Efectos de la vibración del ferrocarril sobre el sueño y las enfermedades (BioVib)

El estudio experimental del sueño tiene el objetivo general de profundizar nuestra comprensión de la alteración del sueño provocada por la vibración y el ruido de los ferrocarriles y los cambios en la función cardiometabólica y cognitiva. Para ello, el estudio abordará el siguiente objetivo de estudio:

Objetivo 1: Determinar las consecuencias biológicas y neuroconductuales de la interrupción del sueño por la vibración del ferrocarril. Mediremos el sueño de voluntarios sanos y cada mañana obtendremos muestras de sangre para análisis metabolómicos de la función metabólica y administraremos una batería de pruebas neurocognitivas. Compararemos los efectos sobre el sueño, la metabolómica, la función metabólica y la función cognitiva entre noches tranquilas y noches con ruido y vibración del tráfico ferroviario. Las relaciones dosis-respuesta se determinarán comparando noches con diferentes niveles de vibración.

Este estudio se llevará a cabo en el laboratorio de entorno acústico (SEL) del Departamento de Medicina Ambiental y Ocupacional de la Universidad de Gotemburgo. El SEL es un laboratorio de investigación de alta fidelidad equipado para simular un apartamento típico, que incluye tres dormitorios privados con aislamiento individual de luz, sonido y vibración. Los parlantes montados en el techo en cada habitación y los transductores electrodinámicos montados en la parte inferior de cada cama nos permiten crear un entorno acústico realista al transmitir exposiciones de sonido y vibración desde la sala de control a cada habitación de forma individual. Anteriormente hemos demostrado que los resultados de este laboratorio con alta validez ecológica son comparables con los resultados del campo.

Este estudio tiene un diseño cruzado prospectivo dentro de los sujetos. Los participantes (total N = 24) pasarán cada uno cinco noches consecutivas en el SEL, con la oportunidad de dormir entre las 23:00 y las 07:00. Se prohibirá el sueño diurno, confirmado con medidas de actividad diurna mediante monitores de actigrafía de muñeca que se usan de forma continua durante todo el estudio. Participarán tres sujetos simultáneamente, en dormitorios separados. La primera noche es un período de habituación al protocolo del estudio y de familiarización con los procedimientos de la prueba. La segunda noche será una condición tranquila sin ruidos ni vibraciones, para determinar el sueño inicial normal, el perfil cardiometabólico y el rendimiento cognitivo. Las noches de estudio 3 a 5 son las noches de vibración y se asignarán aleatoriamente entre los participantes utilizando un diseño de cuadrado latino para evitar efectos de arrastre de primer orden. En estas noches de vibración, las vibraciones y el ruido del transporte ferroviario se reproducirán en los dormitorios para determinar los efectos de la vibración y el ruido sobre el sueño, la función cardiometabólica y el rendimiento cognitivo. Cada noche se realizarán treinta y seis trenes, distribuidos aleatoriamente durante el período de sueño de 8 horas.

Para la vibración ferroviaria utilizaremos señales sintetizadas basadas en datos medidos, utilizados en estudios de laboratorio previos. Es necesario utilizar vibraciones sintetizadas, en lugar de señales grabadas, para que podamos ajustar con precisión el carácter acústico de la exposición según sea necesario. La vibración ferroviaria irá acompañada de grabaciones de alta fidelidad del ruido del transporte ferroviario. Esto es para maximizar la validez ecológica de las exposiciones, ya que la vibración rara vez ocurre sin ruido, y para enmascarar cualquier sonido mecánico de los transductores de vibración.

La exposición a vibraciones y ruido reflejará niveles realistas de ruido del tráfico ferroviario de mercancías que se producen en las viviendas situadas junto a las vías ferroviarias en Suecia. Las amplitudes de vibración máximas ponderadas en Wm en las tres noches de vibración serán de 0,5 mm/s, 0,7 mm/s y 0,9 mm/s respectivamente. Los niveles máximos de presión sonora de los pasajes de tren individuales variarán entre 47,2 y 49,8 dB LAF, máx. Los trenes variarán de 11,5 sa 56,9 s en duración. Todas las amplitudes de vibración se calibrarán sobre el colchón de la cama, bajo un peso de referencia de 75 kg para simular la cama ocupada. Todos los niveles de presión sonora se calibrarán a 10 cm por encima de la almohada en cada habitación antes del estudio, de modo que estos niveles reflejen con precisión la exposición al ruido de los sujetos durante el sueño.

Cada noche registraremos el sueño fisiológico con polisomnografía (PSG) y la actividad cardíaca con electrocardiografía (ECG). Cada mañana del estudio, los sujetos proporcionarán una muestra de sangre de 2 ml, completarán pruebas cognitivas y responderán cuestionarios y saldrán del SEL para seguir su rutina diurna normal. Regresarán al SEL a las 20:00 cada noche para prepararse para las mediciones del sueño. La cafeína estará prohibida a partir de las 15:00 horas y el alcohol estará prohibido en todo momento. Debido a que la fatiga auditiva inducida por el sonido puede verse afectada por la exposición al ruido durante las rutinas normales de los participantes,60 estos usarán un dosímetro de ruido durante la semana del estudio para registrar su exposición al ruido durante el día. Debido a que el comportamiento dietético extremo y/o variable puede afectar el perfil del metaboloma/lipoproteína, se indicará a los participantes que deben comer una cena similar cada día del estudio de laboratorio, lo que se confirmará con un diario de alimentos. La comida en sí puede ser diferente. para diferentes participantes del estudio, porque el estudio tiene un diseño intrasujetos.

El sueño se registrará con polisomnografía ambulatoria (PSG) y actividad cardíaca con electrocardiografía (ECG) y fotopletismograma de pulso digital. Los datos se registran fuera de línea en la grabadora del sueño y se descargarán y verificarán cada mañana del estudio para garantizar la calidad de los datos. Además del análisis tradicional del sueño realizado por el grupo de investigación de la Universidad de Gotemburgo, se utilizarán datos brutos de PSG para calcular el Odds Ratio Project, una nueva métrica de la profundidad y la estabilidad del sueño.

Cada mañana del estudio, los sujetos proporcionarán una muestra de sangre de 2 ml para análisis de metabolómica plasmática. Para garantizar datos fiables, se tomarán muestras de sangre a la misma hora todos los días para mitigar los efectos circadianos, antes de comer o beber cualquier cosa excepto agua, y cada muestra se manipulará de la misma manera, es decir, se centrifugará, se dividirá en alícuotas y se almacenará en congeladores a -80 °C. Los sujetos comerán la misma comida cada noche del estudio para mitigar los efectos de la dieta dentro del sujeto sobre el metaboloma sanguíneo. Además, se realizará una prueba de tolerancia a la glucosa oral (OGTT) de 2 horas por las mañanas después de la noche de control tranquila (es decir, después de la noche de estudio 2) y después de la tercera noche de exposición a vibraciones (es decir, después de la noche de estudio 5). Mediremos la respuesta a un bolo de glucosa de 75 g en los momentos 10, 20, 30, 60, 90 y 120 minutos después de la administración de glucosa.

Cada mañana, los sujetos completarán una batería de pruebas cognitivas computarizadas que durará aproximadamente 20 minutos, que incluye 10 pruebas en una variedad de dominios cognitivos (praxis motora, aprendizaje de objetos visuales, fractal 2-back, coincidencia abstracta, orientación lineal, reconocimiento de emociones, razonamiento matricial). , sustitución de símbolos numéricos, riesgo de balón analógico, vigilancia psicomotriz). Los datos cognitivos se analizarán para determinar medidas clave de velocidad y precisión cognitivas, ajustándolas a los efectos de la práctica y la dificultad del conjunto de estímulos.

Los sujetos completarán una batería de cuestionarios validados por única vez para medir su salud general (SF-36), cronotipo, sensibilidad al ruido, calidad habitual del sueño, sensibilidad ambiental y molestia y alteración del sueño por el ruido. Los sujetos también responderán un cuestionario cada tarde y mañana del estudio, que incluye preguntas sobre somnolencia (Escala de somnolencia de Karolinska), fatiga auditiva, alteración del sueño por ruido y preguntas validadas sobre alteraciones y sueño.