心身科学 第 8 巻第 1 号（ 9 17）（2016）

バイオフィードバックによる心拍変動の増大が脳波に及ぼす影響

雅人＊１）

榊原

本研究はバイオフィードバックによる心拍変動の増大が脳波に及ぼす影響を検討した。大学生 14
名（男性 ５ 名、女性 ９ 名）が実験に参加したが脳波測定に不備があったため、10 名のデータを分析対象とした（男性 ４ 名、女性 ６ 名）。 ５ 分間の安静状態の測定に続いて、 ５ 分間のバイオフィード
バック条件（心拍変動の増大を引き起こす条件）または対照条件（心拍変動の増大を生じない条件）
を ４ 回実施し、これらにおいて心電図と脳波を測定した。他の検討目的のため、これらの条件前後
で反応時間課題を実施した。心拍変動の低周波成分のパワーは対照条件では変化しなかったにもかかわらずバイオフィードバック条件では有意に増大した。脳波アルファ波の相対パワー値は対照条件で漸増したがバイオフィードバック条件ではいったん減少した後に元のレベルに復帰した。これらの結果は、心拍変動バイオフィードバックの手続きが正しく実施されていたことを示唆しているが、心拍変動バイオフィードバックにおける緩徐なペース呼吸は参加者にとってやや難しい課題かもしれない。心拍変動バイオフィードバックについての今後の有効な教示のあり方について考察がなされた。
キーワード：バイオフィードバック、心拍変動、自律神経活動、脳波療法が奏功したときには低下していた HRV が改善することが示唆されている 10）11）12）13）。加えて、安静時

Ⅰ．はじめにHRV の大きさは情動的な反応の制御の程度と関連す
息を吸うと心臓の鼓動は速くなり反対に息を吐くとることが報告されている 14）15）16）。これらのことから、鼓動は遅くなる。この現象は呼吸性不整脈として知ら

HRV の増大は身体的、心理的な適応を反映すること

れ、呼吸活動によって生ずる心拍のゆらぎを端的に表が指摘されている 17）。

している。心拍はこの他にも血圧や体温調節の影響を

こ の よ う な 事 実 を 背 景 に、 バ イ オ フ ィ ー ド バ ッ

受けながら常に複雑にゆらいでいる。このような心拍クによって心拍変動を増大させる技法（heart rateのゆらぎを心拍変動（heart rate variability：HRV）

variability biofeedback：以下、HRV­BF 法）は、喘息、と呼び、これまで自律神経機能を反映した測度として心疾患、繊維筋痛症、大うつ病、PTSD、不眠などス

ストレスや疾病との関係が検討されてきた。
具体的に、トレスに関連する疾患の症状緩和に成果を上げ、特に心拍変動の低下（ゆらぎの減少）はさまざまな身体

これらに共通する抑うつ・不安・不眠の改善に効果を的、心理的ストレッサーへの暴露 １ ） ２ ）や抑うつ、不発揮することが示唆されてきた 18）。一方、HRV­BF

安、PTSD ３ ） ４ ）などの精神障害に関連すること、また、法の効果に関する基礎検討は、圧受容体反射に関わる心疾患における重要なリスク要因 ５ ） ６ ）のひとつと考自律神経機能を高めること 19）、さらに、不安を軽減

えられていることから、ストレスや自律神経障害に関し 20）、睡眠中の休息（回復）機能を高めること 21）なわる脆弱性を反映している。反対に、より大きな心拍どを示してきたが、抑うつの緩和に関わる認知的な側変動は若年者や有酸素能力の高い者でみられ

７ ）８ ）９ ）、＊ 1 ）愛知学院大学心身科学部心理学科（連絡先）〒 470­0195 愛知県日進市岩崎町阿良池 12

面の効果については未だ不明な点が多い。
近年、抑うつの高い者に特有の認知処理が存在する

大うつ病やパニック障害に対して薬物療法や認知行動

愛知学院大学心身科学部心理学科―9―E-mail: msakaki̲0507@yahoo.co.jp

榊原

雅人

ことが明らかにされている。具体的に、ネガティブなⅡ．方自己形容語に対して高抑うつ者は事象関連電位 P300

法

成分の振幅が有意に増大し、潜時は短縮することが報告されている 22）23）。すなわち、抑うつの高い者は認

実験参加者

大学生 14 名（女性 ９ 名，男性 ５ 名）

知におけるネガティビティバイアスが顕著で、自己にを対象としたが、 ４ 名で脳波測定の不備があったた

関連した事象を処理する際、より多くの注意資源（注め 10 名のデータを分析対象とした（女性 ６ 名、男性

意努力）を費やしている。ここで、認知のネガティビ

４ 名、平均年齢 21 歳 0.94［SD］）。

ティバイアスや慢性的な脅威の知覚（不安）に対する装置および測定

心電図測定はワイヤレス生体セ

素地は脳と末梢の統合の障害に起因し、これが心拍変ンサー（RF-ECG, GMS）を左季肋部（左上腹部）に動の低下となって現れることが明らかにされている装着した。センサによって測定された信号はパーソ

24）。例えば、小さな心拍変動は新奇刺激学習で大きな

ナルコンピュータに取り付けた受信部へ無線送信さネガティビティバイアスと相関し 25）、恐怖条件づけれるようになっており、これにより 250Hz のサンプ

反応の消去を遅らせる

26）。つまり、抑うつ状態にある者はストレス回復の遅延を反映しながら心拍変動がリング周波数にて心電図をパーソナルコンピュータ（Endeavor NA601E, Epson）に記録した。

小さく、環境刺激の自動的処理過程でネガティビティ

一方、脳波は国際 10­20 法による Fz、Cz、Pz の位

バイアスをより生じやすいと考えられる。このような置から両耳朶結合を基準電極として単極導出した。実

事実から、心拍変動の増大はストレスからの回復を助

験では自発脳波の他、事象関連電位を測定する目的のけるだけでなく、抑うつ的な認知を調整（改善）する

ため、眼球運動に関わるアーチファクトを監視する目ことが推測されるが、これまでのところ「心拍変動と的で右眼窩部下 １ cm の位置から眼電図を記録した。

抑うつ的認知処理」の検討について、心拍変動を増大

脳波と眼電図の信号は事象関連電位測定のための刺激へ導く介入的な検討は行われていない。

呈示トリガとともにデータレコーダ（XR­10, TEAC）

本研究は、抑うつの程度の高い者において心拍変に 1.5KHz のサンプリング頻度で記録した。
手続き

動を増大させた場合に、彼らに特有の認知処理が調整

防音シールドルーム内ではじめに座位に（改善）されるか否かを検討することを基本構想として ５ 分間の安静状態の測定を行った（baseline）。続ている。この目的のため、実験的な操作として HRV­

いて、事象関連電位を測定する目的で幾何学図形をBF 法を導入して心拍変動を増大させることを試みる

ターゲットとした Go/NoGo 課題を約 10 分間実施しが、本検討ではバイオフィードバックによる心拍変動た。今回の検討では事象関連電位のデータについてはの増大が基本的な皮質活動に影響を及ぼしているかど扱わないため、条件の詳細については別に記載する。

うかを確かめるため、HRV­BF 中の脳波の出現につ

次に、HRV­BF 条件を １ 試行 ５ 分間として ４ 回実施

いて安静時との間で比較検討することを目的とした。

した。ここでは小型 HRV­BF 機器（Stress Eraser®,

前述の Lehrer et al.19） の知見に基づき、HRV­BF が

Helicor）を用いた。

圧受容体反射を刺激していると仮定すると、圧反射の

これは脈波センサに左指尖部を接することで、 １

活性化は皮質活動に影響を及ぼしているという知見

拍毎の脈拍をディスプレイに表示し HRV を増大させから 27）、自発脳波に何らかの変化が生じているのでるようになっている。それぞれの脈拍間隔のデータは

28）

は HRV­BF

標準的な心電図の測定によって得られたデータと高いに関わる脳波の変化を報告していることから、本検討

相関のあることが報告されている 29）。HRV­BF 条件

において HRV­BF の操作が効果を発揮しているならでは、実験参加者になるべくゆっくりとしたペース呼

ば、このような脳波の変化が観察されるのではないか

吸を行うよう指示し、ディスプレイをみながらより大と考えられる。本研究の基本構想では、この仮説の検きな波形を実現するよう教示した。機器は一つ一つの証を経た上で、その後の検討課題として、HRV­BF

波形の下に小さなドットを表示するようになっておの前後でネガティブな自己形容語を瞬間呈示した際のり、これが呼吸のペースや脈拍の円滑な動きなどの状

事象関連電位の変化を検討する予定である。したがっ態を示すようになっている。ドットが １ つのときははないかと予想される。Prinsloo et al.

て、本検討では HRV­BF によって心拍変動の増大が０ 点を与え、さらに呼吸を調整しなければならない

生じる条件と心拍変動の増大を生じない対照条件の脳ことを表している。これに対しドットが ３ つのとき波の反応性を比較検討することを目的とした。

は １ 点を与え、ペース呼吸が適切に行われているこ― 10 ―

バイオフィードバックによる心拍変動の増大と脳波とを示している。ドットが ２ つの場合は 0.5 点となり

Ⅲ．結

それらの中間の状態であることを示す。実験参加者に

果は連続的に １ 点が出るようにペース呼吸を行うよう教示した。この条件の後、再び Go/NoGo 課題を 10分間行った。

心拍変動データ

Mean RR について、条件（HRV

HRV­BF 条件に対する統制条件を測定するため、­BF・Control） 試行（baseline・time １ ・time ２ ・

実験参加者は約 2 週間程度の期間をあけて再度の実験

time ３ ・time ４ ）の二要因分散分析を行った結果、に参加した。安静と Go/NoGo 課題は同様だが、統制試行の要因に有意差がみられたが（F（ 4 /36）=5.992,

条件として実験参加者に小型 HRV­BF 機器のポイン

p<.001）、条件の要因、および条件と試行の交互作用

トがなるべく 0 点を連続して出現するように、HRV­に 有 意 差 は 認 め ら れ な か っ た。 図 1 は HRV­BF と

BF とは対照的に速い頻度の浅い呼吸を実施するよう

Control 条件について試行毎の平均値（および標準誤に求めた。この条件も 1 試行 5 分間として 4 試行実差）を表したものである。いずれの条件も Mean RR施した。なお、HRV­BF 条件と Control 条件の施行

データは徐々に増加しているのがわかる。すなわち、順序は参加者間でカウンタバランスした。

各条件の実施中は心拍が緩徐になったことを示してい分析

各測定期における心電図 RR 間隔のデータる。

（心拍変動データ）は HRV 分析ソフトウエア 30）を用
いて平均 RR（Mean RR）を求めた後、0.04-0.15 Hz
帯域を LF 成分、0.15­0.45 Hz 帯域を HF 成分として
FFT によるスペクトル分析を施し各々の power を求DĞĂŶZ
ZZ;ŵƐͿϵϱϬ

めた（R­R interpolation rate: 4 Hz, FFT spectrum

ϵϬϬwindow width: 256 S, window overlap: 50%）。
一方、脳波データはデータレコーダに記録されたϴϱϬ

ものをパーソナルコンピュータ（Endeavor NA601E,

ϴϬϬ

Epson）に転送し、専用ソフトウエア（Bimutus Ⅱ ,ϳϱϬKISSEI COMTEC） を 使 用 し て 周 波 数 分 析 を 行 っĂƐĞůŝŶĞ dŝŵĞϭた。 こ の 際、Theta（ θ ） 帯 域 を 4 〜 7 Hz、Alpha,ZsͲ&（ α ） 波 帯 域 を 7 〜 13Hz、Beta（ β ） 帯 域 を 15 〜
30Hz として FFT によるスペクトル分析を施しそれ

図1

d
dŝŵĞϮ

dŝŵĞϯ

dŝŵĞϰ

ŽŶƚƌŽůMean RR の変化

ぞ れ の power を 求 め た。 こ の 際、 解 析 ポ イ ン ト は16384point と し て 1 分 析 区 間 を 約 10.92 秒 に 設 定
し、Hanning window を適用した。この分析によっ

次に、LF power について同様に分散分析を施したて得られたθ波・α波・β波の absolute power（絶ところ、条件の要因に有意差がみられた（F（ 1 / 9 ）対 power 値）を合計し、これに対する各々の脳波成=33.481, p<.001）。また、試行にも有意差が認めら分の割合（%）を relative power（相対 power 値）とれた（F（ 4 /36）=10.701, p<.001）。さらに、条件として算出した。

試行の交互作用も有意であった（F（ 4 /36）=13.677,

統計的分析

HRV­BF 条件で予想された心拍変動

p<.001）。図 2 は LF power の平均値
（および標準誤差）の増大が生じているかどうかを確かめるために、心について示したものである。Control 条件では各試行

拍変動の分析によって算出された指標について、条に変化はみられないが HRV­BF 条件では LF power

件（HRV­BF・Control） 試行（baseline・time １・の増加が著しかった。HRV­BF のペース呼吸によっtime ２ ・time ３ ・time ４ ）の分散分析を実施した。

て LF 帯域での心拍変動が確実に生じていることを示

続いて、ペース呼吸による脳波の変化を検討するためしている。

に、各成分の relative power（%）について同様の分散分析を行った。

HF power についても同様に分散分析を実施した
ところ、条件の要因に有意傾向がみられ（F（ 1 / 9 ）=2.125, p<.10）、その他の要因には有意差は認められなかった。図 ３ は HF power の平均値（および標― 11 ―

榊原

雅人

試 行（baseline・time １ ・time ２ ・time ３ ・time

準誤差）について示したものだが、いずれの条件においても power が減少している様子がわかる。こ４ ）の二要因分散分析を行ったところ、Fz と Cz でのことは、HRV­BF 条件では緩徐な呼吸によって心は有意差はみられなかったが、Pz において試行の要

拍変動の生じる帯域が LF へ移行したこと、さらに、因に有意差（F（ 4 /36）=2.662, p<.05）がみられた。

Control 条件では頻度の速い浅い呼吸が行われたこと

表 １ は脳波θ波の relative power の平均値（およびによって HF 帯域の心拍変動の程度（振幅）はごく小

標準偏差）について、各電極位置における HRV­BF

さなレベルで推移していたことがわかる。LF power

条件と Control 条件のデータを試行毎に表したものでの結果も合わせると、HRV­BF 条件ではゆっくりとある。Pz ではいずれの条件も概ね増加する方向へ変したペース呼吸によって HF 帯域外で心拍変動の増大化していることがわかる。

が生じた一方で、Control 条件では HF 帯域内であり次に、α relative power の変化について、同様にながら対照的に小さな心拍変動が起こっていたことが二要因分散分析を行ったところ、Fz と Cz に条件と確かめられた。

試行の交互作用がみられた（Fz: F（ 4 /36）=2.668,
p<.05; Cz: F（ 4 /36）=3.341, p<.05）。表 ２ は脳波
α波 relative power の平均値（および標準偏差）についてそれぞれの電極位置における HRV­BF 条件とControl 条件のデータを各試行毎に表したものであϮ>&ƉŽǁĞĞƌ;ŵƐͿる。Fz お よ び Cz の α relative power は、HRV­BF

ϴϬϬϬ

条件ではいったん減少しながら元のレベルに戻ったがϲϬϬϬControl でははじめから漸増するパターンをみせた。

ϰϬϬϬβ relative power の分散分析の結果からは、条件、

ϮϬϬϬ

試行、それらの交互作用に有意な変化は示されなかっϬた。表 ３ は脳波β波 relative power について上記とĂƐĞůŝŶĞ dŝŵĞϭ,ZsͲ&
図2

dŝŵĞϮ

dŝŵĞϯ

同様に示したものである。

dŝŵĞϰ

ŽŶƚƌŽů

Ⅳ．考察

LF power の変化

本検討は、HRV­BF によって心拍変動の増大を生じる条件に対して心拍変動の増大を生じない対照条件を設定し、自発脳波の反応を比較検討することを目的とした。
ここでははじめに心拍変動データの変化から、

Ϯ

ϯϬϬϬ
ϮϱϬϬ
ϮϬϬϬ
ϭϱϬϬ
ϭϬϬϬ
ϱϬϬ
Ϭ

,&ƉŽǁĞĞƌ;ŵƐͿ

HRV­BF および Control 条件の実験操作の妥当性について考察し、次にそれらの条件における自発脳波の変化について検討する。
結果にみられたように，Mean RR（図 １ ）は HRV­BF と Control 条件のいずれにおいても徐々に増加した。これは心拍が緩徐となったことを示し、いずれĂƐĞůŝŶĞ dŝŵĞϭ,ZsͲ&
図3

dŝŵĞϮ

dŝŵĞϯ

の条件も副交感神経活動が高まる傾向にあったこと

dŝŵĞϰがうかがわれる。Control は呼吸頻度が速いことからŽŶƚƌŽů

参加者に息苦しい状態を誘発することが懸念されたが，おそらく一回換気量を小さくすることで 1 試行

HF power の変化（ 5 分間）を比較的安定的に実施したものと思われた。
Mean RR の増加傾向の結果から HRV­BF と Control
条件のいずれも参加者にストレスを生じさせることは脳波データ Fz、Cz、Pz におけるθ relative powerなかったと考えられた。

の変化についてそれぞれ条件（HRV­BF・Control）― 12 ―

次に、LF power の結果に交互作用がみられた。

バイオフィードバックによる心拍変動の増大と脳波

これは Control 条件における LF power は各試行で変られるように、HRV­BF 条件における LF power の化しなかったが HRV­BF のそれは著しく増加したこ

数値は著しいレベルにあった。LF 帯域ではもともととを示している。これは小型機器を利用しながら一定

血圧の変動成分（Mayer wave）の存在が指摘されての緩徐な呼吸を行ったことによって、呼吸性の心拍変いる 31）。HRV­BF の緩徐なペース呼吸はこの帯域で動が LF 周波数帯域で生じ、HRV­BF 条件の操作が明生じるために、呼吸・心拍・血圧のそれぞれのリズ

確に実施されていたことを意味している。図 ２ にみムが一致して共鳴を生じ、結果的に LF power は著

⴫  ǰ UHODWLYHSRZHU  ߩᄌൻ  )]  &]  3]
%DVHOLQH

7LPH 

7LPH 

7LPH 

7LPH +59%)
&RQWURO                    +59%)
&RQWURO                    +59%)
&RQWURO                    ⴫  ǩ UHODWLYHSRZHU  ߩᄌൻ  )]  &]  3]
%DVHOLQH

7LPH 

7LPH 

7LPH 

7LPH +59%)
&RQWURO                    +59%)
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+59%)
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榊原

しく増大することが指摘されている（Lehrer et al.,19）

雅人

彼らはこの結果から HRV­BF においてリラクセー
ション状態と不安の軽減が生じることを示唆してい2003） 。
これに対し，HF power はいずれの条件においてもる。本実験においては、全体の測定時間に Go/NoGo

減少した（図 ３ ）。このことは、HRV­BF の緩徐な呼課題を含み、時間的制約からペース呼吸について詳し

吸によって生じる心拍変動がより低周波帯域（LF 帯

い教示を実施しなかった。心拍変動 LF 成分の変化に域）へ移行したためであると考えることができる。一は HRV­BF 条件の実施による反応が明確に観察され

方，Control 条件は頻度の速い呼吸を維持するために方法的な妥当性は保たれていたと考えらえるが、反面条件を通して浅い呼吸が続けられたことが HF power

で参加者が心理生理的リラクセーションの状態に積極の低下を引き起こしたと考えられる。すなわち，浅い的に至る要素はあまりなかったかもしれない。
最近では、マインドフルネスの催眠的要素を取り入呼吸によって生じる心拍の変動の程度が小さかったとれた HRV­BF の教示が注目されており 33）、今後の検いえる。
自 発 脳 波 の デ ー タ に つ い て，HRV­BF 条 件 とControl 条 件 で は い ず れ も θ 波 の 割 合（relative

討においては HRV­BF の教示に工夫を加えることが重要であるかもしれない。

power）が徐々に増加したことから（Pz）、今回の検討で実施した呼吸条件は覚醒レベルをやや下げるように働いた可能性があり、５ 分間の呼吸条件（ ４ 回試行）

引用文献

は参加者にとっていずれも単調な課題であったかもし

１）Arai Y., Saul J.P., Albrecht P., Hartley L.H., Lilly L.S.,

れない。

Cohen R.J., Colucci W.S.（1989）Modulation of cardiac

しかしながら、結果に示されたようにα波については HRV­BF 条件と Control 条件の変化パターンにautonomic activity during and immediately after exercise.
American Journal of Physiology, 256, H132-H141.

差違がみられた。具体的に、HRV­BF 条件では安静

２）Grossman, P., Stemmler, G., & Meinhardt, E.（1990）.

baseline から緩徐な呼吸を実施した際にα relative

Paced respiratory sinus arrhythmia as an index of cardiac

power はやや低下しながら試行後半にかけて元の水parasympathetic tone during varying behavioral tasks.

準に復帰したのに対し、Control では安静 baseline かPsychophysiology, 27, 404­416.

ら一貫して漸増するパターンをみせた。このような

３ ）Wang, Y., Zhao, X., O'Neil, A, Turner, A., Liu, X., & Berk,

交互作用は Fz と Cz において観察され、HRV­BF 条

M.（2013）. Altered cardiac autonomic nervous function

件において参加者は当初慣れない緩徐なペース呼吸課

in depression. BMC Psychiatry, 13, 187.

題にやや努力を要した可能性がある。一方、Control

４ ）Chalmers, J.A., Quintana, D.S., Abbott, M.J., & Kemp,

条件は速い頻度の呼吸をしなければならないにもか

A.H.（2014）. Anxiety disorders are associated with

かわらず深い呼吸になることはなく（過換気状態に

reduced heart rate variability: a meta-analysis. Frontiers inは至らず）、 ４ 回の試行を通して平静を保ちながらPsychiatry, 5, 80.

実施されていたことがうかがわれる。一方、β波の５）Routledge, F.S., Campbell, T.S., McFetridge-Durdle,

relative power（Fz・Cz・Pz） に つ い て は HRV­BF

J.A., & Bacon, S.L.（2010）. Improvements in heart rateと Control 条件の差は明らかでなかった。

variability with exercise therapy. The Canadian Journal of

これまで HRV­BF の実施によって一過性の不安感（状態不安）が有意に低下することが報告されているが20）32）、本検討における脳波についての結果は、特に HRV­BF 条件が明確なリラクセーション反応を引

Cardiology, 26, 303­312.
６ ）Villareal, R.P., Liu, B.C, & Massumi, A.（2002）. Heartrate variability and cardiovascular mortality. Current
atherosclerosis reports, 4 , 120­127.

き起こしていなかったことを示している。Prinsloo et７）Shannon, D. C., Carley, D. W., & Benson, H.（1987）.

al.28）は本研究と同様の小型バイオフィードバック機

Aging of modulation of heart rate. American Journal of

器を用いて HRV­BF を誘導する条件と同機器のディ

physiology, 253, H874­H877.

スプレイを観察するのみとする対照条件を設定し、脳８ ）Kuo, T. B. J., Lin, T., Yang, C. C. H., Li, C. L., Chen, C. F.,

波を測定している。その結果、対照条件に比較して& Chou, P.（1999）Eﬀect of aging on gender diﬀerences

HRV­BF 条件ではθ relative power が増加し、反対in neural control of heart rate. American journal ofにβ relative power は低下することを報告している。

physiology, 277, H2233­H2239.

― 14 ―

バイオフィードバックによる心拍変動の増大と脳波９ ）Boutcher, S.H., Nugent, F.W., McLaren, P.F., & Weltman,19）Lehrer, P.M., Vaschillo, E., Vaschillo, B., Lu, S.E., Eckberg,

A.L.（1998）. Heart period variability of trained and

D.L., Edelberg, R., Shih, W.J., Lin, Y., Kuusela, T.A.,

untrained men at rest and during mental challenge.

Tahvanainen, K.U., Hamer, R.M.（2003）. Heart rate

Psychophysiology, 35, 16­22.

variability biofeedback increases baroreﬂex gain and peak
expiratory ﬂow. Psychosomatic Medicine, 65, 796­805.

10）Balogh, S., Fitzpatrick, D. F., Hendricks, S. E., & Paige, S.R.
（1993）. Increases in heart rate variability with successful20）榊原雅人（2010）. 心拍変動バイオフィードバック法による

treatment in patients with major depressive disorder.

不安軽減効果の可能性­特性不安の高い学生の訓練効果から

Psychopharmacology Bulletin, 29, 201­206.

­. 第 39 回日本バイオフィードバック学会学術総会 .

11）Carney, R. M., Freedland, K. E., Stein, P. K., Skala, J. A,

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（平成28年 1 月 6 日 受理）

付

記

本研究は平成26­27年度科学研究費（No.26590168）の助成を受けた。

― 16 ―

Journal of the Institute for Psychological and Physical Science, Vol. 8 , No. 1 , 9 17, 2016

Eﬀect of increasing heart rate variabilityby biofeedback on electroencephalogram
Masahito SAKAKIBARA
Abstract
The purpose of this study was to examine effect of the heart rate variability biofeedback（HRV­BF）on electroencephalogram. Although 14 healthy university students（ 5 men and9 women）participated in this study, data from 10 students were analyzed due to loss ofdata. Electrocardiograms（ECG）and electroencephalograms（EEG）were recorded during a
5 -min baseline period followed by 4 successive 5 -min sessions of the HRV­BF condition forincreasing HRV or by the same periods of Control condition not to increase HRV. Reaction
time tasks were conducted before and after these conditions for another objective of thisstudy. Although the power of low frequency（LF）component of HRV significantly increased
during HRV­BF condition, no consistent change in the LF power was observed during Control
condition. The relative power of alpha in EEG immediately decreased and returned to base level
during HRV­BF condition, while the alpha relative power gradually increased during Control
condition. These results suggest that a valid procedure for increasing HRV was conducted inthis study; however, in part, it may be diﬃcult to perform a slow paced breathing during HRV­
BF. Implications for further useful research of HRV­BF were discussed.
K e y w o r d s : b i o f e e d b a c k , h e a r t r a t e v a r i a b i l i t y, a u t o n o m i c n e r v o u s a c t i v i t y,electroencephalograms― 17 ―