Contramedidas para el sueño de Artemisa (ASCM)

OBJETIVOS ESPECÍFICOS Los investigadores tienen como objetivo probar si el ruido rosa puede mejorar los resultados del sueño y el estado de alerta posterior. Los investigadores además pretenden probar si el sueño inducido por ruido rosa mejora el estado de alerta y el rendimiento durante la noche solo o en combinación con iluminación enriquecida con azul y una siesta. Finalmente, los investigadores probarán si la iluminación enriquecida con azul y una siesta pueden mejorar el estado de alerta y el rendimiento durante la noche.

HIPÓTESIS

1. Los investigadores plantean la hipótesis de que la exposición al ruido rosa durante una oportunidad de dormir durante el día mejorará la latencia de inicio del sueño, la duración del sueño y la profundidad del sueño en comparación con una condición de control sin ruido.
2. Los investigadores plantean la hipótesis de que el sueño inducido por el ruido rosa mejorará el estado de alerta subjetivo y el rendimiento en comparación con una condición de control sin ruido, según lo medido por la Escala de somnolencia de Karolinska (KSS) y la tarea de vigilancia psicomotora (PVT).
3. Los investigadores plantean la hipótesis de que la exposición a una luz enriquecida con azul y una siesta de hasta una hora mejorará el estado de alerta subjetivo y el rendimiento en comparación con una luz placebo y ninguna siesta, según lo medido por la Escala de somnolencia de Karolinska (KSS) y la tarea de vigilancia psicomotora ( PVT).

4. Los investigadores plantean la hipótesis de que el sueño inducido por el ruido rosa en combinación con la exposición a una luz enriquecida en azul y una siesta de hasta una hora mejorará el estado de alerta subjetivo y el rendimiento en comparación con una condición de sueño de control sin ruido y una luz placebo y sin siesta. , medido por la Escala de somnolencia de Karolinska (KSS) y la tarea de vigilancia psicomotora (PVT).

   MEDIDAS DE RESULTADO PRINCIPALES

   • Estado de alerta subjetivo medido mediante la escala de somnolencia de Karolinska (KSS) tipo Likert de 9 puntos.
   • Rendimiento cognitivo objetivo medido por la tarea de vigilancia psicomotora (PVT), una tarea de tiempo de reacción simple con medidas de resultado que incluyen el número de lapsos (tiempo de reacción> 500 ms) y velocidad (1/tiempo de reacción).
   • Arquitectura del sueño medida por electroencefalografía (EEG), incluida la etapa del sueño al despertar, el tiempo total de sueño, el tiempo en cada etapa del sueño, la eficiencia del sueño y la latencia de inicio del sueño.

   ANÁLISIS ESTADÍSTICOS Para determinar el impacto de las intervenciones en comparación con el placebo, los investigadores utilizarán un modelo lineal de efectos mixtos con efectos fijos de condición (intervención, control), tiempo (sesiones de prueba posteriores a la llamada de atención), condición*interacción de tiempo y un efecto aleatorio del participante. Se verificará la sobredispersión de los datos (recuentos) de lapso de PVT y, si se detecta, se utilizará un modelo binomial negativo de efectos mixtos con los mismos factores para analizar los datos del lapso.

   RESUMEN GENERAL DEL PROTOCOLO A los participantes que pasen los criterios de selección y al menos una semana de los procedimientos del estudio en el hogar se les pedirá que den su consentimiento para este estudio de laboratorio. Los participantes serán asignados al azar a la condición de intervención y al orden de administración previo consentimiento.

   A los participantes no se les permitirá conducir hacia o desde el laboratorio y se les proporcionará un servicio de automóvil (taxi, Uber, Lyft, etc.) o pueden hacer arreglos para que un amigo o familiar los deje y los recoja.

   Los participantes se mantendrán en un ambiente libre de tiempo. No se les proporcionará ningún dispositivo que indique la hora. No se les informará cuánto duran los episodios de sueño y vigilia, ni el momento de las actividades del estudio. Esto tiene como objetivo minimizar el sesgo cognitivo relacionado con el conocimiento de la hora del día (por ejemplo, es más probable que las personas se consideren somnolientas durante la mitad de la noche).

   Los participantes completarán pruebas cada hora durante su tiempo en el laboratorio, excepto cuando estén durmiendo. Es posible que se realicen pruebas más frecuentes al despertar del sueño. Esta prueba consistirá en las pruebas que se describen a continuación.

   Los participantes recibirán tres comidas durante su estancia en el laboratorio. Estas comidas se proporcionarán según las restricciones dietéticas y las preferencias personales del participante.

   Un miembro del personal del estudio permanecerá con el participante en todo momento mientras esté despierto para asegurarse de que no se duerma accidentalmente y para monitorearlo mientras realiza las pruebas. Al participante se le permitirá jugar y hablar con el miembro del personal del estudio cuando no esté completando los procedimientos del estudio.

   PROTOCOLO DETALLADO Se pedirá a los participantes que lleguen al laboratorio tres horas después de su hora habitual de vigilia. Se estudiarán en una sala privada y se monitorearán mediante un enlace de video a la sala de control del laboratorio. A su llegada, le proporcionarán una muestra de orina que se utilizará para el examen toxicológico. Luego serán orientados a los procedimientos de estudio y completarán pruebas de práctica. A continuación, se les colocará la gorra EEG y se les proporcionarán auriculares para dormir, que se configurarán para emitir ruido rosa o silencio. La habitación se oscurecerá y se le pedirá al participante que se acueste aproximadamente siete horas después de su hora habitual de despertar y se le pedirá que intente dormir durante cuatro horas.

   Al final de esta oportunidad de dormir de cuatro horas, se despertará al participante (si está dormido) y comenzará un protocolo de postura semiconstante de diez horas en luz tenue <5 lux para recolectar el inicio de melatonina en luz tenue (DLMO). Durante este tiempo, los participantes proporcionarán muestras de saliva cada hora para la evaluación de la melatonina, que es un marcador del ritmo circadiano. Se pedirá a los participantes que permanezcan sentados durante 20 minutos antes de cada recolección de muestra porque los cambios de postura pueden afectar la cantidad de melatonina medida en una muestra. Las pruebas se programarán para la mayor parte de los 20 minutos anteriores a la muestra para minimizar la carga para el participante.

   Después de la recolección de DLMO, el participante tendrá una oportunidad de una hora para tomar una siesta o, en la condición de placebo, se le pedirá que permanezca sentado y realice actividades tranquilas bajo ~150 lux de luz. Después del descanso, las luces se encenderán con la luz enriquecida en azul o permanecerán con una luz de ~150 lux, según la condición de aleatorización.

   Después de pasar 25 horas en el laboratorio, se quitarán los electrodos del participante y se enviará al participante a casa. Se informará al participante que puede y debe tomar una siesta al regresar a casa. También se les recordará que no conduzcan ni realicen actividades riesgosas hasta que hayan tenido la oportunidad de recuperarse de la falta de sueño inducida por el estudio.

   PRUEBAS

   Todos los participantes realizarán las siguientes pruebas:

   Tarea de Vigilancia Psicomotriz. Nuestra medida de desempeño de referencia será la prueba de vigilancia psicomotora (PVT). Se ha demostrado que esta prueba es sensible a la variación circadiana y a la pérdida de sueño. El PVT implica una prueba de rendimiento de tiempo de reacción (RT) de 5 o 10 minutos en la que se requiere que el participante mantenga los RT más rápidos posibles ante un estímulo visual simple. El intervalo entre estímulos implica una alta frecuencia de señal que varía aleatoriamente entre 2 y 10 segundos. De cada prueba PVT se obtiene una variedad de métricas de rendimiento que muestran una variación circadiana estable, incluido el número de lapsos, tiempos de respuesta óptimos, falsas alarmas y las características de las funciones de disminución de la vigilancia (es decir, pendiente, intercepción y) como resultado del tiempo en tarea. Las diferentes transformaciones aplicadas a las variables reducen la variabilidad entre sujetos y proporcionan estimaciones estables de la variación circadiana. Se ha demostrado que los parámetros de rendimiento de PVT varían en sincronía con la fase circadiana.

   Escala de somnolencia de Karolinska. La escala de somnolencia de Karolinska (KSS) es una medida subjetiva de alta sensibilidad para medir la somnolencia. La escala consta de una escala Likert de nueve puntos (los ítems incluyen: 1 = extremadamente alerta, 2 = muy alerta, 3 = alerta, 4 = bastante alerta, 5 = ni alerta ni somnoliento, 6 = algunos signos de somnolencia, 7 = somnolencia - pero sin dificultad para permanecer despierto, 8= somnoliento - algún esfuerzo para mantenerse despierto, y 9 = mucho sueño - luchando contra el sueño). El KSS se administrará antes de que el participante se vaya a la cama, antes de que el participante vuelva a dormir durante los despertares nocturnos y por la mañana al despertar.

   Escalas visuales analógicas (EVA) del estado de ánimo. Una serie de escalas de estado de ánimo biancladas de 100 puntos que incluyen los siguientes pares: alerta-somnoliento, alegre-miserable, tranquilo-tenso, deprimido-eufórico, estresado-relajado, pacífico-hostil, codicioso-generoso, agresivo-tranquilo, letárgico- energético. Los participantes deben marcar en la línea horizontal para indicar cómo se sienten actualmente.

   La batería cognitiva. La cognición es una herramienta de evaluación neurocognitiva que cubre los principales dominios cognitivos (es decir, memoria ejecutiva, episódica, cognición compleja, cognición social y velocidad sensoriomotora) a través de 10 pruebas breves. La batería de pruebas fue desarrollada para la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) y diseñada específicamente para evaluar las funciones cognitivas de los astronautas.

   Tarea de caras transformadas. Los participantes ven una serie de imágenes que se crearon transformando por separado una cara neutral con 3 caras emocionales diferentes (enojada, feliz y triste), creando 3 conjuntos diferentes de imágenes, cada una de las cuales va de neutral a enojada, feliz o triste. Los participantes verán rostros y se les pedirá que identifiquen la categoría emocional de cada rostro, así como que califiquen su interpretación de su intensidad y valencia (de negativo a positivo).

   Calificación de desempeño autoinformada. A los participantes se les pedirá que califiquen qué tan bien pensaron que se desempeñaron después de cada prueba en una escala de 7 puntos que va desde "extremadamente bueno" hasta "extremadamente pobre".

   Prueba de somnolencia de Karolinska (KDT). Se pedirá a los participantes que se fijen en un punto durante tres minutos, sin moverse ni parpadear (Putilov y Donskaya, 2013). El KDT proporciona datos de EEG con relativamente pocos artefactos relacionados con movimientos o parpadeos.

   MEDIDAS Lecturas de temperatura. La temperatura timpánica se controlará mediante un termómetro de oído de grado hospitalario. A intervalos de media hora, el personal de investigación capacitado tomará dos lecturas de temperatura que el personal del estudio registrará y trazará. Si las lecturas de temperatura difieren en más de un grado, se tomará una tercera medición. Si las lecturas de temperatura alcanzan los 100 grados Fahrenheit, se consultará al monitor médico para obtener más instrucciones. El propósito del monitoreo de la temperatura corporal es que obtengamos una estimación de la fase circadiana de un individuo durante el estudio.

   Muestras de saliva. Se recolectarán muestras de saliva cada hora durante la parte DLMO del estudio. Se le pedirá al participante que escupa en un pequeño tubo de ensayo y lo llene hasta la mitad. Estas muestras se utilizarán para medir la melatonina.

   Signos vitales. La presión arterial y los signos vitales se controlarán cada seis horas, desde el momento en que el participante llega al laboratorio, mediante un pequeño monitor de presión arterial portátil y un manguito. Si el participante tiene signos vitales que están fuera del rango normal, los investigadores del estudio informarán inmediatamente al monitor médico de guardia. Si el monitor médico lo aconseja, el estudio finalizará y el equipo investigador hará los arreglos para que el participante reciba una evaluación médica.

   POBLACIÓN DE ESTUDIO Población de estudio. La población de estudio no incluye astronautas. Los investigadores reclutarán participantes sanos de entre 18 y 60 años.

   Tamaño de la muestra. Nuestro estudio propuesto implica la investigación de múltiples resultados. El marcador de pérdida de sueño más sensible y mejor definido que se utiliza actualmente en vuelos espaciales y estudios de laboratorio es el PVT. Como tal, los investigadores han basado nuestros cálculos de poder en cambios anticipados en el rendimiento de PVT que se han asociado con la pérdida parcial crónica de sueño. Según un artículo que describe los tamaños del efecto de los cambios en el PVT en diferentes condiciones de pérdida de sueño, los investigadores esperan que el tamaño del efecto del cambio en el PVT (1/RT) entre condiciones sea aproximadamente 1,21 (Basner y Dinges, 2011). Utilizando estos supuestos, los investigadores requieren 8 participantes por condición (24 en total) para detectar un cambio en el rendimiento con un 80% de potencia en un nivel alfa de 0,05. Como tal, los investigadores planean reclutar un mínimo de 30 participantes hasta un máximo de 40 participantes para tener en cuenta a las personas que abandonan el estudio o que no cumplen con el protocolo.

   CRITERIOS DE INCLUSIÓN/EXCLUSIÓN

   Los criterios de selección para los criterios de inclusión/exclusión se describen en detalle en el protocolo complementario. Los participantes deben completar y aprobar todos los procedimientos de detección en el protocolo de detección y estudio en el hogar para ser elegibles para este estudio:

   Los investigadores anticipan que estudiarán un número igual de mujeres y hombres, de entre 18 y 65 años. Las personas premenopáusicas deben tener al menos seis meses de posparto, no amamantar y no planificar un embarazo en el futuro inmediato. Las personas que estén embarazadas serán excluidas de este estudio porque la desincronía circadiana en forma de trabajo por turnos se asocia con resultados adversos del embarazo. A las personas premenopáusicas también se les ofrecerá una prueba de embarazo en orina durante el proceso de detección. Las personas que estén tomando medicamentos anticonceptivos podrán continuar con su tratamiento habitual.

   Se excluirán del estudio las personas con antecedentes de enfermedades crónicas graves o enfermedades mentales. No es posible enumerar todas las afecciones crónicas que pueden ser excluyentes debido a la cantidad de afecciones médicas que harían que una persona no sea elegible. En resumen, antecedentes de insuficiencia/enfermedad cardíaca, cáncer, diabetes, convulsiones, enfermedades respiratorias, trastornos del sueño y lupus son ejemplos de afecciones que se considerarían excluyentes. Además, también se excluirán las personas que obtengan una puntuación fuera de los umbrales predefinidos en los cuestionarios de evaluación de salud (como se describió anteriormente).

   Historial de sueño/vigilia. Durante la finalización de los cuestionarios de evaluación telefónicos preliminares y posteriores al consentimiento, a los participantes se les harán una serie de preguntas sobre su horario habitual de sueño/vigilia presente, pasado y futuro, incluidos sus horarios habituales y preferidos para acostarse y despertarse. Se excluirán los voluntarios con antecedentes de trabajo nocturno en el período de 1 mes anterior o viajes transmeridianos (a través de> 2 zonas horarias) en los tres meses anteriores al estudio. Para excluir de la participación en el estudio a posibles sujetos con trastornos del horario de sueño/vigilia retrasados ​​o avanzados, solo los sujetos con una hora habitual de acostarse antes de las 3 a. m. y una hora de despertarse después de las 4 a. m. serán elegibles para participar en el estudio. Se informará a todos los voluntarios que para ser elegibles para participar en el estudio de laboratorio, deberán mantener un horario de sueño regular (± 30 minutos) de 8,5 horas durante un máximo de tres semanas. Las personas que no puedan o no quieran asumir este compromiso (por ejemplo, aquellas con horarios erráticos) serán excluidas de ofrecerse como voluntarias para el estudio. El cumplimiento se controlará mediante un registro de sueño/vigilia y un monitor de actividad de muñeca.

   Educación y Lengua. Los investigadores no prevén estudiar a personas que no entienden inglés, dado el requisito de que los sujetos comprendan completamente los procedimientos detallados involucrados en el estudio. Es esencial que todos los sujetos puedan comunicarse frecuente y adecuadamente con el personal del estudio durante todo el estudio.

   Personas Embarazadas. Debido a la interrupción del sueño, las personas que estén embarazadas serán excluidas de este estudio como medida de seguridad, ya que la interrupción del sueño es un factor de riesgo potencial de resultados adversos del embarazo, como preeclampsia y parto prematuro.

   Pantalla de Toxicología. Los participantes deberán proporcionar una muestra de orina y completar un alcoholímetro al llegar a su primera visita al laboratorio. Esta prueba se utilizará para confirmar que los participantes están libres de drogas de abuso, incluidas anfetaminas, barbitúricos, benzodiazepinas, cocaína, marihuana, MDMA (éxtasis), metadona, metanfetaminas, opiáceos, oxicodonas, cafeína y nicotina. La presencia de cualquier droga de abuso dará lugar a la terminación de la participación en el estudio. Las muestras de orina se proporcionarán a un proveedor externo para su análisis con un número de código (no se incluirá información identificable con la muestra). Los investigadores no esperan recibir los resultados de esta evaluación hasta que el participante haya completado la primera visita al laboratorio debido a la disponibilidad del laboratorio. Los participantes recibirán una compensación prorrateada por cualquier parte del estudio que hayan completado antes de una prueba de toxicología positiva. Los resultados de toxicología codificados se almacenarán con los demás datos del estudio del participante. Se informará al participante del motivo de la finalización del estudio y se le pedirá que hable con el monitor médico para obtener más orientación sobre su estado de salud personal. Una vez que se excluye a un participante, se destruirán el enlace nombre-código y los resultados de toxicología. Para fines de informes del IRB, se mantendrá un registro para describir por qué y cuántos participantes fueron excluidos del estudio.

   Los participantes no serán excluidos por motivos de origen étnico o género.

   EQUIPO DE ESTUDIO Todos los dispositivos son productos comerciales, disponibles en el mercado, sin modificaciones y utilizados para los fines del dispositivo.

   Ruido rosa. El ruido rosa se emitirá a un volumen de < 50 dB utilizando auriculares con cancelación de ruido.

   Iluminación enriquecida en azul. La iluminación enriquecida en azul se entregará a través de una luz sintonizada que alcance 250 EDI melanópicos en el ángulo de mirada. Este nivel de iluminación es la iluminancia diurna mínima recomendada para la salud y el bienestar circadiano y es el nivel de iluminancia diurna requerido para vehículos espaciales en el Estándar 3001 de la NASA.

   iPod. Los participantes recibirán un iPod Touch que incluye un diario de sueño, el PVT y el KSS.

   Actigrafía. Se usará un pequeño dispositivo similar a un reloj de pulsera (Actiwatch, Philips Respironics, Murrysville, PA, EE. UU.) de forma continua (es decir, día y noche) durante una semana antes de la noche experimental. El actígrafo mide el movimiento y estima el sueño y la vigilia en función de este movimiento.

   Sistema EEG BrainVision. Los investigadores registrarán la actividad de las ondas cerebrales (EEG), horizontal y vertical (EOG) y la actividad muscular (EMG) utilizando una tapa de electrodo alineada en ubicaciones específicas de la cabeza y la cara del participante. Las grabaciones se monitorearán en una pantalla en la Sala de Control del Laboratorio de Contramedidas de Fatiga. Los datos digitalizados se descargarán en una computadora de la NASA y se utilizarán para evaluar los resultados del sueño.

   ESTÍMULOS Hay dos intervenciones que los participantes experimentarán durante el estudio: promover el sueño (ruido rosa) y promover la vigilia (iluminación azul enriquecida más una siesta). Estos se entregarán por separado y juntos según la aleatorización.

   Los participantes recibirán cómodos auriculares para usar durante su oportunidad de dormir durante el día. Los auriculares emitirán un sonido de ruido rosa continuo no superior a 50 decibeles. A los participantes se les permitirá bajar el sonido del ruido rosa si lo encuentran demasiado fuerte. Los participantes usarán los auriculares sin ruido durante la condición de placebo.

   A los participantes asignados al azar a la luz enriquecida con azul y a la condición de siesta se les encenderá la luz enriquecida con azul durante su estancia nocturna en el laboratorio. La luz se apagará hasta por una hora durante la siesta. Durante la condición de placebo, los participantes tendrán una luz ambiental de ~150 lux iluminada durante su estadía nocturna en el laboratorio. Este nivel de luz refleja un estándar más antiguo de la NASA que se utilizó en el diseño de algunos vehículos Artemis. Durante la condición de placebo, se pedirá a los participantes que realicen actividades tranquilas como leer durante una hora.