios de inspiración-espiración). A este módulo se le conectó un termistor que fue colocado en una de las cavidades nasales del sujeto, a través del cual se detectaban los ciclos respiratorios, formados por los cambios de temperatura producidos por la inhalación y exhalación del aire. De esta forma podían almacenarse y registrarse gráficamente dichos cambios. Se utilizó también el módulo de CEP (SCC 316) para la medición de los niveles de la conductancia eléctrica de la piel. Para el registro de esta medida psicofisiológica se utilizaron electrodos bipolares de plata cloruro de plata (Ag/ClAg), de 23* 25 mm cada uno.



Se dispone además, de una sala experimental dentro del laboratorio, denominada cámara farady, donde se sitúa el sujeto durante todo el experimento, y que está completamente aislada de ruidos externos y de interferencias electrostáticas.



Para la realización de los experimentos se utilizaron tres programas: CREA.EST, TRV-92 y SMAG-3, los dos primeros instalados en un ordenador, y el SMAG-3 en otro, ambos conectados entre sí y funcionando de forma coordinada y sincrónica. Un ordenador servía para dispensar los estímulos a través del programa TRV-92, y otro para registrar las medidas fisiológicas a través del programa SMAG 3.

Diseño experimental.



Se midió la línea base de los 48 sujetos en frecuencia respiratoria y CEP durante 10 minutos. La muestra se distribuyó de forma aleatoria en tres grupos de 16 sujetos cada uno, correspondientes a tres condiciones experimentales o ratios de inspiración-espiración. En el primer grupo (A) los tiempos de inspiración y espiración eran iguales (inspiración = X, espiración = X), en el segundo grupo (B) la espiración duraba lo que la inspiración mas la mitad de ésta (inspiración = Y, espiración = Y+Y/2), y en el tercer grupo (C) la espiración duraba el doble que la inspiración (inspiración = Z, espiración = 2Z). A todos los sujetos de todos los grupos se les indujo a respirar a las mismas frecuencias respiratorias: 6, 10, 14, 18 y 22 c/m, permaneciendo durante 3 minutos en cada una de ellas, con un descanso entre frecuencia y frecuencia de 1 minuto (véase tabla 1).

Procedimiento experimental.



Como medida de control se contrabalancearon las frecuencias respiratorias presentándolas a la mitad de los sujetos de cada grupo en sentido ascendente (6-10-14-18-22) y a la otra mitad en sentido descendente (22-18-14-10-6), de tal forma que la máxima diferencia entre las frecuencias inducidas fuera de 4 ciclos. Además, para el análisis de los datos fue desestimado el primer minuto de medida ya que, tal y como ha sido demostrado (Conde Pastor, Menéndez Balaña y López de la Llave, 2000), la medida de CEP se desestabilizaba durante el primer minuto de respiración inducida a consecuencia de los cambios entre las frecuencias.

RESULTADOS



De cada uno de los 48 sujetos se obtuvieron los valores relativos medios de CEP (valor de CEP con respecto al nivel basal), en cada una de las frecuencias respiratorias inducidas: 6, 10, 14, 18 y 22 c/m, y en los tres grupos o condiciones experimentales: A, B y C.



Se trataba de comprobar si sujeto a sujeto y en cada uno de los grupos de ratio inspiración-espiración por separado, se cumplía la condición planteada en la hipótesis. Para que cada sujeto cumpliera la condición, se exigió que todos los valores relativos de CEP obtenidos en todas las frecuencias respiratorias experimentales inferiores a la del sujeto en línea base, fuesen menores que los obtenidos en las frecuencias respiratorias experimentales iguales o superiores a la del sujeto en línea base. En este caso la variable especificada es dicotómica, es decir, tiene sólo dos valores (cumplir la condición: si/no), y la probabilidad teórica o proporción esperada es de 0,5. Decidimos por tanto utilizar la prueba binomial.



Los resultados obtenidos arrojaron, frente a una proporción esperada de 0,5 en todos los grupos definidos por la ratio de inspiración-espiración, y un nivel de confianza del 95 %, proporciones significativas en todos los casos: Se obtuvo en el grupo A una proporción observada (proporción de casos que cumplen la condición) de 0,88 (p = 0,004), en el grupo B la proporción observada fue de 0,81 (p = 0,021) y en el grupo C la proporción observada fue de 0,88 (p = 0,004).



Observamos en los resultados que la prueba binomial arroja proporciones significativas, tanto en la condición A como en la B o la C. Por tanto debemos entender que las diferencias de proporción encontradas en estos casos no son debidas al azar, es decir, que la inducción de frecuencias respiratorias inferiores a la basal, da lugar a valores menores de CEP que cuando se inducen frecuencias respiratorias iguales o superiores a la basal, ocurriendo esto independientemente de los tiempos de inspiración-espiración.

Hipótesis 2

A igualdad de frecuencia respiratoria inducida experimentalmente, se espera, que cuando el tiempo de espiración sea mayor que el de inspiración, la CEP del sujeto sea menor, que cuando los tiempos de inspiración y espiración sean iguales.



Variables.



La variable independiente utilizada fue el ratio de inspiración-espiración, cuantificado como el tiempo dedicado a cada una de las fases del ciclo respiratorio (inspiración-espiración), y que fue medido en décimas de segundo.



La variable dependiente fue la conductancia eléctrica de la piel. A lo largo de todo el experimento se tomaron medidas del nivel de CEP del sujeto cada 2 segundos, obteniéndose así los valores relativos medios de CEP de todos los sujetos con respecto a su línea base, en las distintas frecuencias respiratorias experimentales y en todas las condiciones. Esta variable se midió m Siemens.



RESULTADOS.



Nos interesa comprobar si se confirma nuestra hipótesis de que existen diferencias significativas en los valores relativos de CEP de los sujetos, entre las tres condiciones de ratio inspiración-espiración o grupos experimentales (A, B y C), en cada una de las frecuencias respiratorias experimentales (6, 10, 14, 18 y 22).



Para el análisis de los datos se decidió utilizar un análisis de varianza de un solo factor para muestras independientes, en cada una de las frecuencias respiratorias inducidas (véase tabla 2).

Los resultados obtenidos, mostraron que con un nivel de confianza del 99 %, no existían diferencias estadísticamente significativas entre las tres condiciones de ratio de inspiración-espiración en las frecuencias 6, 10, 18 y 22. Sin embargo, sí se encontraron diferencias significativas entre las tres condiciones de ratio inspiración-espiración en la frecuencia 14 (F = 4,225; p = 0,021). Hicimos por tanto comparaciones múltiples utilizando la prueba de Tukey (véase tabla 3)

Observamos que las diferencias se daban entre la condiciones A (tiempos iguales de inspiración y espiración) y la condición C (tiempo de espiración doble al de inspiración), siendo la condición C, la que daba lugar a los menores valores de CEP.



Estos resultados pueden observarse a continuación en la figura 1, una vez extraídos los valores relativos medios de CEP obtenidos por los sujetos, en cada una de las frecuencias respiratorias inducidas y en las 3 condiciones experimentales o grupos.

Esta figura ilustra con toda claridad, cómo la condición C es la que favorece los mayores descensos en todas las frecuencias respiratorias, dándose la mayor diferencia entre las condiciones A y C en la frecuencia inducida de 14 ciclos por minuto.

Conclusiones y discusión

De los resultados obtenidos en este experimento pueden extraerse las siguientes conclusiones:



En primer lugar, que la inducción de frecuencias respiratorias menores que la basal del sujeto, origina descensos de CEP significativamente mayores que cuando se le inducen al sujeto frecuencias respiratorias iguales o superiores a la suya basal. Además, se ha podido demostrar que el hecho de obtener descensos de CEP ante la inducción de frecuencias respiratorias inferiores a la línea base, ocurre, tanto cuando los tiempos de inspiración y espiración son iguales, como cuando el tiempo de espiración es superior al de inspiración.



Estos resultados destacan la importancia que tiene la frecuencia respiratoria para conseguir descensos de CEP, y consecuentemente disminuciones en la activación del sujeto.



En segundo lugar, podemos concluir, que es en la condición C, es decir, aquella en la que el tiempo de espiración inducido es el doble al de inspiración, donde los sujetos descienden más su conductancia, fundamentalmente en la frecuencia 14, que por otro lado es la frecuencia donde los sujetos obtienen los menores valores. Podemos observar en la figura 1, que tanto en la frecuencia 6 como en la frecuencia 22, se da un aumento en la CEP con respecto a la línea base, aunque como hemos dicho, incluso en estos casos la condición C sea donde el sujeto presenta menores valores de conductancia. El hecho de que en estas frecuencias se observen aumentos en vez de disminuciones, se debe a que tanto la frecuencia 6 como la frecuencia 22, son frecuencias muy extremas que probablemente disten mucho de la frecuencia basal del sujeto, lo cual obviamente hace que el sujeto, lejos de relajarse lo que hace es activarse, y por tanto, aumentar su CEP.



El descubrimiento de un patrón respiratorio tanto en cuanto a frecuencia respiratoria como en cuanto a ratio de inspiración-espiración, aporta por un lado al investigador, un instrumento más a utilizar en las técnicas de biofeedback, y por otro aporta al terapeuta una herramienta más para utilizar en clínica, con el objeto de disminuir la activación de los sujetos. Pero su mayor aportación, es el hecho, no sólo de descubrir un patrón respiratorio que se repite en la mayoría de los sujetos, sino el que haya sido contrastado experimentalmente.

Bibliografía

- Bonn, J. A.; Readhead, C. P. A. y Timmons, B. H. (1984). Enhanced adaptative behavioural response in agoraphobic patients pre-treated with breathing retraining. Lancet, 665-669.



- Clark, D. M.; Salkovskis, P. M. y Chalkley, A. J. (1985). Respiratory control as a treatment for panic attacks. Journal of Behavior Therapy and Experimental Psychiatry, 16 (1), 23-30.



- Conde Pastor, M.; Menéndez B., F. J. y López de la Llave, A. (2000), Importancia de la estabilización de la actividad electrodermal en relación con la manipulación de ciertos parámetros respiratorios. Psicothema. Vol.12. Oviedo.



- De Ruiter, C.; Rijken, H.; Garssen, B. y Kraaimaat, F. (1989). Breathing retraining exposure and a combination of both in the treatment of panic disorder with agoraphobia. Behaviour Research and Therapy, 27, 647-655.



- DeGuire, S.; Gevirtz, R.; Kawahara, Y. y Maguire, W. (1992). Hyperventilation syndrome and the assessment of treatment for functional cardiac symptoms. American Journal of cardiology, 70, 673-677.



- Grossman, P. Swart, J. C. y Defares, P. B. (1985). A controlled study of a breathing therapy for treatment of hyperventilation syndrome. Journal of Psychosomatic Research, 29 (1), 49-58.



- Hibbert, G. A. y Chan, M. (1989). Respiratory control: its contribution to the treatment of panic attacks. British Journal of Psychiatry, 232-236.



- Kraft, A. R. y Hoogduin C. A. L. (1984). The hyperventilation syndrome. A pilot study on the effectiveness of treatment. British Journal of Psychiatry, 145, 538-542.



- Ley, R. (1991). The efficacy of breathing retraining and the centrality of hyperventilation in panic disorder: a reinterpretation of experimental findings. Behavior Research and Therapy, 29, 301-304.



- Lum, L. C. (1983). Psychogenic breathlessness and hyperventilation. Psychogenic ill health. London: Update Publications.



- Salkovskis, P. M.; Jones D. R. O. y Clark, D. M. (1986). Respiratory control in the treatment of panic attacks: replication and extension with concurrent measurement of behavior and PCO2. British Journal of Psychiatry, 148, 526-532.



- Van Doorn, P.; Folgering, H. y Colla, P. (1982). Control of the end tidal PCO2 in the hyperventilation syndrome: effects of biofeedback and breathing instructions compared. Bulletin European of Physiopathology Respiratory, 18, 829-836.