Effekter af Litebook EDGE™ fototerapi på akademisk præstation og hjerneaktivitet (LiteBook)

Når børn passerer gennem puberteten, skifter tidspunktet for deres søvn-vågen-cyklus, og de oplever en stærk trang til at blive oppe og vågne sent. Derfor kommer en stor procentdel af normale teenagere i skole hver dag med en utilstrækkelig mængde søvn, hvilket kan påvirke deres akademiske præstationer betydeligt.

Et stigende antal menneskelige undersøgelser viser, at søvn fremmer indlæring og hukommelse. Omvendt har søvnmangel en negativ indvirkning på kognitive og adfærdsmæssige funktioner. Relativt få undersøgelser har undersøgt virkningerne af søvnmangel på kognitive præstationer hos unge. I disse undersøgelser var total søvnmangel forbundet med nedsat hukommelsesydelse og nedsat beregningshastighed, mens delvis søvnmangel var forbundet med underskud i ræsonnement og verbal kreativitet. For eksempel havde mandlige unge, der sov mere end 8 timer om dagen, signifikant højere ræsonnementevne end deres jævnaldrende, der sov mindre end 8 timer om dagen. Nogle undersøgelser rapporterede, at enklere kognitive processer såsom arbejdshukommelse og beregningshastighed muligvis ikke bliver væsentligt påvirket af en enkelt nats søvn begrænset til 4 til 5 timer. Men selv mild søvnrestriktion på en time eller mere, når den er vedvarende på tværs af dage, kan føre til hukommelsesproblemer så alvorlige som det ses efter total søvnmangel.

Den unges hjernes følsomhed over for subtile søvnforstyrrelser blev fremhævet i en undersøgelse, hvor 12-14-årige fik lov til at spille stimulerende computerspil eller se fjernsyn lige før sengetid. Denne oplevelse forlængede søvnlatensen, øget fase 2-søvn og reduceret slow wave-søvn. Denne beskedne grad af søvnbegrænsning forringede signifikant konsolidering af verbal hukommelse. Suboptimal søvnvarighed hos unge var også forbundet med dårlig præstation på en seriel ciffer-indlæringstest under morgentestsessioner, men ikke i eftermiddagssessioner. Mellem 58-68 % af de adspurgte gymnasieelever i Ontario rapporterer, at de føler sig "virkelig søvnige" mellem 8 og 10 om morgenen. Således kan præstationer i timerne tidligt om morgenen lide mest hos unge med søvnmangel.

Heldigvis skal søvnen kun forlænges med en beskeden mængde for at forbedre kognitionen hos børn. Sadeh viste, at præstationer på hukommelses-, opmærksomheds- og årvågenhedsopgaver hos børn forbedredes markant efter 1 times søvnforlængelse tre på hinanden følgende nætter. Gais og Backhaus har også vist de gavnlige virkninger af søvn på hukommelseskonsolidering hos børn og unge.

Samlet set er der overbevisende videnskabelig evidens for, at skolebørn, især unge, er kroniske søvnmangel, at graden af ​​søvnbegrænsning, de oplever, har påviselige effekter på hukommelseskodning, konsolidering og behandlingshastighed, og at selv en beskeden stigning i søvn vil resultere i målbare forbedringer i kognitiv funktion. Den primære årsag til, at unge har søvnmangel, skyldes en naturligt forekommende faseforsinkelse i deres biologiske ur, hvilket resulterer i en tilbøjelighed til at blive oppe til langt ud på aftenen, hvilket er uforeneligt med de tider, skolerne typisk kræver. Lysbehandlinger på det passende tidspunkt kan gradvist fremskynde det biologiske ur, hvilket potentielt kan vende dette problem.

Hypotesen, som efterforskerne foreslår at teste, er, at konsekvent morgenbrug af Litebook Edge™-lysterapiapparatet kombineret med to timers brug af blåbølgelysblokerende briller før sengetid, mens man ser videoskærme, vil ændre den cirkadiske fase af søvn-vågen-cyklus for normale unge. Dette vil igen gøre det muligt for dem at falde i søvn tidligere og få en øget mængde søvn i løbet af skoleugen. Følgelig vil de vågne lettere, føle sig mere vågne i de tidlige timer og vil præstere bedre på test af akademisk præstation, opmærksomhed og arbejdshukommelse. Lysterapi vil forbedre den funktionelle forbindelse mellem præfrontale områder, der er involveret i opmærksomhed. Grad af forbedring i kognition, opmærksomhed og funktionelle og strukturelle MR-målinger vil være direkte relateret til den gennemsnitlige tid brugt hver dag på at aktivere (og formodentlig bruge) apparatet, som vil være den uafhængige variabel i de statistiske analyser.

Dette er en enarmsundersøgelse, og alle deltagere vil modtage aktiv behandling. Enheden er designet til at overvåge brugsgraden, og det primære statistiske spørgsmål er, om der er en signifikant sammenhæng mellem brugsgrad og forbedring af mål for vågenhed, årvågenhed og kognitiv præstation.

Denne tilgang med at bruge varigheden af ​​enhedsaktivering som den uafhængige variabel, i en lille foreløbig undersøgelse, giver flere fordele i forhold til en to-arm undersøgelse, der sammenligner skarpt hvidt lys med enten placebo rødt lys eller en anden type mekanisk enhed. For det første antog effektstørrelsesmål tidligere beregnet, at forsøgspersoner i begge grupper ville bruge enheden. Der vil sandsynligvis være betydelig variation mellem emner i brugsgrad, og hvis kun en brøkdel af forsøgspersoner, der er tildelt enheden med skarpt lys, brugte den konsekvent, ville den overordnede effekt være svagere og muligvis gå glip af i en to-gruppeanalyse. Ved at bruge varigheden af ​​enhedens drift vil efterforskerne gøre det muligt for efterforskerne at sammenligne forsøgspersoner, der har brugt det i betydelig grad, med forsøgspersoner, der næsten ikke bruger det overhovedet, og vil sandsynligvis give et godt skøn over, hvor meget fordelene der opnås ved forskellige grader af brug.

Dette er især vigtigt for neuroimaging-komponenten. Hvis efterforskerne sammenlignede aktive versus placebo-enheder, ville kun halvdelen af ​​de neuroimagede forsøgspersoner modtage den aktive anordning, hvilket kan lade efterforskerne sammenligne præ- versus post-effekter hos kun 8-10 forsøgspersoner. I dette reviderede design ville alle neuroimage-prøver (n = 16-20) modtage den aktive behandling, hvilket gør præ-post-sammenligningerne stærkere, især når de justeres for varigheden af ​​enhedens aktivering.

For det andet vil brug af varighed af enhedsaktivering som den uafhængige variabel lette rekruttering markant. Hvis efterforskerne brugte en placebo-anordning, skal de angive i det informerede samtykke, at forsøgspersoner kan modtage en placebo-anordning uden at afsløre, hvad placeboen er. I stedet kan efterforskerne nu angive i det informerede samtykke, at alle forsøgspersoner vil modtage en enhed, som de mener er biologisk aktiv, og at der ikke vil blive brugt placebo.

Dette gør også protokollen enklere, da bedømmere ikke behøver at være blinde for enhedstype. Alt efterforskerne skal gøre er at sikre, at bedømmerne forbliver uvidende om varigheden af ​​enhedens aktivering.