Manipolazione sperimentale del sonno e dei ritmi circadiani e ruolo svolto nella funzione di ricompensa negli adolescenti (CARRS-P2)

L'uso di sostanze (SU) e i disturbi da uso di sostanze (SUD) comportano costi sanitari, finanziari e sociali devastanti. L'incidenza di SU e SUD aumenta durante l'adolescenza, rendendo questo delicato periodo di sviluppo uno sia di maggiori rischi che di maggiori opportunità di prevenzione e intervento. Tuttavia, per sviluppare interventi efficaci, i ricercatori devono identificare fattori e meccanismi di rischio nuovi e modificabili per la SUD. I disturbi del sonno e del ritmo circadiano sono tali fattori di rischio e il sistema di ricompensa, con la sua crescente sensibilità durante l'adolescenza, fornisce un plausibile substrato meccanicistico. L'attenzione al sonno, ai ritmi circadiani e alla funzione del sistema di ricompensa è particolarmente saliente dato l'ampio sviluppo parallelo di questi sistemi durante l'adolescenza e i plausibili collegamenti tra sonno e ritmi circadiani, funzione di ricompensa e rischio di SUD.

Il ritardo del sonno, la breve durata del sonno e il disallineamento circadiano sono associati a un maggiore uso di sostanze negli adolescenti e nei giovani adulti. L'ipotesi centrale del Center for Adolescent Reward, Rhythms and Sleep (CARRS) è che lo sviluppo adolescenziale agisca sul sonno sottostante e sui tratti circadiani per modificare il desiderio omeostatico del sonno, la fase circadiana e l'allineamento circadiano, che a sua volta influisce sulle funzioni cortico-limbiche fondamentali per Rischio SU (ad esempio, ricompensa e controllo cognitivo). Gli investigatori ipotizzano inoltre che specifiche manipolazioni del sonno e dei ritmi circadiani durante l'adolescenza influenzeranno la reattività alla ricompensa e il controllo cognitivo in direzioni positive o negative. Queste manipolazioni forniranno supporto sperimentale per il nostro modello e prova di concetto per nuovi interventi clinici per ridurre il rischio di SU e SUD.

La maggior parte degli studi precedenti ha esaminato i singoli componenti dei ritmi circadiani, del sonno e della funzione di ricompensa nell'adolescenza. Il progetto 2 (P2) di CARRS testerà un modello innovativo e meccanicistico di circuiti cerebrali che utilizza approcci multimetodo, assume una prospettiva evolutiva e incorpora costrutti chiave del sonno e della ricompensa. In particolare, P2 migliora il precedente lavoro di osservazione testando un intervento sperimentale che manipola il sonno e i ritmi circadiani per esaminare direttamente il suo impatto sulla funzione di ricompensa e sul controllo cognitivo.

P2 studierà 150 adolescenti (età 13-15, 50% femmine) attraverso due fenotipi chiave del sonno: tempo di sonno precoce (basso rischio, n=50) e tempo di sonno tardivo (alto rischio, n=100). Tutti i partecipanti completeranno lo studio osservazionale: 2 settimane di monitoraggio del sonno a casa (actigrafia), seguite da una visita di laboratorio durante la notte per valutare le attività di autovalutazione, comportamento e neuroimaging (fMRI) sfruttando il controllo cognitivo e la funzione di ricompensa, nonché la fase circadiana tramite melatonina salivare e ritmi molecolari tramite follicoli piliferi. Il gruppo in ritardo continuerà allo studio sperimentale, ogni partecipante randomizzato a condizioni di manipolazione o controllo dell'attenzione (n = 50 ciascuno). Gli investigatori verificheranno se l'anticipo del tempo di sonno/circadiano e l'estensione della durata del sonno attraverso la programmazione del sonno e gli approcci cronoterapeutici (riduzione dell'esposizione alla luce PM; somministrazione di luce intensa AM) migliora il sonno, la funzione circadiana e neurocomportamentale rilevante per il rischio di SUD. Infine, sono incluse ripetute valutazioni di follow-up a 6 mesi del sonno e della SU per tutti i partecipanti per esaminare le associazioni longitudinali.