Conseguenze metaboliche e cognitive dei disturbi del sonno indotti dal rumore

Lo studio sperimentale del sonno ha l'obiettivo generale di approfondire la nostra comprensione dell'interruzione del sonno indotta sperimentalmente e dei cambiamenti nella funzione metabolica e cognitiva e di determinare l'efficacia di un potenziale intervento non farmacologico per promuovere il sonno. A tal fine, lo studio affronterà i seguenti obiettivi indipendenti:

Obiettivo 1: Determinare le associazioni tra nuovi marcatori fisiologici del sonno e funzione metabolica e cognitiva. Misureremo il sonno di volontari sani utilizzando nuovi e classici indicatori dell'architettura del sonno. Ogni mattina preleveremo campioni di sangue per l'analisi metabolomica e somministreremo una batteria di test neurocognitivi.

Obiettivo 2: Determinare le conseguenze biologiche e neurocomportamentali del sonno disturbato dal rumore. Confronteremo gli effetti sul sonno, sulla metabolomica e sulla funzione cognitiva tra notti tranquille e notti con rumore del traffico.

Obiettivo 3: valutare gli effetti del rumore rosa continuo durante la notte. Obiettivo secondario 1: Per determinare se il rumore continuo (rumore rosa) di per sé migliora o disturba il sonno, indagheremo i cambiamenti nei nuovi e classici indicatori dell'architettura del sonno e del disturbo indotto dal rumore rosa rispetto a notti tranquille di riferimento. Obiettivo secondario 2: per determinare se il rumore rosa riduce i disturbi del sonno dovuti al rumore del traffico, studieremo i cambiamenti nella frammentazione e continuità del sonno e l'eccitazione corticale e autonomica, dalle notti con rumore del traffico e rumore rosa rispetto alle notti con solo rumore del traffico.

Lo studio sarà condotto presso il Sound Environment Laboratory (SEL) dell'Università di Göteborg. Il SEL è un laboratorio di ricerca ad alta fedeltà attrezzato per simulare un tipico appartamento, comprendente tre camere da letto private isolate individualmente da luci, suoni e vibrazioni. Gli altoparlanti montati a soffitto in ogni stanza ci consentono di creare un ambiente acustico realistico trasmettendo individualmente le esposizioni sonore dalla sala di controllo a ciascuna camera da letto.

Questo studio ha un disegno incrociato prospettico all'interno dei soggetti. I partecipanti (N=12) trascorreranno ciascuno cinque notti consecutive nel SEL con un'opportunità di dormire tra le 23:00 e le 07:00. Il sonno diurno sarà proibito, confermato con misurazioni dell'attività diurna tramite monitor attigrafici da polso indossati continuamente durante lo studio. Tre soggetti parteciperanno contemporaneamente, in camere separate. La prima notte è un periodo di assuefazione al protocollo di studio e di familiarizzazione con le procedure del test. Le notti di studio 2-5 sono le notti sperimentali e saranno assegnate in modo casuale tra i partecipanti utilizzando un design quadrato latino per evitare effetti di riporto di primo ordine. Ogni soggetto sarà esposto a una notte di ciascuno dei seguenti eventi:

Notte tranquilla: non verrà riprodotto alcun rumore, fungendo da notte di controllo per valutare il sonno di base individuale, il profilo metabolico e le prestazioni cognitive; Il rumore del traffico notturno per determinare le conseguenze del sonno disturbato dal rumore; Pink noise night: per determinare l'impatto del rumore rosa continuo sul sonno; Notte traffico + rumore rosa: traffico simultaneo e rumore rosa agli stessi livelli di pressione sonora delle notti solo traffico e solo rumore rosa, per determinare gli effetti protettivi del rumore rosa rispetto al rumore del traffico.

Ogni notte registreremo il sonno fisiologico con la polisonnografia (PSG) e l'attività cardiaca con l'elettrocardiografia (ECG). Ogni mattina dello studio, i soggetti forniranno un campione di sangue da 2 ml, completeranno i test cognitivi e risponderanno ai questionari e lasceranno il SEL per seguire la loro normale routine diurna. Torneranno al SEL ogni sera alle 20:00 per prepararsi alle misurazioni del sonno. La caffeina sarà vietata dopo le 15:00 e l'alcol sarà sempre vietato. Poiché l'affaticamento uditivo indotto dal suono può essere influenzato dall'esposizione al rumore durante le normali routine dei partecipanti,60 indosseranno un dosimetro acustico durante la settimana dello studio per registrare la loro esposizione al rumore diurna. Poiché un comportamento dietetico estremo e/o variabile può influenzare il profilo del metaboloma/lipoproteine, ai partecipanti verrà fornita una guida che dovrebbe mangiare un pasto serale simile in ogni giorno dello studio di laboratorio, confermato con un diario alimentare, il pasto effettivo stesso può essere diverso per i diversi partecipanti allo studio, perché lo studio ha un disegno all'interno dei soggetti.

Il sonno sarà registrato con polisonnografia ambulatoriale (PSG) e l'attività cardiaca con elettrocardiografia (ECG) e fotopletismogramma del polso del dito. I dati vengono registrati offline sul registratore del sonno e verranno scaricati e controllati ogni mattina di studio per garantire la qualità dei dati. Oltre alla tradizionale analisi del sonno eseguita dal gruppo di ricerca dell'Università di Göteborg, i dati grezzi del PSG verranno utilizzati per calcolare l'Odds Ratio Project, una nuova metrica della profondità e della stabilità del sonno.

Ciascun soggetto mattutino dello studio fornirà un campione di sangue da 2 ml per l'analisi della metabolomica del plasma. Per garantire dati affidabili, i campioni di sangue verranno prelevati ogni giorno alla stessa ora per mitigare gli effetti circadiani, prima di mangiare o bere qualsiasi cosa tranne l'acqua, e ogni campione verrà gestito allo stesso modo, cioè centrifugato, aliquotato e conservato in congelatori a -80°C. I soggetti mangeranno lo stesso cibo ogni sera dello studio per mitigare gli effetti della dieta all'interno del soggetto sul metaboloma del sangue.

Ogni mattina, i soggetti completeranno una batteria di test cognitivi computerizzati della durata di circa 20 minuti, che include 10 test in una gamma di domini cognitivi (prassi motoria, apprendimento visivo degli oggetti, frattale 2-back, corrispondenza astratta, orientamento della linea, riconoscimento delle emozioni, ragionamento a matrice , sostituzione simbolo cifra, rischio analogico palloncino, vigilanza psicomotoria). I dati cognitivi saranno analizzati per determinare le misure chiave della velocità e dell'accuratezza cognitiva, adattandosi agli effetti della pratica e alla difficoltà del set di stimoli.

I soggetti completeranno una batteria di questionari convalidati una tantum per misurare la loro salute generale (SF-36), cronotipo, sensibilità al rumore, qualità del sonno abituale, sensibilità ambientale e fastidio e disturbi del sonno dovuti al rumore. I soggetti risponderanno anche a un questionario ogni sera e mattina di studio, comprendente domande sulla sonnolenza (Karolinska Sleepiness Scale), affaticamento uditivo, disturbi del sonno dovuti al rumore e domande convalidate sul sonno e sui disturbi.

I soggetti indosseranno un dosimetro acustico durante la settimana dello studio per registrare la loro esposizione al rumore diurna (solo livello di pressione sonora, nessuna registrazione audio effettiva).

I partecipanti indosseranno continuamente un monitor attigrafico da polso durante tutto il periodo di studio, e anche per la settimana prima dello studio, per confermare i tempi abituali di sonno-veglia e per misurare i livelli di attività fisica.