Virkninger af jernbanevibrationer på søvn og sygdom (BioVib)

Det eksperimentelle søvnstudie har det overordnede mål at uddybe vores forståelse af søvnforstyrrelser ved jernbanevibrationer og støj og ændringer i kardiometabolisk og kognitiv funktion. Til dette formål vil undersøgelsen omhandle følgende undersøgelsesmål:

Mål 1: Bestem de biologiske og neuroadfærdsmæssige konsekvenser af søvnforstyrrelser ved jernbanevibrationer. Vi vil måle søvn hos raske frivillige, og hver morgen vil vi tage blodprøver til metabolomisk metabolisk funktionsanalyse og administrere et neurokognitivt testbatteri. Vi vil sammenligne effekter på søvn, metabolomik, metabolisk funktion og kognitiv funktion mellem rolige nætter og nætter med vibrationer og støj fra jernbanetrafikken. Dosis-respons forhold vil blive bestemt ved at sammenligne nætter med forskellige vibrationsniveauer.

Denne undersøgelse vil finde sted i lydmiljølaboratoriet (SEL) ved Gøteborgs Universitet Institut for Arbejds- og Miljømedicin. SEL er et high fidelity forskningslaboratorium udstyret til at simulere en typisk lejlighed, inklusive tre individuelt lys-, lyd- og vibrationsisolerede private soveværelser. Loftsmonterede højttalere i hvert rum og elektrodynamiske transducere monteret på undersiden af ​​hver seng giver os mulighed for at skabe et realistisk akustisk miljø ved at transmittere lyd- og vibrationseksponeringer fra kontrolrummet til hvert soveværelse individuelt. Vi har tidligere vist, at resultater fra dette laboratorium med høj økologisk validitet er sammenlignelige med resultater fra marken.

Denne undersøgelse har et prospektivt inden-fag cross-over design. Deltagerne (i alt N=24) vil hver tilbringe fem på hinanden følgende nætter i SEL, med mulighed for at sove mellem 23:00-07:00. Dagsøvn vil være forbudt, bekræftet med mål for dagaktivitet via håndledsaktigrafimonitorer, som bæres kontinuerligt gennem hele undersøgelsen. Tre fag vil deltage samtidigt i separate soveværelser. Den første nat er en tilvænningsperiode til undersøgelsesprotokollen og for at blive fortrolig med testprocedurerne. Den anden nat vil være en rolig tilstand uden støj eller vibrationer for at bestemme normal baseline søvn, kardiometabolisk profil og kognitiv ydeevne. Studieaftener 3-5 er vibrationsnætterne og vil blive tilfældigt fordelt på tværs af deltagere ved hjælp af et latinsk kvadratisk design for at undgå førsteordens overførselseffekter. I disse vibrationsnætter vil vibrationer og støj fra jernbanegods blive spillet ind i soveværelserne for at bestemme virkningerne af vibrationer og støj på søvn, kardiometabolisk funktion og kognitiv præstation. 36 tog vil køre hver nat, tilfældigt fordelt over den 8-timers søvnperiode.

Til jernbanevibrationer vil vi bruge syntetiserede signaler baseret på målte data, brugt i tidligere laboratorieundersøgelser. Det er nødvendigt at bruge syntetiseret vibration i stedet for optagede signaler, så vi præcist kan justere eksponeringens akustiske karakter efter behov. Jernbanevibrationer vil blive ledsaget af high fidelity-optagelser af jernbanegodsstøj. Dette er for at maksimere den økologiske validitet af eksponeringerne, da vibrationer sjældent forekommer uden støj, og for at maskere eventuelle mekaniske lyde fra vibrationstransducerne.

Vibrations- og støjeksponeringer vil afspejle realistiske jernbanegodstrafikstøjniveauer, der forekommer i boliger langs jernbanelinjer i Sverige. De maksimale Wm-vægtede vibrationsamplituder i de tre vibrationsnætter vil være henholdsvis 0,5 mm/s, 0,7 mm/s og 0,9 mm/s. Maksimale lydtrykniveauer for individuelle togpassager vil variere mellem 47,2-49,8 dB LAF,max. Togene vil variere fra 11,5 s til 56,9 s i varighed. Alle vibrationsamplituder vil blive kalibreret på sengens madras under en referencevægt på 75 kg for at simulere sengen, der er optaget. Alle lydtrykniveauer vil blive kalibreret til 10 cm over puden i hvert soveværelse forud for undersøgelsen, så disse niveauer nøjagtigt afspejler forsøgspersonernes støjeksponering under søvn.

Hver nat vil vi registrere fysiologisk søvn med polysomnografi (PSG) og hjerteaktivitet med elektrokardiografi (EKG). Hver undersøgelsesmorgen vil forsøgspersonerne give en 2 ml blodprøve, komplet kognitiv testning og besvare spørgeskemaer og vil forlade SEL for at følge deres normale dagtimer. De vender tilbage til SEL kl. 20.00 hver aften for at forberede sig til søvnmålinger. Koffein vil være forbudt efter kl. 15.00, og alkohol vil til enhver tid være forbudt. Fordi lydinduceret høretræthed kan blive påvirket af støjeksponering under deltagernes normale rutiner60, vil de bære et støjdosimeter i løbet af undersøgelsens uge for at registrere deres støjeksponering i dagtimerne. Fordi ekstrem og/eller variabel diætadfærd kan påvirke metabolom/lipoprotein-profilen, vil deltagerne få vejledning om, at de skal spise et lignende aftensmåltid på hver dag i laboratorieundersøgelsen, bekræftet med en maddagbog. Selve måltidet kan være anderledes. for forskellige undersøgelsesdeltagere, fordi undersøgelsen har et inden-fagsdesign.

Søvn vil blive registreret med ambulatorisk polysomnografi (PSG) og hjerteaktivitet med elektrokardiografi (EKG) og fingerpuls fotoplethysmogram. Data optages offline på søvnoptageren og vil blive downloadet og kontrolleret hver undersøgelsesmorgen for at sikre datakvaliteten. Ud over traditionel søvnanalyse udført af forskergruppen ved Göteborgs Universitet, vil rå PSG-data blive brugt til at beregne Odds Ratio Project, en ny målestok for søvndybde og stabilitet.

Hver morgen vil forsøgspersonerne give en 2 ml blodprøve til plasmametabolomisk analyse. For at sikre pålidelige data vil der blive taget blodprøver på samme tidspunkt hver dag for at afbøde cirkadiske effekter, før der spises eller drikkes andet end vand, og hver prøve vil blive håndteret på samme måde, dvs. centrifugeret, alikvoteret og opbevaret i -80C frysere. Forsøgspersonerne vil spise den samme mad hver studieaften for at afbøde diætvirkningerne inden for forsøgspersonen på blodmetabolomet. Ydermere vil en 2-timers oral glukosetolerancetest (OGTT) blive udført om morgenen efter den stille kontrolnat (dvs. efter undersøgelsesaften 2) og efter den tredje vibrationseksponeringsnat (dvs. efter undersøgelsesaften 5). Vi vil måle respons på en 75 g glukosebolus på tidspunkterne 10, 20, 30, 60, 90 og 120 minutter efter glukoseindgivelsen.

Hver morgen vil forsøgspersoner gennemføre et computerstyret kognitivt testbatteri, der tager cirka 20 minutter, som omfatter 10 tests på tværs af en række kognitive domæner (motorisk praksis, visuel objektindlæring, fraktal 2-back, abstrakt matchning, linjeorientering, følelsesgenkendelse, matrix-ræsonnement , substitution af ciffersymboler, ballonanalog risiko, psykomotorisk årvågenhed). Kognitionsdata vil blive analyseret for at bestemme nøglemål for kognitiv hastighed og nøjagtighed, justering for praksiseffekter og sværhedsgraden af ​​stimulussættet.

Forsøgspersoner vil udfylde et batteri af engangs validerede spørgeskemaer for at måle deres generelle helbred (SF-36), kronotype, støjfølsomhed, sædvanlig søvnkvalitet, miljøfølsomhed og gener og søvnforstyrrelser ved støj. Forsøgspersonerne vil også besvare et spørgeskema hver undersøgelse aften og morgen, der involverer spørgsmål om søvnighed (Karolinska Sleepiness Scale), auditiv træthed, søvnforstyrrelser på grund af støj og validerede søvn- og forstyrrelsesspørgsmål.