Dynamic time warping network analysis of posttraumatic stress symptoms in Japanese first responders

Abstract

Background: A more inclusive approach for addressing the diverse spectrum of mental health experiences is needed. Network theory frames psychopathological complaints as complex dynamic systems, that can be modelled in a network of mutually interacting symptoms. These networks may provide important markers of symptom improvement or exacerbation, and inform strategies for early intervention and treatment. In previous research, we identified five distinct Post-Traumatic Stress Disorder (PTSD) symptom severity trajectories within a cohort of first responders from the Japan Ground Self-Defense Force (JGSDF), deployed following the Great East Japan Earthquake (GEJE) of 2011: Resilient, Recovery, Incomplete Recovery, Late-Onset, and Chronic. Objective: The current study was aimed at investigating differences in symptom dynamics within the four non-resilient PTSD symptom severity trajectories using the innovative method of Dynamic Time Warping (DTW).Method: This study sample was selected from a cohort of 55 632 JGSDF personnel, who completed at least four yearly mental health surveys between 2013 and 2018, and experienced PTSD symptoms over the course of follow-up. DTW, a statistical technique for identifying patterns in time-series data, was employed to model undirected and directed (temporal) symptom networks.Results: The sample consisted of 10211 personnel [97.8% male, mean age 36.7 (SD = 7.5)]. In the undirected DTW analyses, we found that lower network density was associated with a chronic symptom severity trajectory. Directed DTW analyses revealed that in improving post-traumatic stress, dissociation-like symptoms were the first to decrease, whereas emotional reactivity to trauma reminders was the most persistent symptom. In worsening post-traumatic stress, avoidance symptoms emerged earliest, while dissociation-like symptoms were the last to intensify.Conclusions: These findings highlight the importance of DTW network density in the chronicity of symptoms of post-traumatic stress. Furthermore, an increase in avoidance symptoms may serve as an early marker of worsening PTSD, signalling a need for timely intervention.

Antecedentes: Se necesita un enfoque m & aacute;s inclusivo para abordar el diverso espectro de experiencias de salud mental. La teor & iacute;a de redes define las quejas psicopatol & oacute;gicas como sistemas din & aacute;micos complejos, que pueden modelarse en una red de s & iacute;ntomas que interact & uacute;an entre s & iacute;. Estas redes pueden proporcionar indicadores importantes de la mejor & iacute;a o exacerbaci & oacute;n de los s & iacute;ntomas, e informar sobre estrategias para la intervenci & oacute;n y tratamientos tempranos. En investigaciones previas, identificamos cinco distintas trayectorias de gravedad de los s & iacute;ntomas del Trastorno de Estr & eacute;s Postraum & aacute;tico (TEPT) en una cohorte de personal de primera l & iacute;nea de la Fuerza Terrestre de Autodefensa de Jap & oacute;n (JGSDF por sus siglas en ingl & eacute;s), desplegado tras el Gran Terremoto del Este de Jap & oacute;n de 2011: Resiliente, Recuperaci & oacute;n, Recuperaci & oacute;n Incompleta, Inicio Tard & iacute;o y Cr & oacute;nico.Objetivo: El presente estudio tuvo como objetivo investigar las diferencias en la din & aacute;mica de los s & iacute;ntomas dentro de las cuatro trayectorias de gravedad de los s & iacute;ntomas del TEPT no resilientes utilizando el m & eacute;todo innovador de deformaci & oacute;n temporal din & aacute;mica (DTW por sus siglas en ingl & eacute;s).M & eacute;todo: Esta muestra de estudio se seleccion & oacute; de una cohorte de 55.632 miembros del personal de la JGSDF, quienes completaron al menos cuatro encuestas anuales de salud mental entre 2013 y 2018 y experimentaron s & iacute;ntomas de TEPT durante el seguimiento. Se emple & oacute; la t & eacute;cnica estad & iacute;stica DTW para identificar patrones en datos de series temporales, con el fin de modelar redes de s & iacute;ntomas dirigidas y no dirigidas (temporales).Resultados: -La muestra consisti & oacute; en 10.211 personas (97,8% hombres, edad media 36,7 (DE = 7,5). En los an & aacute;lisis DTW no dirigidos, encontramos una menor densidad de red asociada con una trayectoria de gravedad de los s & iacute;ntomas cr & oacute;nicos. Los an & aacute;lisis DTW dirigidos revelaron que al mejorar el estr & eacute;s postraum & aacute;tico, los s & iacute;ntomas relacionados a la disociaci & oacute;n fueron los primeros en disminuir, mientras que la reactividad emocional a los recuerdos del trauma fue el s & iacute;ntoma m & aacute;s persistente. Al empeorar el estr & eacute;s postraum & aacute;tico, los s & iacute;ntomas de evitaci & oacute;n emergieron primero, mientras que los s & iacute;ntomas relacionados a la disociaci & oacute;n fueron los & uacute;ltimos en intensificarse. Conclusiones: Estos hallazgos resaltan la importancia de la densidad de la red DTW para la cronicidad de los s & iacute;ntomas de estr & eacute;s postraum & aacute;tico. Adem & aacute;s, un aumento en los s & iacute;ntomas de evitaci & oacute;n puede servir como un marcador temprano de empeoramiento del TEPT, lo que indica la necesidad de una intervenci & oacute;n oportuna.