Výkon, nálada a mozkové a metabolické funkce během různých spánkových plánů (STAVAR)

Tento navrhovaný projekt bude zkoumat, zda bude variabilní nebo stabilní spánkový režim účinnější při minimalizaci neurobehaviorálních a metabolických deficitů, když je celková příležitost ke spánku během dvou týdnů pod doporučenou dobou spánku. Tento projekt zahrnuje mladé dospělé ve věku 21 - 35 let. Po dobu dvou týdnů před pobytovou studií budou vzorce spánku a bdění účastníků hodnoceny pomocí aktigrafie a spánkového deníku. První týden budou účastníci požádáni, aby dodržovali svůj obvyklý plán spánku, zatímco v následujícím týdnu budou účastníci instruováni, aby dodržovali konkrétní plán spánku s možností 8hodinového spánku každou noc během období 7 nocí bez podřimování povoleno.

Po dvou týdnech aktigrafie zahájí účastníci 16denní protokol v laboratoři. Účastníci budou náhodně rozděleni do 1 ze 3 skupin. Všichni účastníci budou mít 8hodinový spánek během prvních dvou nocí (základní noci), které simulují delší spánek typické pro víkendy. Během následujících 5 „týdenních nocí“ budou možnosti spánku účastníků manipulovány v závislosti na jejich přiřazené skupině. Stabilní skupina s krátkým spánkem bude mít 6hodinový TIB v každé z následujících 5 „týdenních nocí“ (8866666). Skupina s proměnlivým krátkým spánkem (8884846) bude mít také celkovou TIB 30 hodin během „týdenních nocí“, i když se TIB v „týdenních nocích“ liší. Noční TIB u dobře odpočinuté kontrolní skupiny bude 8 hodin (8888888). Stejné plány spánku budou implementovány ve druhém týdnu. Protokol skončí 8hodinovou možností spánku 15. noci. Pro každého účastníka zůstanou časy probuzení stejné (tj. vlastní obvyklý čas probuzení účastníka odvozený z vlastního hlášení a aktigrafie) pro všechny TIB. Časy ke spánku se tedy budou postupně oddalovat s klesajícími TIB u skupin s krátkým spánkem.

Baterie kognitivních testů a psychologických škál (cca 30 minut) bude administrována 5x denně v 3hodinových intervalech, počínaje 1,5 hodinou od probuzení.

Osmý den bude zadán úkol kódování paměti, aby se určilo, zda proměnlivý/stabilní krátký spánkový plán méně narušuje získávání dlouhodobé paměti. Během úkolu bude účastníkům předloženo 160 obrázků obsahujících podnět (např. krajiny) nebo žádný podnět na obrazovce počítače. Každý snímek se zobrazí po dobu 2 500 ms a poté bude následovat obrazovka s odezvou, která účastníky vyzve, aby uvedli, zda byl dříve předložen podnět. V den 10 byla náhodně vybrána sada 240 snímků skládající se ze 160 dříve zobrazených snímků (tj. „staré“ obrázky) a 80 „nových“ obrázků bude účastníkům představeno. Účastníci jsou testováni na rozpoznání „starých obrázků“ výběrem na 5bodové škále: (1) rozhodně neviděli, (2) pravděpodobně neviděli, (3) nejsou si jisti, (4) pravděpodobně viděli, ( 5) určitě viděl. Oba úkoly zaberou každý přibližně 25 minut.

OGTT a fMRI sken mozku bude proveden po druhé základní noci 2 (den 3) a poslední „týdenní noci“ každý týden (den 8 a 15). Účastníci budou požádáni, aby provedli 8 hodin nočního půstu před každým OGTT. Ráno v den OGTT bude účastníkům do předloktí zaveden intravenózní katétr. Poté bude odebráno 6 ml vzorků krve vleže/vsedě. Účastníci poté dostanou 75g roztok glukózy, aby dokončili pití během 7-10 minut. V čase 15, 30, 60 a 120 minut bude znovu odebráno 6 ml vzorků krve pro měření změn hladin glukózy a inzulínu.

Kromě OGTT budou výzkumníci používat kontinuální monitorování glukózy k měření glukózových odpovědí na různé spánkové režimy během 16denní studie pomocí glukózového senzoru aplikovaného na zadní část horních paží účastníků. Aby byla zajištěna platnost kontinuálních údajů o glykémii, vyšetřovatelé poskytnou účastníkům tři hlavní jídla každý den, s výjimkou dnů OGTT, kdy bude zajištěn pouze oběd a večeře. Část jídla poskytovaná každý den zajistí, že každý účastník zkonzumuje denní potřebu kalorií a makroživin, a tudíž během studie nepřibere ani nezhubne. Účastníci budou muset dojíst veškeré poskytnuté jídlo.

Během skenování mozku fMRI bude zaznamenáván klidový stav a mozková aktivita související s úkolem. Během části skenování budou účastníci požádáni, aby provedli postupný náběhový úkol s nepřetržitým výkonem (Esterman et al., 2013), kdy účastníkům budou prezentovány fotografie různých scén ve stupních šedi (např. horské a městské scény) náhodným způsobem. Každá scéna je prezentována po dobu 1600 ms s 800 ms překrytím s interpolovanými přechody. Účastníci pak dostanou pokyn ke stisknutí tlačítka, pokud je identifikována konkrétní scéna (např. městská scéna) a zadržet své reakce na jiné scény. Před úkolem bude účastníkům dána příležitost seznámit se s obrázky a mít 1 minutovou cvičnou lekci.

Makrostruktura spánku (tj. trvání různých fází spánku) a mikrostruktura (jako je SWA) budou měřeny polysomnografií (PSG) každou noc. Elektrody budou také připevněny na pokožku hlavy účastníka pro elektroencefalografický (EEG) záznam, kolem očí pro elektrookulografický (EOG) záznam, pod bradu pro elektromyografický (EMG) záznam a na hrudník pro záznam elektrokardiogramu (EKG). Pulzní oxymetrie, neinvazivní metoda, která využívá světelný senzor na manžetě prstu, se používá v první základní noci pro měření saturace kyslíkem, aby se ověřilo, že účastníci netrpí spánkovou apnoe.

Během 16denního protokolu v laboratoři nebudou účastníci smět opustit prostory laboratoře ani se zapojit do jakéhokoli namáhavého cvičení. Pokud nejsou prováděny žádné výzkumné postupy, mohou účastníci trávit svůj volný čas jakoukoli činností, s výjimkou zdřímnutí, cvičení nebo činností, které vyžadují, aby účastníci opustili prostory laboratoře. Účastníci budou pod neustálým dohledem výzkumných pracovníků.