Metabolické a kognitivní důsledky poruch spánku vyvolaných hlukem

Experimentální studie spánku má zastřešující cíl prohloubit naše chápání experimentálně vyvolaného narušení spánku a změn v metabolických a kognitivních funkcích a určit účinnost potenciální nefarmakologické intervence na podporu spánku. Za tímto účelem se studie bude zabývat následujícími nezávislými cíli:

Cíl 1: Určit souvislosti mezi novými fyziologickými markery spánku a metabolickými a kognitivními funkcemi. Budeme měřit spánek zdravých dobrovolníků pomocí nových a klasických indikátorů architektury spánku. Každé ráno odebereme vzorky krve pro metabolomickou analýzu a podáme baterii neurokognitivních testů.

Cíl 2: Určit biologické a neurobehaviorální důsledky spánku rušeného hlukem. Porovnáme účinky na spánek, metabolomiku a kognitivní funkce mezi tichými nocemi a nocemi s dopravním hlukem.

Cíl 3: Vyhodnoťte účinky nepřetržitého růžového šumu po celou noc. Dílčí cíl 1: Abychom určili, zda nepřetržitý hluk (růžový šum) sám o sobě zlepšuje nebo ruší spánek, budeme zkoumat změny v nových a klasických ukazatelích architektury spánku a poruch vyvolaných růžovým šumem ve srovnání s klidnými základními nocemi. Dílčí cíl 2: Abychom zjistili, zda růžový šum snižuje rušení spánku hlukem z dopravy, budeme zkoumat změny ve fragmentaci a kontinuitě spánku a kortikálním a autonomním vzrušení z nocí s dopravním hlukem i růžovým hlukem ve srovnání s nocemi s pouze dopravním hlukem.

Studie bude provedena v laboratoři zvukového prostředí univerzity v Göteborgu (SEL). SEL je vysoce věrná výzkumná laboratoř vybavená k simulaci typického bytu, včetně tří individuálně oddělených soukromých ložnic s izolací od světla, zvuku a vibrací. Stropní reproduktory v každé místnosti nám umožňují vytvořit realistické akustické prostředí přenosem zvukových expozic z řídící místnosti do každé ložnice samostatně.

Tato studie má prospektivní průřezový design v rámci jednotlivých subjektů. Účastníci (N=12) stráví každý pět po sobě jdoucích nocí v SEL s možností spánku mezi 23:00-07:00. Denní spánek bude zakázán, což se potvrdí měřením denní aktivity pomocí monitorů aktigrafie na zápěstí, které se nosí nepřetržitě po celou dobu studie. Tři subjekty se budou účastnit souběžně, v oddělených ložnicích. První noc je obdobím přivykání na protokol studie a pro seznámení se s testovacími postupy. Studijní noci 2-5 jsou experimentální noci a budou náhodně rozděleny mezi účastníky pomocí latinského čtvercového designu, aby se předešlo efektům přenosu prvního řádu. Každý subjekt bude vystaven jedné noci každého z následujících:

Tichá noc: Nebude přehráván žádný hluk, který slouží jako kontrolní noc k posouzení individuálního základního spánku, metabolického profilu a kognitivní výkonnosti; Noční hluk z dopravy k určení následků spánku narušeného hlukem; Růžový šum noc: Určení vlivu nepřetržitého růžového šumu na spánek; Doprava + růžový hluk v noci: simultánní provoz a růžový hluk při stejných hladinách akustického tlaku jako v noci pouze s provozem a v noci pouze s růžovým hlukem, aby se určily účinky růžového hluku na ochranu spánku tváří v tvář hluku z dopravy.

Každou noc zaznamenáme fyziologický spánek pomocí polysomnografie (PSG) a srdeční aktivitu pomocí elektrokardiografie (EKG). Každé ráno studie poskytnou subjekty 2ml vzorek krve, dokončí kognitivní testování a zodpoví dotazníky a odejdou ze SEL, aby se řídily svou běžnou denní rutinou. Každý večer ve 20:00 se vrátí do SEL, aby se připravili na měření spánku. Kofein bude zakázán po 15:00 a alkohol bude zakázán po celou dobu. Vzhledem k tomu, že zvuková únava způsobená zvukem může být ovlivněna vystavením hluku během běžných rutinních činností účastníků60, budou během týdne studie nosit hlukový dozimetr, aby zaznamenali svou denní expozici hluku. Protože extrémní a/nebo proměnlivé dietní chování může ovlivnit profil metabolomu/lipoproteinu, účastníkům bude poskytnuto doporučení, že by měli každý den laboratorní studie jíst podobné večerní jídlo, potvrzené stravovacím deníkem. Skutečné jídlo samotné se může lišit. pro různé účastníky studie, protože studie má design v rámci předmětů.

Spánek bude zaznamenáván ambulantní polysomnografií (PSG) a srdeční aktivita elektrokardiografií (EKG) a fotopletysmogramem tepu prstu. Data jsou zaznamenávána offline do záznamníku spánku a budou stahována a kontrolována každé ráno, aby byla zajištěna kvalita dat. Kromě tradiční analýzy spánku prováděné výzkumnou skupinou na univerzitě v Göteborgu budou nezpracovaná data PSG použita k výpočtu projektu Odds Ratio, nové metriky hloubky a stability spánku.

Každé dopolední subjekty studie poskytnou 2 ml krevní vzorek pro analýzu plazmatické metabolomiky. Aby byla zajištěna spolehlivá data, budou vzorky krve odebírány každý den ve stejnou dobu, aby se zmírnily cirkadiánní účinky, před jídlem nebo pitím čehokoli kromě vody, a s každým vzorkem bude zacházeno stejným způsobem, tj. odstředěním, rozdělením na alikvoty a uskladněním v mrazácích -80C. Subjekty budou jíst stejné jídlo každý studijní večer, aby se zmírnily dietetické účinky na krevní metabolom v rámci subjektu.

Každé ráno vyplní subjekty počítačovou baterii kognitivních testů, která trvá přibližně 20 minut, která zahrnuje 10 testů z celé řady kognitivních domén (motorická praxe, učení vizuálních objektů, fraktální 2-back, abstraktní párování, orientace na linii, rozpoznávání emocí, maticové uvažování , substituce číslicových symbolů, balónkové analogové riziko, psychomotorická bdělost). Kognitivní data budou analyzována za účelem stanovení klíčových měřítek kognitivní rychlosti a přesnosti, přizpůsobení účinkům praxe a obtížnosti sady podnětů.

Subjekty vyplní baterii jednorázově ověřených dotazníků k měření jejich celkového zdraví (SF-36), chronotypu, citlivosti na hluk, obvyklé kvality spánku, citlivosti na prostředí a obtěžování a rušení spánku hlukem. Subjekty také každý večer a ráno odpoví na dotazník, který bude zahrnovat otázky týkající se ospalosti (Karolinska Sleepiness Scale), sluchové únavy, poruchy spánku hlukem a ověřené otázky týkající se spánku a poruch.

Subjekty budou nosit hlukový dozimetr během týdne studie, aby zaznamenaly svou denní expozici hluku (pouze hladina akustického tlaku, žádné skutečné zvukové záznamy).

Účastníci budou nosit zápěstní aktigrafický monitor nepřetržitě po celou dobu studie a také týden před studií, aby potvrdili obvyklé doby spánku a bdění a změřili úrovně fyzické aktivity.