Pulsfrequenzänderung durch Überschallknalle während des Schlafes

Summary

In two experimental series (19 resp. 53 nights, 2 different persons in each series, test-time 10.30 p.m. to 3.00 a.m.) pulse rate after sonic booms had been recorded during sleep. In the first 3 nights the subjects slept undisturbed by noise. In the following 11 resp. 30 nights sonic booms were applied alternately 2 or 4 times. In the main series after 10 more nights without any noise 4 nights with 8 and 16 sonic booms alternately followed. The last 6 undisturbed nights in both series were used as comparison phase. The interval between two sonic booms was 40 min in nights with 2 booms, 20 min in nights with 4 sonic booms and in the nights with 8 and 16 sonic booms 8.6 resp. 4.6 min. Sound level of the sonic booms ranged from 0.48 mbar to 1.45 mbar, 1 mbar [83.5 dB (A)] in the average. The first sonic boom was applied if one of the two subjects had entered the deepest stage of sleep.

Sonic booms induced a biphasic reaction in pulse rate. After an initial increase in frequency with a maximum in the 4th sec pulse rate decreased below the value before sonic boom; it was followed by a slow increase towards the baseline value. This reaction was analysed with special regard to the following factors:

• 1. Intensity. Due to very fast increase of noise intensity there was no significant correlation between the intensity of sonic boom and the pulse reaction.

• 2. Exogenic variables. There is no significant connection between postboom pulse rate and noiselesstime before the sonic boom, theduration of the test series and the ambienttemperature.

• 3. Endogenic variables. No correlation could be found between the stage of sleep and the reaction. On the contrary a very significant correlation was found between the maximum of postboom increase of pulse rate and the pulse rate before boom. With increasing pulse rate the extent of reaction becomes smaller.

Zusammenfassung

In zwei Versuchsserien mit einer Dauer von 19 bzw. 53 Nächten (Versuchszeit ca. 22.30 Uhr bis 3 Uhr) wurde (bei je 2 Versuchspersonen) die Veränderung der Pulsfrequenz durch Überschallknalle während des natürlichen Nachtschlafes geprüft. Nach 3 Ruhenächten wurden 11 bzw. 30 Nächte lang 2 bzw. 4 Überschallknalle im Wechsel appliziert. In der Hauptversuchsserie wurden den Probanden nach weiteren 10 Ruhenächten 4 Nächte lang abwechselnd 8 bzw. 16 Knalle dargeboten. Beide Versuchsserien wurden mit 6 abschließenden Ruhenächten beendet. Die Pausendauer zwischen je 2 Knallen betrug in den Nächten mit 2 Knallen 40 min, mit 4 Knallen 20 min, mit 8 bzw. 16 Knallen 8,6 bzw. 4,6 min. Die Intensität der Knalle erreichte im Schlafraum durchschnittlich etwa 1 mbar (0,48–1,45 mbar).

Der erste Knall wurde ausgelöst, sobald eine der beiden Versuchspersonen die Tiefschlafphase erreicht hatte. Die Überschallknalle lösten in aller Regel einen biphasischen Frequenzverlauf aus, wobei eine anfängliche Pulsfrequenzsteigerung, deren Maximum in der 4. sec liegt, in eine rasche, unter das Ausgangsniveau fallende Frequenzabnahme übergeht, die von einem langsamen Wiederanstieg zum Ausgangswert gefolgt ist. Die Prüfung der Zusammenhänge zwischen dem poststimulatorischen Frequenzverlauf bzw. den einzelnen Frequenzparametern und den Moderatorvariablen ergab folgendes Bild:

• 1. Reizintensität. Zwischen der Intensität eines Reizes und der Pulsfrequenzänderung bestehen keine signifikanten Zusammenhänge. Ursache der stets gleichbleibenden Reizantwort scheint die extrem kurze Anstiegszeit des Schalldrucks zu sein.

• 2. Exogene Moderatoren. Die den Überschallknallen vorausgehende Ruhezeit, die Dauer der Versuchsserie und die Umgebungstemperatur übten keinen Einfluß auf die knallbedingte Frequenzänderung aus.

• 2. Endogene Moderatoren

Während die Schlaftiefe keine Reaktionsänderung bewirkt, besteht zwischen dem Maximum der poststimulatorischen Frequenzsteigerung und der Ruhepulsfrequenz ein signifikantes indirekt proportionales Verhältnis.