Effets des vibrations ferroviaires sur le sommeil et la maladie (BioVib)

L'étude expérimentale sur le sommeil a pour objectif primordial d'approfondir notre compréhension des perturbations du sommeil dues aux vibrations et au bruit ferroviaires et aux modifications des fonctions cardiométaboliques et cognitives. À cette fin, l’étude répondra à l’objectif d’étude suivant :

Objectif 1 : Déterminer les conséquences biologiques et neurocomportementales des perturbations du sommeil causées par les vibrations ferroviaires. Nous mesurerons le sommeil de volontaires sains et chaque matin, nous obtiendrons des échantillons de sang pour l'analyse métabolomique de la fonction métabolique et administrerons une batterie de tests neurocognitifs. Nous comparerons les effets sur le sommeil, la métabolomique, la fonction métabolique et la fonction cognitive entre des nuits calmes et des nuits avec vibrations et bruits du trafic ferroviaire. Les relations dose-réponse seront déterminées en comparant des nuits avec différents niveaux de vibration.

Cette étude se déroulera au laboratoire d'environnement sonore (SEL) du département de médecine du travail et de l'environnement de l'Université de Göteborg. Le SEL est un laboratoire de recherche haute fidélité équipé pour simuler un appartement typique, comprenant trois chambres privées isolées individuellement de la lumière, du bruit et des vibrations. Des haut-parleurs montés au plafond dans chaque pièce et des transducteurs électrodynamiques montés sous chaque lit nous permettent de créer un environnement acoustique réaliste en transmettant les expositions sonores et vibratoires de la salle de contrôle à chaque chambre individuellement. Nous avons montré précédemment que les résultats de ce laboratoire à haute validité écologique sont comparables aux résultats du terrain.

Cette étude a une conception croisée prospective intra-sujets. Les participants (N total = 24) passeront chacun cinq nuits consécutives au SEL, avec une possibilité de dormir entre 23h00 et 07h00. Le sommeil diurne sera interdit, confirmé par des mesures d'activité diurne via des moniteurs d'actigraphie au poignet portés en continu tout au long de l'étude. Trois sujets participeront simultanément, dans des chambres séparées. La première nuit est une période d'habituation au protocole d'étude et de familiarisation avec les procédures de test. La deuxième nuit sera une condition calme sans bruit ni vibration, pour déterminer le sommeil de base normal, le profil cardiométabolique et les performances cognitives. Les nuits d'étude 3 à 5 sont les nuits de vibration et seront attribuées au hasard aux participants en utilisant une conception en carré latin pour éviter les effets de report de premier ordre. Au cours de ces nuits vibratoires, les vibrations et le bruit du fret ferroviaire seront diffusés dans les chambres pour déterminer les effets des vibrations et du bruit sur le sommeil, la fonction cardiométabolique et les performances cognitives. Trente-six trains circuleront chaque nuit, répartis de manière aléatoire sur la période de sommeil de 8 heures.

Pour les vibrations ferroviaires, nous utiliserons des signaux synthétisés basés sur des données mesurées, utilisées dans des études de laboratoire antérieures. Il est nécessaire d’utiliser des vibrations synthétisées plutôt que des signaux enregistrés, afin de pouvoir ajuster avec précision le caractère acoustique de l’exposition selon les besoins. Les vibrations ferroviaires seront accompagnées d’enregistrements haute fidélité du bruit du fret ferroviaire. Il s'agit de maximiser la validité écologique des expositions puisque les vibrations se produisent rarement sans bruit, et de masquer tout bruit mécanique provenant des transducteurs de vibrations.

Les expositions aux vibrations et au bruit refléteront les niveaux de bruit réalistes du trafic de marchandises ferroviaires qui se produisent dans les habitations le long des lignes ferroviaires en Suède. Les amplitudes de vibration maximales pondérées Wm au cours des trois nuits vibratoires seront respectivement de 0,5 mm/s, 0,7 mm/s et 0,9 mm/s. Les niveaux de pression acoustique maximum des passages de train individuels varieront entre 47,2 et 49,8 dB LAF,max. La durée des trains variera de 11,5 s à 56,9 s. Toutes les amplitudes de vibrations seront calibrées sur le matelas du lit, sous un poids de référence de 75 kg pour simuler l'occupation du lit. Tous les niveaux de pression acoustique seront calibrés à 10 cm au-dessus de l'oreiller dans chaque chambre avant l'étude, afin que ces niveaux reflètent avec précision l'exposition au bruit des sujets pendant le sommeil.

Chaque nuit, nous enregistrerons le sommeil physiologique avec polysomnographie (PSG) et l'activité cardiaque avec électrocardiographie (ECG). Chaque matin d'étude, les sujets fourniront un échantillon de sang de 2 ml, effectueront des tests cognitifs et répondront à des questionnaires et quitteront le SEL pour suivre leur routine quotidienne normale. Ils reviendront au SEL à 20h00 chaque soir pour se préparer aux mesures du sommeil. La caféine sera interdite après 15h00 et l'alcool sera interdit en tout temps. Étant donné que la fatigue auditive induite par le bruit peut être affectée par l'exposition au bruit pendant les routines normales des participants,60 ils porteront un dosimètre de bruit pendant la semaine de l'étude pour enregistrer leur exposition au bruit pendant la journée. Étant donné qu'un comportement alimentaire extrême et/ou variable peut affecter le profil métabolome/lipoprotéine, les participants seront informés qu'ils doivent manger un repas du soir similaire chaque jour de l'étude en laboratoire, confirmé par un journal alimentaire. Le repas lui-même peut être différent. pour différents participants à l'étude, car l'étude a une conception intra-sujets.

Le sommeil sera enregistré par polysomnographie ambulatoire (PSG) et activité cardiaque avec électrocardiographie (ECG) et photopléthysmogramme du pouls du doigt. Les données sont enregistrées hors ligne sur l'enregistreur de sommeil et seront téléchargées et vérifiées chaque matin d'étude pour garantir la qualité des données. En plus de l'analyse traditionnelle du sommeil effectuée par le groupe de recherche de l'Université de Göteborg, les données brutes du PSG seront utilisées pour calculer le projet Odds Ratio, une nouvelle mesure de la profondeur et de la stabilité du sommeil.

Chaque matin d'étude, les sujets fourniront un échantillon de sang de 2 ml pour l'analyse métabolomique du plasma. Pour garantir des données fiables, des échantillons de sang seront prélevés à la même heure chaque jour pour atténuer les effets circadiens, avant de manger ou de boire quoi que ce soit sauf de l'eau, et chaque échantillon sera manipulé de la même manière, c'est-à-dire centrifugé, aliquoté et conservé dans des congélateurs à -80 °C. Les sujets mangeront la même nourriture chaque soir d'étude pour atténuer les effets alimentaires intra-sujets sur le métabolome sanguin. De plus, un test oral de tolérance au glucose (OGTT) de 2 heures sera effectué le matin après la nuit de contrôle calme (c'est-à-dire après la nuit d'étude 2) et après la troisième nuit d'exposition aux vibrations (c'est-à-dire après la nuit d'étude 5). Nous mesurerons la réponse à un bolus de glucose de 75 g à des moments 10, 20, 30, 60, 90 et 120 minutes après l'administration du glucose.

Chaque matin, les sujets effectueront une batterie de tests cognitifs informatisés d'une durée d'environ 20 minutes, comprenant 10 tests dans une gamme de domaines cognitifs (pratique motrice, apprentissage d'objets visuels, fractal 2-back, correspondance abstraite, orientation de ligne, reconnaissance des émotions, raisonnement matriciel). , substitution de symboles numériques, risque analogique ballon, vigilance psychomotrice). Les données cognitives seront analysées pour déterminer les mesures clés de la vitesse et de la précision cognitives, en ajustant les effets de la pratique et la difficulté de l'ensemble de stimulus.

Les sujets rempliront une batterie de questionnaires validés une seule fois pour mesurer leur état de santé général (SF-36), chronotype, sensibilité au bruit, qualité habituelle du sommeil, sensibilité environnementale et gêne et perturbation du sommeil par le bruit. Les sujets répondront également à un questionnaire chaque soir et matin d'étude, comprenant des questions sur la somnolence (Karolinska Sleepiness Scale), la fatigue auditive, les perturbations du sommeil par le bruit et des questions validées sur le sommeil et les perturbations.