Účinky fototerapie Litebook EDGE™ na akademický výkon a mozkovou aktivitu (LiteBook)

Jak děti procházejí pubertou, načasování jejich cyklu spánku a bdění se posouvá a pociťují silné nutkání zůstat vzhůru a probudit se pozdě. Velké procento normálních dospívajících proto přichází do školy každý den s nedostatečným spánkem, což může mít značnou daň na jejich studijních výsledcích.

Rostoucí počet studií na lidech ukazuje, že spánek podporuje učení a paměť. Naopak nedostatek spánku má negativní dopad na kognitivní a behaviorální funkce. Relativně málo studií zkoumalo účinky spánkové deprivace na kognitivní výkon u adolescentů. V těchto studiích byla úplná spánková deprivace spojena s poruchou paměti a sníženou výpočetní rychlostí, zatímco částečná spánková deprivace byla spojena s deficitem uvažování a verbální kreativity. Například dospívající muži, kteří spí více než 8 hodin denně, měli výrazně vyšší schopnost uvažování než jejich vrstevníci, kteří spali méně než 8 hodin denně. Některé studie uvádějí, že jednodušší kognitivní procesy, jako je pracovní paměť a výpočetní rychlost, nemusí být významně ovlivněny jedinou nocí spánku omezenou na 4 až 5 hodin. Avšak i mírné omezení spánku na hodinu nebo více, pokud trvá po celý den, může vést k problémům s pamětí tak vážným, jaké byly pozorovány po úplné spánkové deprivaci.

Citlivost mozku dospívajících na jemné poruchy spánku byla zdůrazněna ve studii, kde bylo 12-14letým dětem umožněno hrát stimulující počítačové hry nebo sledovat televizi těsně před spaním. Tato zkušenost má prodlouženou spánkovou latenci, zvýšenou fázi spánku 2 a snížený spánek s pomalými vlnami. Tento mírný stupeň omezení spánku významně narušil konsolidaci verbální paměti Suboptimální trvání spánku u dospívajících bylo také spojeno se špatným výkonem v sériovém testu učení číslic během ranních testovacích sezení, ale ne v odpoledních sezeních. 58–68 % středoškolských studentů dotazovaných v Ontariu uvádí, že se mezi 8. a 10. hodinou ráno cítí „opravdu ospalí“. Úspěchy v časných ranních hodinách tak mohou nejvíce trpět u nevyspalých adolescentů.

Naštěstí je třeba spánek prodloužit jen o skromné ​​množství, aby se zlepšila kognice u dětí. Sadeh ukázal, že výkon v úkolech paměti, pozornosti a bdělosti se u dětí výrazně zlepšil po 1 hodině prodloužení spánku ve třech po sobě jdoucích nocích. Gais a Backhaus také prokázali příznivé účinky spánku na konsolidaci paměti u dětí a dospívajících.

Celkově existují přesvědčivé vědecké důkazy o tom, že školáci, zejména dospívající, mají chronický nedostatek spánku, že míra omezení spánku, kterou zažívají, má prokazatelné účinky na kódování paměti, konsolidaci a rychlost zpracování, a že i mírné zvýšení spánku povede k měřitelným zlepšení kognitivních funkcí. Hlavním důvodem, proč mají adolescenti nedostatek spánku, je přirozeně se vyskytující fázové zpoždění v jejich biologických hodinách, což má za následek sklon zůstávat vzhůru až do pozdních večerních hodin, což je neslučitelné s brzkým vstáváním, které školy obvykle vyžadují. Ošetření světlem ve vhodnou dobu může fázově posunout biologické hodiny a potenciálně tento problém zvrátit.

Hypotéza, kterou vyšetřovatelé navrhují otestovat, je ta, že důsledné ranní používání zařízení pro terapii jasným světlem Litebook Edge™ ve spojení s dvouhodinovým používáním brýlí blokujících modré vlnění před spaním při sledování video obrazovek posune cirkadiánní fázi cyklus spánku a bdění normálních adolescentů. To jim zase umožní usnout dříve a získat větší množství spánku během školního týdne. V důsledku toho se budou snadněji probouzet, během raných hodin se budou cítit více vzhůru a povedou lépe v testech akademického výkonu, pozornosti a pracovní paměti. Světelná terapie zvýší funkční konektivitu prefrontálních oblastí zapojených do pozornosti. Stupeň zlepšení kognice, pozornosti a funkčních a strukturálních měření MRI bude přímo souviset s průměrným časem stráveným každý den aktivací (a pravděpodobně používáním) zařízení, které bude nezávislou proměnnou ve statistických analýzách.

Jedná se o jednoramennou studii a všichni účastníci dostanou aktivní léčbu. Zařízení bylo navrženo tak, aby monitorovalo míru používání a primární statistickou otázkou je, zda existuje významná souvislost mezi mírou používání a zlepšením míry bdělosti, bdělosti a kognitivní výkonnosti.

Tento přístup využívající dobu aktivace zařízení jako nezávislou proměnnou v malé předběžné studii poskytuje několik výhod oproti dvouramennému studiu srovnáváním jasného bílého světla s červeným světlem placeba nebo jiným typem mechanického zařízení. Za prvé, dříve vypočítané míry účinku předpokládaly, že subjekty v obou skupinách budou zařízení používat. Pravděpodobně bude existovat významná variabilita mezi subjekty ve stupni používání, a pokud by jej konzistentně používal pouze zlomek subjektů přiřazených k zařízení s jasným světlem, pak by byl celkový dopad slabší a při analýze dvou skupin by možná chyběl. Použití doby provozu zařízení umožní výzkumníkům porovnat subjekty, které jej používaly ve značné míře, se subjekty, které jej nepoužívají téměř vůbec, a pravděpodobně by poskytlo dobrý odhad toho, jaký přínos plyne z různých stupňů použití.

To je zvláště důležité pro neurozobrazovací složku. Pokud by vyšetřovatelé porovnávali aktivní zařízení se zařízeními s placebem, pak by aktivní zařízení obdržela pouze polovina subjektů se zobrazením neuronů, což by mohlo vést k tomu, že by vyšetřovatelé porovnávali účinky před a po pouze u 8-10 subjektů. V tomto revidovaném návrhu by veškerý neurozobrazený vzorek (n = 16-20) dostal aktivní ošetření, díky čemuž by byla srovnání před a po silnější, zvláště když by byla upravena na dobu trvání aktivace zařízení.

Za druhé, použití trvání aktivace zařízení jako nezávislé proměnné výrazně usnadní nábor. Pokud by vyšetřovatelé použili placebo zařízení, museli by v informovaném souhlasu uvést, že subjekty mohou dostat placebo zařízení, aniž by odhalili, co je placebo. Místo toho mohou nyní vyšetřovatelé v informovaném souhlasu uvést, že všechny subjekty obdrží zařízení, o kterém se domnívají, že je biologicky aktivní, a že nebude použito žádné placebo.

To také zjednodušuje protokol, protože hodnotitelé nemusí být slepí k typu zařízení. Vše, co musí vyšetřovatelé udělat, je zajistit, aby hodnotitelé nevěděli o době trvání aktivace zařízení.