Artemis søvn modforanstaltninger (ASCM)

SPECIFIKKE MÅL Efterforskerne har til formål at teste, om lyserød støj kan forbedre søvnresultater og efterfølgende årvågenhed. Efterforskerne sigter yderligere på at teste, om lyserød støj-induceret søvn forbedrer årvågenhed og ydeevne alene om natten eller i kombination med blå-beriget belysning og en lur. Til sidst vil efterforskerne teste, om blå-beriget belysning og en lur kan forbedre årvågenhed og ydeevne i løbet af natten.

HYPOTESER

1. Forskerne antager, at eksponering for lyserød støj under en mulighed for at sove i dagtimerne vil forbedre ventetiden, søvnvarigheden og søvndybden i forhold til en kontroltilstand uden støj.
2. Forskerne antager, at søvn induceret af lyserød støj vil forbedre subjektiv årvågenhed og ydeevne sammenlignet med en kontroltilstand uden støj, som målt ved Karolinska Sleepiness Scale (KSS) og psykomotorisk årvågenhed (PVT).
3. Forskerne antager, at eksponering for et blåt beriget lys og en lur på op til en time vil forbedre subjektiv årvågenhed og ydeevne sammenlignet med et placebolys og ingen lur, som målt ved Karolinska Sleepiness Scale (KSS) og psykomotorisk årvågenhedsopgave ( PVT).

4. Forskerne antager, at søvn induceret af lyserød støj i kombination med eksponering for et blåt beriget lys og en lur på op til en time vil forbedre subjektiv årvågenhed og ydeevne sammenlignet med en kontrolsøvntilstand uden støj og placebolys og ingen lur. , som målt ved Karolinska Sleepiness Scale (KSS) og psykomotorisk vigilance opgave (PVT).

   PRIMÆRE RESULTATMÅL

   • Subjektiv årvågenhed målt ved 9-punkts Likert-type Karolinska Sleepiness Scale (KSS).
   • Objektiv kognitiv præstation målt ved den psykomotoriske årvågenhedsopgave (PVT), en simpel reaktionstidsopgave med udfaldsmål inklusive antal lapses (reaktionstid >500ms) og hastighed (1/reaktionstid).
   • Søvnarkitektur målt ved elektroencefalografi (EEG) inklusive søvnstadium ved opvågning, total søvntid, tid i hvert søvnstadie, søvneffektivitet og latens for søvnindsættelse.

   STATISTISKE ANALYSER For at bestemme virkningen af ​​interventionerne sammenlignet med placebo, vil efterforskerne bruge en lineær mixed-effects model med faste effekter af tilstand (intervention, kontrol), tid (testanfald efter wake-up call), tilstand*tidsinteraktion , og en tilfældig effekt af deltager. PVT lapse-data (tællinger) vil blive kontrolleret for overdispersion, og hvis de opdages, vil en negativ binomial mixed-effects-model med de samme faktorer blive brugt til at analysere lapse-dataene.

   GENEREL PROTOKOLOVERSIGT Deltagere, der består screeningskriterierne og mindst én uge af hjemmeundersøgelsesprocedurerne, vil blive bedt om at give samtykke til denne laboratorieundersøgelse. Deltagerne vil blive randomiseret til interventionsbetingelsen og administrationsrækkefølgen efter samtykke.

   Deltagerne får ikke lov til at køre til eller fra laboratoriet og vil blive forsynet med en bilservice (taxa, Uber, Lyft osv.), eller de kan arrangere, at en ven eller et familiemedlem afleverer dem og henter dem.

   Deltagerne vil blive holdt i et tidsfrit miljø. De vil ikke blive forsynet med nogen enheder, der ville anklage tiden. De vil ikke blive informeret om, hvor længe søvn- og vågenepisoder varer, og heller ikke tidspunktet for studieaktiviteterne. Dette er for at minimere kognitiv bias relateret til viden om tidspunktet på dagen (f.eks. kan folk være mere tilbøjelige til at vurdere sig selv som søvnige midt om natten).

   Deltagerne vil gennemføre en timetest gennem deres tid i laboratoriet, undtagen når de sover. Hyppigere test kan forekomme, når du vågner fra søvn. Denne test vil bestå af de test, der er beskrevet nedenfor.

   Deltagerne får tre måltider i løbet af deres ophold i laboratoriet. Disse måltider vil blive leveret baseret på deltagerens kostrestriktioner og personlige præferencer.

   En undersøgelsesmedarbejder vil til enhver tid forblive hos deltageren, mens deltageren er vågen for at sikre, at deltageren ikke falder i søvn ved et uheld og for at overvåge deltageren, mens han tager prøver. Deltageren får lov til at spille spil og tale med undersøgelsens medarbejder, når han ikke gennemfører undersøgelsesprocedurer.

   DETALJERET PROTOKOL Deltagerne vil blive bedt om at ankomme til laboratoriet tre timer efter deres sædvanlige vågnetid. De vil blive studeret i et privat rum og vil blive overvåget via et videolink til laboratoriets kontrolrum. Ved ankomsten vil de give en urinprøve, som vil blive brugt til toksikologisk screening. De vil derefter blive orienteret om at studere procedurer og vil gennemføre praksisprøver. De vil derefter blive udstyret med EEG-hætten og vil blive forsynet med sovehovedtelefonerne, som vil blive indstillet til at levere lyserød støj eller stilhed. Værelset vil blive mørklagt, og deltageren vil blive bedt om at komme i seng cirka syv timer efter hans/hendes sædvanlige vågnetid og vil blive bedt om at prøve at sove i fire timer.

   Ved afslutningen af ​​denne fire timers søvnmulighed vil deltageren blive vækket (hvis han sover) og vil påbegynde en ti-timers semi-konstant holdningsprotokol i svagt lys < 5 lux for at indsamle det svage lys melatonin-debut (DLMO). I løbet af denne tid vil deltagerne give spytprøver hver time til vurdering af melatonin, som er en markør for døgnrytmen. Deltagerne vil blive bedt om at blive siddende i 20 minutter før hver prøvetagning, fordi holdningsændringer kan påvirke mængden af ​​melatonin, der måles i en prøve. Testning vil blive planlagt til størstedelen af ​​de 20 minutter før prøven for at minimere byrden for deltageren.

   Efter DLMO-indsamlingen vil deltageren få en times mulighed for at sove i lur eller, i placebotilstand, blive bedt om at blive siddende og deltage i rolige aktiviteter under ~150 lux lys. Efter hvilepausen vil lysene enten blive tændt til det blåberigede lys eller forblive ~150 lux lys afhængigt af randomiseringstilstanden.

   Efter at have brugt 25 timer i laboratoriet, vil deltagerens elektroder blive fjernet, og deltageren sendes hjem. Deltageren vil blive informeret om, at de kan og bør sove lur ved hjemkomsten. De vil også blive mindet om ikke at køre bil eller deltage i risikable aktiviteter, før de har haft mulighed for at komme sig over det undersøgelsesinducerede søvnmangel.

   PRØVER

   Følgende test vil blive udført af alle deltagere:

   Psykomotorisk årvågenhedsopgave. Vores benchmark præstationsmål vil være den psykomotoriske årvågenhedstest (PVT). Denne test har vist sig at være følsom over for døgnvariation og søvntab. PVT involverer en 5- eller 10-minutters reaktionstid (RT) præstationstest, hvor deltageren er forpligtet til at opretholde de hurtigst mulige RT'er til en simpel visuel stimulus. Inter-stimulus-intervallet involverer en høj signalhastighed, der tilfældigt varierer mellem 2 og 10 sekunder. En række præstationsmålinger, der viser stabil døgnvariation, opnås fra hvert PVT-forsøg, herunder antallet af lapses, optimale responstider, falske alarmer og karakteristikaene for vagtsomhedsnedsættelsesfunktioner (dvs. hældning, y-opskæring) som et resultat af tiden på opgave. Forskellige transformationer anvendt på variable reducerer inter-subjektvariabilitet og giver stabile estimater af cirkadisk variation. PVT-ydeevneparametre har vist sig at variere synkront med cirkadisk fase.

   Karolinska søvnighedsskala. Karolinska Sleepiness Scale (KSS) er en meget følsom subjektiv måling for søvnighed. Skalaen består af en ni-punkts Likert-skala (elementer inkluderer: 1 = ekstremt opmærksom, 2= meget opmærksom, 3 = opmærksom, 4= temmelig opmærksom, 5 = hverken vågen eller søvnig, 6 = nogle tegn på søvnighed, 7 = søvnig - men ingen problemer med at forblive vågen, 8 = søvnig - en vis indsats for at holde sig vågen, og 9 = ekstremt søvnig - kæmpe søvn). KSS vil blive administreret, før en deltager går i seng, før deltageren vender tilbage til at sove om natten, og om morgenen, når han vågner.

   Visuelle analoge skalaer (VAS) af humør. En serie af 100-punkts bi-forankrede humørskalaer, herunder følgende par: årvågen-søvnig, munter-elendig, rolig-spændt, deprimeret-opstemt, stresset-afslappet, fredelig-fjendtlig, grådig-generøs, aggressiv-letargisk, sløv- energisk. Deltagerne skal markere på den vandrette linje for at angive, hvordan de har det i øjeblikket.

   Erkendelsesbatteriet. Kognition er et neurokognitivt vurderingsværktøj, der dækker de vigtigste kognitive domæner (dvs. eksekutiv, episodisk hukommelse, kompleks kognition, social kognition og sansemotorisk hastighed) via 10 korte tests. Testbatteriet er udviklet til National Aeronautics and Space Administration (NASA) og specielt designet til at vurdere kognitive funktioner hos astronauter.

   Morphed Faces Opgave. Deltagerne ser en serie billeder, der blev skabt ved separat at omdanne et neutralt ansigt med 3 forskellige følelsesmæssige ansigter (Vred, Glad og Ked af det), og skabe 3 forskellige sæt billeder, der hver spænder fra neutral til vred, glad eller trist. Deltagerne vil se ansigter og blive bedt om at identificere hvert ansigts følelsesmæssige kategori, samt vurdere deres fortolkning af dets intensitet og valens (negativ til positiv).

   Selvrapporteret præstationsvurdering. Deltagerne vil blive bedt om at vurdere, hvor godt de troede, de klarede sig efter hver testkamp på en 7-trins skala, der spænder fra "ekstremt god" til "ekstremt dårlig".

   Karolinska døsighedstest (KDT). Deltagerne vil blive bedt om at fiksere et punkt i tre minutter uden at bevæge sig eller blinke (Putilov og Donskaya, 2013). KDT giver EEG-data med relativt få artefakter knyttet til bevægelser eller øjenblink.

   MÅL Temperaturaflæsninger. Trommetemperaturen vil blive overvåget ved hjælp af et øretermometer af hospitalskvalitet. Med en halv times intervaller vil uddannet forskningspersonale tage to temperaturmålinger, som vil blive registreret og plottet af undersøgelsespersonale. Hvis temperaturaflæsningerne afviger med mere end én grad, foretages en tredje måling. Hvis temperaturaflæsninger når 100 grader Fahrenheit, vil den medicinske monitor blive konsulteret for yderligere instruktion. Formålet med overvågning af kropstemperatur er, at vi kan opnå et estimat af en persons døgnrytme under undersøgelsen.

   Spytprøver. Spytprøver vil blive indsamlet hver time under DLMO-delen af ​​undersøgelsen. Deltageren vil blive bedt om at spytte ned i et lille reagensglas og fylde det halvt. Disse prøver vil blive brugt til at måle melatonin.

   Vitale tegn. Blodtryk og vitale tegn vil blive overvåget hver sjette time, fra det tidspunkt, hvor deltageren ankommer til laboratoriet, af en lille, bærbar blodtryksmåler og manchet. Hvis deltageren har vitale tegn, der falder uden for det normale område, vil undersøgelsens efterforskere straks informere den vagthavende læge. Hvis lægemonitoren rådgiver det, vil undersøgelsen blive afsluttet, og investigatorteamet vil sørge for, at deltageren får en medicinsk evaluering.

   STUDIEBEFOLKNING Undersøgelsespopulation. Undersøgelsespopulationen inkluderer ikke astronauter. Efterforskerne vil rekruttere raske deltagere mellem 18 og 60 år.

   Prøvestørrelse. Vores foreslåede undersøgelse involverer undersøgelse af flere resultater. Den mest veldefinerede og følsomme markør for søvntab, der i øjeblikket bruges i rumflyvninger og laboratorieundersøgelser, er PVT. Som sådan har efterforskerne baseret vores effektberegninger på forventede ændringer i PVT-ydelse, der har været forbundet med kronisk delvist søvntab. Baseret på et papir, der beskriver effektstørrelser for ændringer i PVT under forskellige betingelser med søvntab, forventer forskerne, at effektstørrelsen for ændringen i PVT (1/RT) mellem tilstande vil være cirka 1,21 (Basner og Dinges, 2011). Ved at bruge disse antagelser kræver efterforskerne 8 deltagere pr. tilstand (24 i alt) for at detektere en ændring i ydeevne med 80 % effekt ved et alfa-niveau på 0,05. Som sådan planlægger efterforskerne at rekruttere minimum 30 deltagere op til maksimalt 40 deltagere for at tage højde for personer, der dropper ud af undersøgelsen, eller som ikke overholder protokollen.

   INKLUSION/EXKLUSIONSKRITERIER

   Screeningskriterier for inklusions-/eksklusionskriterierne er beskrevet detaljeret i den ledsagende protokol. Deltagerne skal gennemføre og bestå alle screeningsprocedurer i screenings- og hjemmeundersøgelsesprotokollen for at være berettiget til denne undersøgelse:

   Efterforskerne forventer, at de vil studere lige mange kvinder og mænd i alderen 18-65 år. Personer, der er præ-menopausale, skal være mindst seks måneder efter fødslen, ikke amme og ikke planlægge en graviditet i den umiddelbare fremtid. Personer, der er gravide, vil blive udelukket fra denne undersøgelse, fordi døgnrytmeforstyrrelser i form af skifteholdsarbejde er forbundet med ugunstige graviditetsudfald. Personer, der er præ-menopausale, vil også blive tilbudt en uringraviditetstest under screeningsprocessen. Personer, der er på præventionsmedicin, vil kunne fortsætte deres sædvanlige behandling.

   Personer med en historie med alvorlige kroniske lidelser eller psykisk sygdom vil blive udelukket fra undersøgelsen. Det er ikke muligt at liste alle kroniske tilstande, der kan være ekskluderende på grund af antallet af medicinske tilstande, der ville medføre, at en person ikke er berettiget. Kort sagt, historie med hjertesvigt/sygdom, kræft, diabetes, kramper, luftvejssygdomme, søvnforstyrrelser og lupus er eksempler på tilstande, der vil blive betragtet som ekskluderende. Derudover vil personer, der scorer uden for foruddefinerede tærskler på sundhedsscreeningsspørgeskemaer, også blive udelukket (som beskrevet tidligere).

   Søvn/vågen historie. Under udfyldelsen af ​​de foreløbige telefon- og screeningsspørgeskemaer efter samtykke, vil deltagerne blive stillet en række spørgsmål om deres nuværende, tidligere og fremtidige sædvanlige søvn-/vågentidsplan, herunder deres sædvanlige og foretrukne senge- og vågnetider. Frivillige med en historie med natarbejde i den foregående 1-måneders periode eller transmeridianrejser (på tværs af >2 tidszoner) i de tre måneder forud for undersøgelsen vil blive udelukket. For at udelukke potentielle forsøgspersoner med forsinkede eller fremskredne søvn-/vågningsforstyrrelser fra deltagelse i undersøgelsen, vil kun forsøgspersoner med en rapporteret sædvanlig sengetid før kl. 3 og vågnetid efter kl. Alle frivillige vil blive informeret om, at for at være berettiget til deltagelse i laboratorieundersøgelsen, skal de opretholde en regelmæssig (± 30 minutter) 8,5-timers søvnplan i op til tre uger. Personer, der ikke er i stand til eller ønsker at påtage sig denne forpligtelse (f.eks. dem med uregelmæssige tidsplaner), vil blive udelukket fra frivilligt arbejde til undersøgelsen. Overholdelse vil blive overvåget ved hjælp af en søvn-/vågningslog og håndledsaktivitetsmonitor.

   Uddannelse og sprog. Efterforskerne forventer ikke at studere personer, der ikke forstår engelsk, i betragtning af kravet om, at forsøgspersoner fuldt ud forstår de detaljerede procedurer, der er involveret i undersøgelsen. Det er væsentligt, at alle fag er i stand til at kommunikere hyppigt og tilstrækkeligt med studiepersonalet gennem hele studiet.

   Gravide mennesker. På grund af søvnforstyrrelser vil personer, der er gravide, blive udelukket fra denne undersøgelse som en sikkerhedsforanstaltning, da forstyrret søvn er en potentiel risikofaktor for ugunstige graviditetsresultater såsom præeklampsi og for tidlig fødsel.

   Toksikologisk skærm. Deltagerne skal give en urinprøve og udfylde en alkometer ved ankomsten til deres første laboratoriebesøg. Denne skærm vil blive brugt til at bekræfte, at deltagerne er fri for misbrugsstoffer, herunder amfetamin, barbiturater, benzodiazepiner, kokain, marihuana, MDMA (ecstasy), metadon, metamfetaminer, opiater, oxycodoner, koffein og nikotin. Tilstedeværelsen af ​​eventuelle misbrugsstoffer vil resultere i opsigelse fra deltagelse i undersøgelsen. Urinprøver vil blive leveret til en ekstern leverandør til analyse med et kodenummer (ingen identificerbar information vil være inkluderet med prøven). Efterforskerne forventer ikke at modtage resultaterne af denne skærm før efter, at deltageren har gennemført det første laboratoriebesøg på grund af tilgængelighed af laboratoriet. Deltagerne vil blive kompenseret på en forholdsmæssig måde for enhver del af undersøgelsen, som de gennemførte før en positiv toksikologisk screening. De kodede toksikologiske resultater vil blive gemt sammen med deltagerens øvrige undersøgelsesdata. Deltageren vil blive informeret om årsagen til studieafslutningen og vil blive bedt om at tale med den medicinske monitor for yderligere vejledning om deres personlige helbredstilstand. Når en deltager er udelukket, vil navnekodelinket og toksikologiske resultater blive ødelagt. Til IRB-rapportering vil der blive ført en log for at beskrive, hvorfor og hvor mange deltagere der blev udelukket fra undersøgelsen.

   Deltagere vil ikke blive udelukket på grund af etnicitet eller køn.

   UNDERSØGELSESUDSTYR Alle enheder er kommercielle, hyldevarer uden modifikationer og bruges til enhedens formål.

   Lyserød støj. Pink støj vil blive leveret med en lydstyrke på < 50 dB ved brug af støjreducerende hovedtelefoner.

   Blåberiget belysning. Blå-beriget belysning vil blive leveret via en lysindstillet opnå 250 melanopisk EDI i blikvinklen. Dette belysningsniveau er den minimale belysningsstyrke i dagtimerne, der anbefales til døgnrytmesundhed og velvære, og er det krævede belysningsniveau i dagtimerne for rumfartøjer i NASA Standard 3001.

   iPod. Deltagerne vil få udleveret en iPod Touch, som inkluderer en søvndagbog, PVT og KSS.

   Aktigrafi. En lille armbåndsur-lignende enhed (Actiwatch, Philips Respironics, Murrysville, PA, USA) vil blive båret uafbrudt (dvs. dag og nat) i en uge op til den eksperimentelle nat. Actigrafen måler bevægelse og estimerer søvn og vågenhed baseret på denne bevægelse.

   BrainVision EEG-system. Forskerne vil registrere hjernebølgeaktivitet (EEG), horisontal og vertikal (EOG) og muskelaktivitet (EMG) ved hjælp af en elektrodehætte, der er justeret til specifikke steder på deltagerens hoved og ansigt. Optagelserne vil blive overvåget på et display i Fatigue Countermeasures Laboratory Control Room. De digitaliserede data vil blive downloadet til en NASA-computer og brugt til at evaluere søvnresultater.

   STIMULI Der er to interventioner, som deltagerne vil opleve i løbet af undersøgelsen, søvnfremmende (lyserød støj) og vågnefremmende (blå beriget belysning plus en lur). Disse vil blive leveret separat og samlet afhængig af randomisering.

   Deltagerne vil blive forsynet med komfortable hovedtelefoner, som de kan bære i løbet af deres mulighed for at sove i dagtimerne. Hovedtelefonerne vil levere en kontinuerlig lyserød støjlyd, der ikke er større end 50 decibel. Deltagerne får lov til at skrue ned for lyden af ​​den lyserøde støj, hvis de finder den for høj. Deltagerne vil bære hovedtelefonerne uden støj under placebotilstanden.

   Deltagere, der er randomiseret til den blå-berigede lys- og lur-tilstand, vil have det blå-berigede lys tændt under deres natlige ophold i laboratoriet. Lyset vil være slukket i op til en time under luren. Under placebotilstanden vil deltagerne have et overliggende værelseslys på ~150 lux oplyst under deres natlige ophold i laboratoriet. Dette lysniveau afspejler en ældre NASA-standard, som blev brugt i designet af nogle Artemis-køretøjer. Under placebotilstanden vil deltagerne blive bedt om at deltage i rolige aktiviteter såsom læsning i en time.