Rautatievärähtelyn vaikutukset uneen ja sairauksiin (BioVib)

Kokeellisen unitutkimuksen yleisenä tavoitteena on syventää ymmärrystämme rautateiden tärinän ja melun aiheuttamista unihäiriöistä sekä kardiometabolisten ja kognitiivisten toimintojen muutoksista. Tätä varten tutkimuksessa käsitellään seuraavaa tutkimuksen tavoitetta:

Tavoite 1: Selvitä rautatievärähtelyn aiheuttaman unihäiriön biologiset ja neurokäyttäytymisvaikutukset. Mittaamme terveiden vapaaehtoisten unta ja otamme joka aamu verinäytteitä metabolomiikan aineenvaihduntatoimintojen analysointiin ja annamme neurokognitiivisen testipariston. Vertaamme rautatieliikenteen tärinän ja melun vaikutuksia uneen, aineenvaihduntaan, aineenvaihduntaan ja kognitiivisiin toimintoihin hiljaisten öiden ja öiden välillä. Annos-vaste-suhteet määritetään vertaamalla öitä eri tärinätasoilla.

Tämä tutkimus tehdään ääniympäristön laboratoriossa (SEL) Göteborgin yliopiston työ- ja ympäristölääketieteen laitoksella. SEL on korkealaatuinen tutkimuslaboratorio, joka on varustettu simuloimaan tyypillistä asuntoa ja jossa on kolme erikseen valo-, ääni- ja tärinäeristettyä yksityistä makuuhuonetta. Kattoon asennettavat kaiuttimet jokaisessa huoneessa ja sähködynaamiset kaiuttimet, jotka on asennettu kunkin sängyn alapuolelle, mahdollistavat realistisen akustisen ympäristön luomisen välittämällä ääni- ja tärinäaltistukset valvomosta jokaiseen makuuhuoneeseen erikseen. Olemme aiemmin osoittaneet, että tämän laboratorion tulokset, joilla on korkea ekologinen kelpoisuus, ovat verrattavissa kentältä saatuihin tuloksiin.

Tässä tutkimuksessa on mahdollinen aiheiden sisäinen cross-over -suunnittelu. Osallistujat (yhteensä N=24) viettävät kukin viisi peräkkäistä yötä SEL:ssä ja nukkumismahdollisuus klo 23.00-07.00. Päiväunet ovat kiellettyjä, mikä vahvistetaan päiväaktiivisuuden mittauksilla ranteen aktivointimonitorien avulla, joita käytetään jatkuvasti koko tutkimuksen ajan. Kolme aihetta osallistuu samanaikaisesti, erillisissä makuuhuoneissa. Ensimmäinen yö on totutteluaikaa tutkimusprotokollaan ja testimenetelmiin tutustumista varten. Toinen yö on hiljainen tila ilman melua tai tärinää normaalin unen, kardiometabolisen profiilin ja kognitiivisen suorituskyvyn määrittämiseksi. Opiskeluillat 3–5 ovat tärinäiltoja, ja ne jaetaan satunnaisesti osallistujien kesken käyttämällä latinalaisen neliön kuviointia, jotta vältetään ensimmäisen asteen siirtymävaikutukset. Näissä värähtelyöissä rautateiden rahdin tärinä ja melu toistetaan makuuhuoneisiin, jotta voidaan määrittää tärinän ja melun vaikutukset uneen, kardiometaboliseen toimintaan ja kognitiiviseen suorituskykyyn. Joka yö kulkee 36 junaa satunnaisesti 8 tunnin unijaksolle.

Rautateiden värähtelyssä käytämme aiemmissa laboratoriotutkimuksissa käytettyjä mittaustietoihin perustuvia syntetisoituja signaaleja. Tallennettujen signaalien sijaan on käytettävä syntetisoitua tärinää, jotta voimme säätää valotuksen akustista luonnetta tarkasti tarpeen mukaan. Rautateiden tärinän mukana tulee korkealaatuisia tallenteita rautateiden rahtimelusta. Tällä pyritään maksimoimaan altistumisen ekologinen pätevyys, koska tärinää esiintyy harvoin ilman melua, ja peittää kaikki mekaaniset äänet tärinäantureista.

Tärinä- ja melualtistukset heijastavat realistisia rautateiden tavaraliikenteen melutasoja, joita esiintyy Ruotsin rautateiden varrella sijaitsevissa asunnoissa. Suurin Wm-painotetut tärinäamplitudit kolmena värähtelyyönä ovat 0,5 mm/s, 0,7 mm/s ja 0,9 mm/s. Yksittäisten junareittien enimmäisäänenpainetasot vaihtelevat välillä 47,2-49,8 dB LAF,max. Junien kesto vaihtelee 11,5 s - 56,9 s. Kaikki tärinän amplitudit kalibroidaan sängyn patjalle alle 75 kg:n vertailupainon jäljittelemään sänkyä. Kaikki äänenpainetasot kalibroidaan 10 cm tyynyn yläpuolelle jokaisessa makuuhuoneessa ennen tutkimusta, jotta nämä tasot kuvastavat tarkasti koehenkilöiden melualtistusta unen aikana.

Joka yö tallennamme fysiologisen unen polysomnografialla (PSG) ja sydämen toiminnan elektrokardiografialla (EKG). Joka tutkimusaamu koehenkilöt antavat 2 ml:n verinäytettä, suorittavat kognitiiviset testit ja vastaavat kyselylomakkeisiin ja lähtevät SEL:stä noudattamaan normaalia päivärutiinia. He palaavat SEL:iin joka ilta klo 20.00 valmistautumaan unimittauksiin. Kofeiini on kielletty klo 15:00 jälkeen ja alkoholi on kielletty kaikkina aikoina. Koska osallistujan normaalien rutiinien aikana altistuminen melulle saattaa vaikuttaa äänen aiheuttamaan kuuloväsymykseen,60 he käyttävät meluannosmittaria tutkimusviikon aikana päiväsaikaisen melualtistuksensa kirjaamiseksi. Koska äärimmäinen ja/tai vaihteleva ruokavaliokäyttäytyminen voi vaikuttaa metabolomien/lipoproteiinien profiiliin, osallistujia neuvotaan syömään samanlainen ilta-ateria jokaisena laboratoriotutkimuksen päivänä, mikä vahvistetaan ruokapäiväkirjalla. Itse ateria voi olla erilainen. eri tutkimukseen osallistujille, koska tutkimuksessa on oppiaineiden sisäinen suunnittelu.

Uni tallennetaan ambulatorisella polysomnografialla (PSG) ja sydämen toiminta elektrokardiografialla (EKG) ja sormipulssifotopletysmografialla. Tiedot tallennetaan offline-tilassa unitallentimeen, ja ne ladataan ja tarkistetaan joka tutkimusaamu tietojen laadun varmistamiseksi. Göteborgin yliopiston tutkimusryhmän tekemän perinteisen unianalyysin lisäksi raaka-PSG-dataa käytetään Odds Ratio Projectin laskemiseen, joka on uusi unen syvyyden ja vakauden mittari.

Jokaisen tutkimusaamuna koehenkilöt antavat 2 ml:n verinäytteen plasman metabolomiikkaanalyysiä varten. Luotettavuuden varmistamiseksi verinäytteitä otetaan joka päivä samaan aikaan vuorokausivaikutusten lieventämiseksi, ennen kuin syödään tai juodaan muuta kuin vettä, ja jokainen näyte käsitellään samalla tavalla eli sentrifugoidaan, jaetaan eriin ja säilytetään -80 C pakastimissa. Koehenkilöt syövät samaa ruokaa joka tutkimusilta vähentääkseen koehenkilön sisäisiä ruokavalion vaikutuksia veren metabolomiin. Lisäksi 2 tunnin oraalinen glukoositoleranssitesti (OGTT) suoritetaan aamuisin hiljaisen kontrolliyön jälkeen (eli tutkimusyön 2 jälkeen) ja kolmannen tärinäaltistusyön jälkeen (eli tutkimusyön 5 jälkeen). Mittaamme vasteen 75 g:n glukoosibolukselle aikapisteissä 10, 20, 30, 60, 90 ja 120 minuuttia glukoosin annon jälkeen.

Koehenkilöt suorittavat joka aamu tietokoneistetun kognitiivisen testiakun, joka kestää noin 20 minuuttia ja joka sisältää 10 testiä useilla kognitiivisilla aloilla (motorinen harjoitus, visuaalinen objektioppiminen, fraktaali 2-selkä, abstrakti sovitus, viivasuuntautuminen, tunteiden tunnistus, matriisipäättely). , numerosymbolin korvaaminen, ilmapallon analoginen riski, psykomotorinen valppaus). Kognitiodataa analysoidaan kognitiivisen nopeuden ja tarkkuuden tärkeimpien mittareiden määrittämiseksi, mukauttaen harjoituksen vaikutuksia ja ärsykesarjan vaikeutta.

Koehenkilöt täyttävät joukon kertaluonteisia validoituja kyselylomakkeita mitatakseen yleistä terveyttään (SF-36), kronotyyppiä, meluherkkyyttä, tavanomaista unen laatua, ympäristöherkkyyttä sekä melun aiheuttamaa ärsytystä ja unihäiriöitä. Koehenkilöt vastaavat myös tutkimusiltaisin ja -aamuisin kyselyyn, joka sisältää kysymyksiä uneliaisuudesta (Karolinska Sleepiness Scale), kuuloväsymyksestä, melun aiheuttamasta unihäiriöstä sekä validoiduista uni- ja unihäiriökysymyksistä.