La Fotopletismografia (PPG) è una tecnologia non invasiva che utilizza un sensore ottico a infrarossi, composto da una sorgente luminosa e da un fotorivelatore posizionati sulla superficie della pelle. Si tratta di un metodo di misurazione ottica che rileva le variazioni volumetriche della circolazione sanguigna.
Il segnale PPG è molto facile da registrare posizionando il sensore sul dito, sul polso o sul lobo dell’orecchio. Lo sviluppo recente di nuove tecnologie commerciali dedicati all’healthcare, inclusi dispositivi indossabili come braccialetti e smartwatch, ha reso tali misurazioni sempre più accessibili per attività di ricerca nel campo delle neuroscienze, anche in ambienti non di laboratorio.
Tra i vari parametri e misurazioni che si possono ricavare dal segnale PPG, una misura di particolare interesse è quella relativa alla frequenza delle contrazioni cardiache, chiamata Frequenza Cardiaca (HR, Heart Rate) e misurata in battiti al minuto (bpm).
La frequenza cardiaca può variare in base ai bisogni fisici del corpo, come l’assorbimento di ossigeno e l’espulsione dell’anidride carbonica. Tale misura corrisponde solitamente al polso misurato in qualsiasi punto periferico del corpo umano. Alcune attività, come l’esercizio fisico, il sonno, l’ansia, lo stress, la malattia o il consumo di droghe, possono provocare variazioni della frequenza cardiaca.
La frequenza cardiaca a riposo per un adulto sano varia normalmente tra i 60 e i 100 bpm. La tachicardia è una frequenza cardiaca elevata, per definizione superiore a 100 bpm a riposo. La bradicardia corrisponde ad una bassa frequenza cardiaca, per definizione inferiore a 60 bpm a riposo. Durante il sonno è tipico un battito lento con frequenze intorno ai 40-50 bpm ed è considerato normale. Quando il cuore non batte con un ritmo regolare, si parla di aritmia. Queste anomalie nella frequenza cardiaca possono talvolta indicare la presenza di una patologia.
Oltre alle applicazioni cliniche, studi psicofisiologici hanno evidenziato la relazione tra le variazioni della frequenza cardiaca e le risposte emotive umane. Infatti, la frequenza cardiaca è regolata dal Sistema Nervoso Autonomo (SNA). In particolare, emozioni positive come la gioia o l’apprezzamento attivano il ramo Simpatico (SNS) del sistema nervoso autonomo, riflesse da un incremento della frequenza cardiaca rispetto alla baseline soggettiva. Al contrario, emozioni negative come la paura o la delusione attivano il ramo Parasimpatico (PNS), provocando una diminuzione della frequenza cardiaca. Ulteriori studi hanno evidenziato una relazione tra il segnale HR e alcuni stati mentali, come stress, attenzione focalizzata, sonnolenza e coinvolgimento.
In BrainSigns, questo segnale è incluso come una dimensione nell’indice emozionale o combinato con altri segnali per misurare condizioni di stress.
