LINGUAGEM DOS PADRÕES DE FREQUÊNCIA DO CAMPO BIOELETROMAGNÉTICO: CONTRIBUIÇÕES DA NEUROCARDIOLOGIA

REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.11355087


Sandrielli Letícia Zambrano Marcondes1
Rosa Maria Braga Lopes de Moura2


RESUMO

Pesquisas recentes confirmaram que o coração é um órgão sensorial e atua como um sofisticado centro de codificação e processamento de informações que permite aprender, lembrar e tomar decisões funcionais independentes que não envolvem o córtex cerebral. Tendo em vista que a díade cérebro-coração estão conectados por uma emaranhada rede de nervos e neurotransmissores que garantem a comunicação entre eles, o presente estudo investigou a linguagem dos padrões de frequência do campo bioeletromagnético comprovado pela nova área da fisiologia humana, a  neurocardiologia. Para tanto, a metodologia utilizada foi a revisão sistemática da literatura através de metánalise, pesquisas observacionais e randomizadas nas bases de dados PubMed e Scielo com os descritores “Neurocardiology” e  “Electromagnetic”.

Palavras-chave: Cérebro, Coração,  Eletromagnético, Empatia, Neurocardiologia.

INTRODUÇÃO

A neurocardiologia refere-se às ações fisiológicas do sistema nervoso e cardiovascular compreendendo como as doenças cardíacas influenciam a função nervosa e como esta influencia o funcionamento do coração. Os neurônios dispersos no centro cardiovascular (CV) regulam a frequência cardíaca (FC), a contratilidade dos ventrículos, e o diâmetro dos vasos sanguíneos, alguns neurônios tem ação cardioestimulante e outros no centro cardioinibidor (GUYTON, 2011; VAN DER WALL, 2013).

O controle do sistema cardiovascular é realizado pelo sistema nervoso autônomo (SNA), o qual fornece nervos aferentes e eferentes ao coração, na forma de terminações simpáticas por todo o miocárdio e parassimpáticas para o nódulo sinusal, o miocárdio atrial e o nódulo atrioventricular (AUBERT, 2003).

A influência do SNA sobre o coração é dependente de informações que partem, dentre outros, dos baroceptores, quimioceptores, receptores atriais, receptores ventriculares, modificações do sistema respiratório, sistema vasomotor, sistema renina-angiotensina-aldosterona e sistema termorregulador (COOKE, 1998; PASCHOAL, 2002).

O coração recebe influxos tanto das regiões encefálicas superiores como dos receptores sensoriais espalhados pelo corpo. Os influxos nervosos descem do córtex cerebral, sistema límbico e hipotálamo, para afetar o centro CV. Os três tipos principais de receptores sensoriais que geram influxos para o centro CV são os proprioceptores, os barorreceptores e os quimiorreceptores (SWENNE, 2013). Cabe ressaltar que os barorreceptores monitoram as variações na pressão e no estiramento nas paredes dos vasos sanguíneos, e os quimiorreceptores monitoram a concentração de diversas substâncias químicas no sangue (TORTORA, 2013).

Atualmente, o estresse mental está implicado na fisiopatologia de doenças psiquiátricas, metabólicas e cardiovasculares. No sistema nervoso, reduz o volume do hipocampo e da amígdala e enfraquece as conexões na região frontal e seu aparente prejuízo na concentração e na memória. Além disso, o estresse mental reduz os níveis de fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), que ajuda a promover a neuroplasticidade, particularmente no hipocampo e no córtex pré-frontal. Os exames de neuroimagem indicam alterações no volume das regiões temporal, frontal, occipital e subcortical, bem como do hipocampo e da amígdala. Vale ressaltar que o hipocampo é a região do cérebro responsável pelos processos de aprendizagem e memória.

O controle neural está intimamente ligado à frequência cardíaca (FC) com maior ação da via simpática e da menor atividade parassimpática, em contrapartida, a sua redução depende da atividade vagal (RAJENDRA, 2004; PASCHOAL, 2003).

As emoções como raiva, frustração ou ansiedade, os ritmos cardíacos tornam-se mais erráticos e desordenados, indicando menos sincronização na ação recíproca que se segue entre os ramos parassimpático e simpático do sistema nervoso autônomo (MCCRATY, 1998; MCCRATY, 1995).

Em contraste, as emoções como amor ou compaixão, estão associadas a padrões altamente ordenados ou coerentes nos ritmos cardíacos, refletindo uma maior sincronização entre os dois ramos do SNA e uma mudança no equilíbrio autonômico em direção ao aumento da atividade parassimpática (TILLER, 1996).

Tendo em vista as considerações supramencionadas, o presente estudo investigou a linguagem dos padrões de frequência do campo bioeletromagnético comprovado pela nova área da fisiologia humana, a  neurocardiologia.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A amplitude do campo elétrico medida em um eletrocardiograma (ECG) é aproximadamente 60 vezes maior que a amplitude das ondas cerebrais registradas em um eletroencefalograma (EEG). O campo bioeletromagnético do coração é aproximadamente 5.000 vezes mais forte que o campo gerado pelo cérebro e pode ser medido a vários metros de distância do corpo com magnetômetros baseados na tecnologia SQUID (Superconducting Quantum Interference Device). Dessa forma, uma mudança na atividade elétrica do cérebro pode ser observada quando a onda de pressão arterial atinge o cérebro cerca de 240 milissegundos após a sístole. Inúmeros estudos demonstraram que os padrões de entrada neurológica aferente cardíaca para o cérebro não apenas afetam os centros reguladores autônomos, mas também influenciam os centros cerebrais superiores envolvidos na percepção e no processamento emocional (ARMOUR, 1994; FRYSINGER, 1990; SANDMAN 1982).

Uma das principais maneiras pelas quais os sinais e mensagens são codificados e transmitidos nos sistemas fisiológicos é a linguagem dos padrões do campo bioeletromagnético. No sistema nervoso, está bem estabelecido que a informação é codificada nos intervalos de tempo entre os potenciais de ação – padrões de atividade elétrica – e isso também pode se aplicar às comunicações humorais. Vários estudos recentes revelaram que informações biologicamente relevantes são codificadas no intervalo de tempo entre os pulsos hormonais (PRANK, 1998).

A variabilidade da frequência cardíaca (VFC), derivada do ECG, é uma medida das alterações naturais de batimento a batimento na frequência cardíaca que provou ser inestimável no estudo da fisiologia das emoções. A análise da VFC, ou ritmos cardíacos, fornece uma medida poderosa e não invasiva da função neurocardíaca que reflete as interações coração-cérebro e a dinâmica do sistema nervoso autônomo, que são particularmente sensíveis a mudanças nos estados emocionais (TILLER, 1996).

É relevante esclarecer que existe uma ligação entre as emoções e mudanças nos padrões de atividade autonômica eferente (descendente) e aferente (ascendente). Essas mudanças na atividade autonômica estão associadas as mudanças dramáticas no padrão do ritmo cardíaco que geralmente ocorrem sem qualquer alteração na quantidade de variabilidade da frequência cardíaca (COLLET, 1997).

A coerência fisiológica está associada ao aumento da sincronização entre os batimentos cardíacos do eletrocardiograma (ECG) e os ritmos alfa no eletroencefalograma (EEG). Em experimentos medindo os potenciais evocados do batimento cardíaco, descobriu-se que a atividade alfa do cérebro (faixa de frequência de 8 a 12 hertz) é naturalmente sincronizada com o ciclo cardíaco. No entanto, quando os participantes usaram uma técnica de reorientação da emoção positiva para autogerar conscientemente sentimentos de apreciação, a coerência do ritmo cardíaco aumentou significativamente, assim como a proporção do ritmo alfa que foi sincronizado com o coração (MCCRATY, 2002).

A frequência ressonante operando no modo coerente, ocorre entre os ramos simpático e parassimpático do SNA, e observa-se o arrastamento entre os ritmos cardíacos, a respiração e as oscilações da pressão arterial. Isso ocorre porque esses subsistemas oscilatórios estão todos vibrando na frequência de ressonância do sistema. Desse modo, a maioria dos modelos mostra que a frequência ressonante do sistema cardiovascular humano é determinada pelos ciclos de feedback entre o coração e o cérebro (BASELLI, 1994).

A fluidez em qualquer interação social depende em grande parte do estabelecimento de um envolvimento ou vínculo espontâneo entre os indivíduos. Portanto, quando os indivíduos estão envolvidos em uma conversa profunda, começam a sincronizar seus movimentos e posturas, tom de voz, ritmos de fala e duração das pausas  tornando-se vinculados. (HATFIELD, 1994).

Vários estudos investigaram diferentes tipos de sincronização fisiológica ou arrastamento entre indivíduos durante momentos empáticos. Os resultados indicam que nos indivíduos adeptos da empatia, sua fisiologia imitava a do outro. Se a frequência cardíaca de um subia, o mesmo acontecia com a do outro; se a frequência cardíaca desacelerou, o mesmo aconteceu com o outro (LEVENSON, 1997).

O sistema nervoso responde aos campos bioeletromagnéticos produzidos pelos corações de outros indivíduos. Essa é uma habilidade inata que aumenta a consciência e medeia aspectos importantes da verdadeira empatia. Além disso, a capacidade de comunicação pode ser aprimorada, resultando em um nível muito mais profundo de comunicação não-verbal, compreensão e conexão entre as pessoas. Os dados indicam que durante a coerência fisiológica, os sistemas internos são mais estáveis, funcionando com mais eficiência e irradiam campos bioeletromagnéticos contendo uma estrutura mais coerente (TILLER, 1996).

Para determinar se o sinal de ECG de um indivíduo poderia ser detectado no EEG de outro indivíduo durante o contato físico, foi definido um período inicial de 10 minutos (sem contato físico) seguido por um período de 5 minutos em que os indivíduos permaneceram sentados e seguraram a mão da outra pessoa. Desse modo, os participantes foram registrados de mãos dadas em dois conjuntos de condições: mãos nuas e usando luvas de laboratório de látex. O sinal de ECG de um sujeito podia ser claramente detectado no EEG do outro sujeito mesmo quando eles usavam as luvas; no entanto, a amplitude do sinal foi reduzida aproximadamente dez vezes. Isso sugere que, embora um grau significativo de transferência de sinal ocorra por meio da condução da pele, o sinal também é irradiado ou acoplado entre os indivíduos  (MCCRATY, 1998).

Evidências epidemiológicas mostram que episódios de depressão, ansiedade  e hostilidade estão associados com risco aumentado de síndromes coronarianas agudas e morte súbita. Estes elevados riscos associados com fatores psicológicos podem resultar em atividade desproporcional do sistema nervoso autônomo, particularmente, ativação do sistema nervoso simpático e diminuição do parassimpático (MORREE, 2013).

A conexão entre cérebro-coração é apoiada por observação clínica de indivíduos com várias condições neurológicas que demonstram anormalidades substanciais no EEG. Assim, o estresse mental agudo pode induzir isquemia do miocárdio em 30-70% dos pacientes com doença arterial coronariana (DEJONGSTE, 2013; MORREE, 2013).

Estudos de neuroimagem definem uma rede autonômica contendo áreas corticais e subcorticais, através das quais o cérebro controla as funções visceromotoras e o comportamento direcionado a objetivos. Para tanto, o córtex pré-frontal (CPF) têm um papel significativo ao ativar as vias GABAérgicas que exercem controle inibitório sobre a amígdala basolateral. Assim, o evento estressante é modulado pela inibição dos circuitos cardioaceleratórios subcorticais, o que significa que todas essas estruturas neurais podem ser recrutadas criando padrões de resposta específicos ao contexto (THAYE, 2009).

Em um  estudo sobre o espectro de variabilidade da frequência cardíaca (VFC) para avaliar o estresse mental, identificou-se um aumento na potência espectral de baixa frequência e nas desigualdades espectrais totais durante um desafio mental cognitivo. Contrariando essa perspectiva, a expressão da banda de 0,1Hz, frequentemente associada à ativação do barorreflexo arterial, aumentou significativamente. Posteriormente,  esses índices foram utilizados como biomarcadores de estresse e implicaram a hiperatividade barorreflexa em sua psicofisiologia (SANCHEZ-HECHARVARRIA, 2019). Do ponto de vista filogenético, a avaliação de ameaça atua como um gatilho para processos neurológicos complexos que resultam em adaptações como a frequência cardíaca, que levam à sobrevivência das espécies.

Hon e colaboradores (2019), identificaram  a variação da frequência cardíaca, essencial para adaptação do organismo sob estímulos estressantes. Os resultados demonstraram um aumento da VFC após exposição com atividades envolvendo discurso público (WAGER, 2009) e atenção sustentada (CONWAY, 1996).

Em contrapartida, Hansen (2003) identificou redução da VFC durante tarefas envolvendo memória e nos achados de  Verkuil (2009), a VFC reduziu na cognição. Em condições emocionais, os resultados de Jane (2009) ocorreu a redução da banda de alta frequência, e nos estudos de Wager (2009), as bandas de alta frequência são neutras (WAGER, 2009).

Há evidências exponenciais sobre a interação entre cérebro-coração com medidas  apropriadas para beneficiar pacientes com doenças cardiovasculares e cerebrovasculares (VAN DER WALL, 2013). 

CONSIDERAÇÕES FINAIS  

Uma das principais maneiras pelas quais os sinais e mensagens são codificados e transmitidos nos sistemas fisiológicos é a linguagem dos padrões de frequência do campo bioeletromagnético. No sistema nervoso, está bem estabelecido que a informação é codificada nos intervalos de tempo entre os potenciais de ação – padrões de atividade elétrica – e isso também pode se aplicar às comunicações humorais (PRANK, 1998).

O componente do campo bioeletromagnético produzido pelo batimento cardíaco é irradiado para fora do corpo e pode ser detectado a vários metros de distância com magnetômetros baseados no SQUID entre indivíduos que não estavam em contato físico. Os resultados sugerem que quando o indivíduo está fisiologicamente coerente, exibe maior sensibilidade ao registrar os sinais bioeletromagnéticos e os padrões de informação codificados nos campos irradiados pelos corações de outras pessoas. Atualmente, a relação cérebro-coração já é demonstrada através de estudos que comprovam o comprometimento da função cerebral concomitante à cardiopatia (DAEMEN, 2013; VAN DER WALL, 2013).

Sendo assim, conclui-se que os conhecimentos advindos da nova área da fisiologia humana intitulada “Neurocardiologia” podem contribuir para explicar a influência do campo bioeletromagnético na dicotomia saúde e doença bem como para facilitar o diagnóstico de doenças cardiovasculares, cerebrovasculares e disfunção cognitiva entre outras patologias recorrentes.

REFERÊNCIAS

AARBAOUI TE, CHAIX B. The short-term association between exposure to noise and heart rate variability in daily locations and mobility contexts. J Expo Sci Environ Epidemiol. 2019.

ARMOUR JA, ARDELL JL, eds. Neurocardiology. New York: Oxford University Press, 1994.

ARMOUR J, MURPHY D, YUAN B, MACDONALD S, HOPKINS D. GROSS and microscopic anatomy of the human intrinsic cardiac nervous system. Anat Rec. 1997;247(2):289-98.

AUBERT AE, SEPS B, BECKERS F. Heart rate variability in athletes. Sports Med. 2003;33(12):889-919.

BASELLI G, CERUTTI S, BADILINI F, BIANCARDI L, PORTA A, PAGANI M, LOMBARDI F, RIMOLDI O, FURLAN R, MALLIANI A. Model for the assessment of heart period and arterial pressure variability interactions and of respiration influences. Med Biol Eng Comput. 1994.

COOKE WH, COX JF, DIEDRICH AM, TAYLOR JA, BEIGHTOL LA, AMES JE et al. Controlled breathing protocols probe human autonomic cardiovascular rhythms. Am J Physiol. 1998;274(2 Pt 2):H709-18.

CONWAY ARA, ENGLE RW, Individual differences in working memory capacity: More evidence for a general capacity theory. Memory. 1996;4(6):577-90.

DAEMEN, M.J.A.P. The heart and the brain: an intimate and underestimated relation. NethHeart J, 21:53-54, 2013.

DEJONGSTE, M.J.C. Electrical neuromodulation for patients with cardiac diseases. Neth Heart J, 21: 91-94, 2013.

DE MORREE, H.M.; SZABÓ, B.M.; RUTTEN, G.J.; KOP, W.G. central nervous system involvement in the autonomic responses to psychological distress. Neth Heart J, 21:64-69, 2013.

FRYSINGER RC, HARPER RM. Cardiac and respiratory correlations with unit discharge in epileptic human temporal lobe. Epilepsia, 1990.

GUYTON, A.C.; HALL, J.E. Tratado de fisiologia médica. 12ª Ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2011.

HANSEN AL, JOHNSEN BH, THAYER JF. Vagal influence in the regulation of attention and working memory. Int J Psycophysiol. 2003;48(3):263-74.

HATFIELD, E., CACIOPPO, J. T., & RAPSON, R. L. Emotional contagion. Cambridge University Press; Editions de la Maison des Sciences de l’Homme, 1994.

HON EH, LEE ST. Electronic evaluations of the fetal heart rate patterns preceding fetal death, further observations. Am J Obstet Gynec. 1965 Nov 15;87:814-26.Arq Bras Cardiol. 2019; 113(4):734-736.

JANE RD, MCRAE K, REIMAN EM, CHEN K, AHEM GL, THAYER JF. Neural correlates of heart rate variability during emotion. Neuroimage, 2009.

LEVENSON, R. W. Hiding feelings: The acute effects of inhibiting negative and positive emotion. Journal of Abnormal Psychology, 106(1), 95–103, 1997.

MCCRATY R, BARRIOS-CHOPLIN B, ROZMAN D, ATKINSON M, WATKINS AD. The impact of a new emotional self-management program on stress, emotions, heart rate variability, DHEA and cortisol. Integr Physiol Behav Sci. 1998.

MCCRATY R, ATKINSON M, TILLER WA, REIN G, WATKINS AD. The effects of emotions on short-term power spectrum analysis of heart rate variability . Am J Cardiol. 1995.

MCCRATY, R., & CHILDRE, D. The Appreciative Heart: The Psychophysiology of Positive Emotions and Optimal Functioning. Boulder Creek, CA: HeartMath Research Center, Institute of HeartMath, Publication, 2002.

PASCHOAL MA, PETRELLUZZI KFS, GONÇALVES NVO. Estudo da variabilidade da frequência cardíaca em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica. Rev Ciênc Med. 2002;11(1):27-37.

PASCHOAL MA, PETRELLUZZI KFS, GONÇALVES NVO. Controle autonômico cardíaco durante a execução de atividade física dinâmica de baixa intensidade Rev Soc Cardiol. 2003;13(5 supl A):1-11.

RAJENDRA AU, PAUL JOSEPH K, KANNATHAL N, LIM CM, SURI JS. Heart rate variability: a review. Med Bio Eng Comput. 2006;44(12):1031-51.

SANDMAN CA, WALKER BB, BERKA C. Influence of afferent cardiovascular feedback on behavior and the cortical evoked potential. In: Cacioppo JT, Petty RE, eds. Perspectives in Cardiovascular Psychophysiology. New York: The Guilford Press, 1982: 189–222.

SWENNE, C.A. Baroreflex sensitivity: mechanisms and measurement. Neth Heart J, 21: 5860, 2013.

THAYER JF, AHS FREDRIK, FREDRIKSON M, SOLLERS III, JJ, WAGER, TD. A Meta-analysis of heart rate variability and neuroimaging studies: Implications for heart rate variability as a marker of stress and health. Neuroscience and Biobehav Rev.2012;36(2):747-56.

THAYER JF, HANSEN AL, SAUS-ROSE E, JOHNSEN BH. Heart rate variability, Prefrontal Neural Function, and Cognitive Performance: The Neurovisceral Integration Perspective o Self-regulation, Adaptation, and Health. Ann Behav Med. 2009.

TILLER WA, MCCRATY R, ATKINSON M. Cardiac coherence: a new, noninvasive measure of autonomic nervous system order. Altern Ther Health Med. 1996.

SANCHEZ-HECHARVARRIA ME, CHIYA S, CARRAZONA-ESCALONA R, CORTINA-REYNA S, ANDREU-HEREDIA A, et al. Introdução da aplicação do coeficiente de Gini ao espectro de variabilidade da frequência cardíaca para avaliação do estresse mental. Arq Bras Cardiol. 2019; 113(4):725-733.

VAN DER WALL, E.E.; VAN GILST, W.H. Neurocardiology: close interaction between heart and brain. Neth Heart J, 21:51-52, 2013.

VERKUIL B, BROSSCHOT JF, BORKOVEC TD, THAYER JF. Acute autonomic effects of experimental worry and cognitive problem solving: Why worry about worry? Int J Clin Health Psycol. 2009;9(3):439-53.

WAGER TD, VAN AST VA, HUGHES BL, DAVIDSON ML, LINDQUIST MA, OCHSNER KN. Brain mediators of cardiovascular response to social threat. Part I: prefrontal-subcortical pathways and relationship with anxiety. Neuroimage 2009;47(3):836-51.


2https://lattes.cnpq.br/1198252075678764