Contromisure per il sonno di Artemis (ASCM)

OBIETTIVI SPECIFICI I ricercatori mirano a verificare se il rumore rosa può migliorare i risultati del sonno e la conseguente vigilanza. I ricercatori mirano inoltre a verificare se il sonno indotto dal rumore rosa migliora l’attenzione e le prestazioni durante la notte da solo o in combinazione con un’illuminazione arricchita di blu e un pisolino. Infine, i ricercatori testeranno se l’illuminazione arricchita di blu e un pisolino possono migliorare l’attenzione e le prestazioni durante la notte.

IPOTESI

1. I ricercatori ipotizzano che l’esposizione al rumore rosa durante un’opportunità di sonno diurno migliorerà la latenza dell’inizio del sonno, la durata del sonno e la profondità del sonno rispetto a una condizione di controllo senza rumore.
2. I ricercatori ipotizzano che il sonno indotto dal rumore rosa migliorerà la vigilanza soggettiva e le prestazioni rispetto a una condizione di controllo senza rumore, come misurato dalla Karolinska Sleepiness Scale (KSS) e dal compito di vigilanza psicomotoria (PVT).
3. I ricercatori ipotizzano che l’esposizione a una luce arricchita di blu e un pisolino fino a un’ora miglioreranno la vigilanza soggettiva e le prestazioni rispetto a una luce placebo e nessun pisolino, come misurato dalla Karolinska Sleepiness Scale (KSS) e dal compito di vigilanza psicomotoria ( PVT).

4. I ricercatori ipotizzano che il sonno indotto dal rumore rosa in combinazione con l'esposizione a una luce arricchita di blu e un pisolino fino a un'ora migliorerà la vigilanza soggettiva e le prestazioni rispetto a una condizione di sonno di controllo senza rumore, con una luce placebo e senza pisolino. , misurato dalla Karolinska Sleepiness Scale (KSS) e dal compito di vigilanza psicomotoria (PVT).

   MISURE DI RISULTATO PRIMARIE

   • Prontezza soggettiva misurata mediante la scala della sonnolenza Karolinska a 9 punti di tipo Likert (KSS).
   • Prestazioni cognitive oggettive misurate dal compito di vigilanza psicomotoria (PVT), un semplice compito di tempo di reazione con misure di risultato che includono il numero di intervalli (tempo di reazione > 500 ms) e la velocità (1/tempo di reazione).
   • Architettura del sonno misurata mediante elettroencefalografia (EEG), inclusa la fase del sonno al risveglio, la durata totale del sonno, il tempo trascorso in ciascuna fase del sonno, l'efficienza del sonno e la latenza dell'inizio del sonno.

   ANALISI STATISTICHE Per determinare l'impatto degli interventi rispetto al placebo, i ricercatori utilizzeranno un modello lineare a effetti misti con effetti fissi di condizione (intervento, controllo), tempo (periodi di test post-risveglio), interazione condizione*tempo e un effetto casuale del partecipante. I dati di intervallo PVT (conteggi) verranno controllati per la sovradispersione e, se rilevata, un modello binomiale negativo a effetti misti con gli stessi fattori verrà utilizzato per analizzare i dati di intervallo.

   PANORAMICA GENERALE DEL PROTOCOLLO Ai partecipanti che superano i criteri di screening e almeno una settimana delle procedure di studio a domicilio verrà chiesto di acconsentire a questo studio di laboratorio. I partecipanti verranno randomizzati alla condizione di intervento e all'ordine di somministrazione previo consenso.

   Ai partecipanti non sarà consentito guidare da o verso il laboratorio e verrà fornito un servizio di auto (taxi, Uber, Lyft, ecc.) oppure potranno organizzare che un amico o un familiare li lasci e li venga a prendere.

   I partecipanti saranno mantenuti in un ambiente senza tempo. Non verrà loro fornito alcun dispositivo che indichi l'ora. Non verranno informati sulla durata degli episodi di sonno e veglia, né sui tempi delle attività di studio. Questo per ridurre al minimo i bias cognitivi legati alla conoscenza dell'ora del giorno (ad esempio, le persone potrebbero avere maggiori probabilità di considerarsi assonnate durante la notte).

   I partecipanti completeranno i test orari durante il loro tempo in laboratorio, tranne durante i periodi in cui dormono. Esami più frequenti possono verificarsi al risveglio dal sonno. Questo test consisterà nei test descritti di seguito.

   Ai partecipanti verranno forniti tre pasti durante la loro permanenza in laboratorio. Questi pasti saranno forniti in base alle restrizioni dietetiche e alle preferenze personali del partecipante.

   Un membro del personale dello studio rimarrà sempre con il partecipante mentre è sveglio per assicurarsi che il partecipante non si addormenti accidentalmente e per monitorare il partecipante durante l'esecuzione dei test. Al partecipante sarà consentito giocare e parlare con il membro del personale dello studio quando non completa le procedure di studio.

   PROTOCOLLO DETTAGLIATO Ai partecipanti verrà chiesto di arrivare al laboratorio tre ore dopo l'orario di veglia abituale. Saranno studiati in una stanza privata e saranno monitorati tramite un collegamento video alla sala di controllo del laboratorio. All'arrivo, forniranno un campione di urina che verrà utilizzato per lo screening tossicologico. Verranno poi orientati allo studio delle procedure e completeranno le prove pratiche. Successivamente verrà loro applicato il cappuccio EEG e verranno fornite le cuffie per dormire, che saranno impostate per fornire rumore rosa o silenzio. La stanza verrà oscurata e al partecipante verrà chiesto di andare a letto a circa sette ore dal suo orario di veglia abituale e gli verrà chiesto di provare a dormire per quattro ore.

   Al termine di questa opportunità di sonno di quattro ore, il partecipante verrà svegliato (se addormentato) e inizierà un protocollo di postura semicostante di dieci ore in penombra <5 lux per raccogliere l'inizio della melatonina in penombra (DLMO). Durante questo periodo, i partecipanti forniranno campioni di saliva ogni ora per la valutazione della melatonina, che è un indicatore del ritmo circadiano. Ai partecipanti verrà chiesto di rimanere seduti per 20 minuti prima di ogni raccolta di campioni poiché i cambiamenti di postura possono influenzare la quantità di melatonina misurata in un campione. I test saranno programmati per la maggior parte dei 20 minuti prima del campione per ridurre al minimo l'onere per il partecipante.

   Dopo la raccolta DLMO, al partecipante verrà data un'opportunità di un'ora per fare un pisolino o, nella condizione placebo, gli verrà chiesto di rimanere seduto e impegnarsi in attività tranquille sotto ~ 150 lux di luce. Dopo la pausa di riposo, le luci verranno accese sulla luce arricchita di blu o rimarranno a circa 150 lux a seconda delle condizioni di randomizzazione.

   Dopo aver trascorso 25 ore in laboratorio, gli elettrodi del partecipante verranno rimossi e il partecipante verrà rimandato a casa. Il partecipante verrà informato che può e deve fare un pisolino al suo ritorno a casa. Verrà inoltre ricordato loro di non guidare o di non impegnarsi in attività rischiose finché non avranno avuto l'opportunità di riprendersi dalla privazione del sonno indotta dallo studio.

   PROVE

   Tutti i partecipanti dovranno effettuare le seguenti prove:

   Compito di vigilanza psicomotoria. La nostra misura di prestazione di riferimento sarà il test di vigilanza psicomotoria (PVT). È stato dimostrato che questo test è sensibile alle variazioni circadiane e alla perdita di sonno. Il PVT prevede un test delle prestazioni con tempo di reazione (RT) di 5 o 10 minuti in cui al partecipante è richiesto di mantenere i RT più veloci possibili a un semplice stimolo visivo. L'intervallo tra stimoli comporta un'elevata frequenza del segnale che varia casualmente tra 2 e 10 secondi. Da ciascuna prova PVT si ottengono una varietà di parametri prestazionali che mostrano una variazione circadiana stabile, incluso il numero di intervalli, i tempi di risposta ottimali, i falsi allarmi e le caratteristiche delle funzioni di decremento della vigilanza (ad esempio, pendenza, intercetta y) come risultato del tempo trascorso compito. Diverse trasformazioni applicate alle variabili riducono la variabilità tra soggetti e forniscono stime stabili della variazione circadiana. È stato dimostrato che i parametri di prestazione della PVT variano in sincronia con la fase circadiana.

   Scala della sonnolenza Karolinska. La Karolinska Sleepiness Scale (KSS) è una misurazione soggettiva altamente sensibile della sonnolenza. La scala è composta da una scala Likert a nove punti (gli elementi includono: 1 = estremamente vigile, 2 = molto vigile, 3 = vigile, 4 = piuttosto vigile, 5 = né vigile né assonnato, 6 = alcuni segni di sonnolenza, 7 = assonnato - ma nessuna difficoltà a restare sveglio, 8= sonnolento - qualche sforzo per restare sveglio, e 9 = estremamente assonnato - lottando contro il sonno). Il KSS verrà somministrato prima che un partecipante vada a letto, prima che il partecipante ritorni a dormire durante i risvegli notturni e al mattino al risveglio.

   Scale analogiche visive (VAS) dell'umore. Una serie di scale dell'umore bi-ancorate a 100 punti che includono le seguenti coppie: vigile-assonnato, allegro-infelice, calmo-teso, depresso-euforico, stressato-rilassato, pacifico-ostile, avido-generoso, aggressivo-accomodante, letargico- energico. I partecipanti sono tenuti a segnare sulla linea orizzontale per indicare come si sentono attualmente.

   La batteria della cognizione. La cognizione è uno strumento di valutazione neurocognitiva che copre i principali domini cognitivi (ad esempio, esecutivo, memoria episodica, cognizione complessa, cognizione sociale e velocità sensomotoria) attraverso 10 brevi test. La batteria di test è stata sviluppata per la National Aeronautics and Space Administration (NASA) e progettata specificamente per valutare le funzioni cognitive negli astronauti.

   Attività Volti trasformati. I partecipanti vedono una serie di immagini create trasformando separatamente un volto neutro con 3 diversi volti emotivi (arrabbiato, felice e triste), creando 3 diversi set di immagini, ciascuno dei quali va dal neutro all'arrabbiato, felice o triste. I partecipanti vedranno i volti e gli verrà chiesto di identificare la categoria emotiva di ciascun volto, nonché di valutare la loro interpretazione della sua intensità e valenza (da negativo a positivo).

   Valutazione delle prestazioni autodichiarate. Ai partecipanti verrà chiesto di valutare quanto bene pensavano di essersi comportati dopo ogni periodo di prova su una scala a 7 punti che va da "estremamente buono" a "estremamente scarso".

   Test della sonnolenza di Karolinska (KDT). Ai partecipanti verrà chiesto di fissarsi su un punto per tre minuti, senza muoversi o battere le palpebre (Putilov e Donskaya, 2013). Il KDT fornisce dati EEG con relativamente pochi artefatti legati a movimenti o ammiccamenti.

   MISURE Letture di temperatura. La temperatura timpanica sarà monitorata utilizzando un termometro auricolare di tipo ospedaliero. A intervalli di mezz'ora, il personale di ricerca addestrato effettuerà due letture della temperatura che verranno registrate e tracciate dal personale dello studio. Se le letture della temperatura differiscono di più di un grado, verrà effettuata una terza misurazione. Se le letture della temperatura raggiungono i 100 gradi Fahrenheit, il monitor medico verrà consultato per ulteriori istruzioni. Lo scopo del monitoraggio della temperatura corporea è quello di ottenere una stima della fase circadiana di un individuo durante lo studio.

   Campioni di saliva. I campioni di saliva verranno raccolti ogni ora durante la parte DLMO dello studio. Al partecipante verrà chiesto di sputare in una piccola provetta e riempirla a metà. Questi campioni verranno utilizzati per misurare la melatonina.

   Segni vitali. La pressione sanguigna e i segni vitali verranno monitorati ogni sei ore, dal momento in cui il partecipante arriva in laboratorio, tramite un piccolo monitor portatile e un bracciale per la pressione arteriosa. Se il partecipante presenta segni vitali che non rientrano nell'intervallo normale, i ricercatori dello studio informeranno immediatamente il monitor medico di guardia. Se consigliato dal monitor medico, lo studio verrà terminato e il team di investigatori provvederà a far sì che il partecipante riceva una valutazione medica.

   POPOLAZIONE DELLO STUDIO Popolazione dello studio. La popolazione in studio non include gli astronauti. I ricercatori recluteranno partecipanti sani di età compresa tra 18 e 60 anni.

   Misura di prova. Lo studio proposto prevede l’indagine di molteplici risultati. Il marcatore più ben definito e sensibile della perdita di sonno attualmente utilizzato nei voli spaziali e negli studi di laboratorio è il PVT. Pertanto, i ricercatori hanno basato i nostri calcoli di potenza sui cambiamenti previsti nelle prestazioni PVT che sono stati associati alla perdita cronica di sonno parziale. Sulla base di un documento che descrive le dimensioni dell'effetto per i cambiamenti nel PVT in diverse condizioni di perdita di sonno, i ricercatori si aspettano che la dimensione dell'effetto per il cambiamento nel PVT (1/RT) tra le condizioni sarà di circa 1,21 (Basner e Dinges, 2011). Utilizzando questi presupposti, i ricercatori richiedono 8 partecipanti per condizione (24 in totale) per rilevare un cambiamento nelle prestazioni con una potenza dell'80% a un livello alfa di 0,05. Pertanto, i ricercatori prevedono di reclutare un minimo di 30 partecipanti fino a un massimo di 40 partecipanti al fine di tenere conto delle persone che abbandonano lo studio o che non rispettano il protocollo.

   CRITERI DI INCLUSIONE/ESCLUSIONE

   I criteri di screening per i criteri di inclusione/esclusione sono descritti in dettaglio nel protocollo associato. I partecipanti devono completare e superare tutte le procedure di screening nel protocollo di screening e studio a domicilio per essere idonei a questo studio:

   I ricercatori prevedono che studieranno un numero uguale di donne e uomini, di età compresa tra 18 e 65 anni. Gli individui in pre-menopausa devono essere almeno sei mesi dopo il parto, non allattare al seno e non pianificare una gravidanza nell'immediato futuro. Le persone in gravidanza saranno escluse da questo studio perché la disincronia circadiana sotto forma di lavoro a turni è associata a esiti avversi della gravidanza. Agli individui in pre-menopausa verrà offerto anche un test di gravidanza urinario durante il processo di screening. Le persone che assumono farmaci anticoncezionali potranno continuare il loro trattamento abituale.

   Gli individui con una storia di gravi condizioni croniche o malattie mentali saranno esclusi dallo studio. Non è possibile elencare tutte le condizioni croniche che potrebbero essere esclusive a causa del numero di condizioni mediche che renderebbero un individuo non idoneo. In breve, una storia di insufficienza cardiaca/malattia, cancro, diabete, convulsioni, malattie respiratorie, disturbi del sonno e Lupus sono esempi di condizioni che sarebbero considerate esclusive. Inoltre, verranno esclusi anche gli individui che ottengono punteggi superiori alle soglie predefinite nei questionari di screening sanitario (come descritto in precedenza).

   Cronologia sonno/veglia. Durante il completamento dei questionari telefonici preliminari e di screening post-consenso, ai partecipanti verranno poste una serie di domande sul loro programma abituale di sonno/veglia presente, passato e futuro, compresi gli orari di sonno e veglia abituali e preferiti. Saranno esclusi i volontari con una storia di lavoro notturno nel periodo di 1 mese precedente o di viaggio transmeridiano (attraverso più di 2 fusi orari) nei tre mesi precedenti lo studio. Al fine di escludere dalla partecipazione allo studio potenziali soggetti con disturbi del ritmo sonno/veglia ritardati o avanzati, solo i soggetti con un tempo di andare a letto abituale riportato prima delle 3 del mattino e un tempo di veglia dopo le 4 del mattino saranno idonei a partecipare allo studio. Tutti i volontari saranno informati che, per poter partecipare allo studio di laboratorio, dovranno mantenere un programma di sonno regolare (± 30 minuti) di 8,5 ore per un massimo di tre settimane. Gli individui che non sono in grado o non vogliono assumersi questo impegno (ad esempio, quelli con orari irregolari) saranno esclusi dal volontariato per lo studio. La conformità sarà monitorata utilizzando un registro sonno/veglia e un monitor dell'attività del polso.

   Educazione e lingua. I ricercatori non prevedono di studiare individui che non capiscono l'inglese, dato che è necessario che i soggetti comprendano appieno le procedure dettagliate coinvolte nello studio. È essenziale che tutti i soggetti siano in grado di comunicare frequentemente e adeguatamente con il personale dello studio durante l'intero studio.

   Persone incinte. A causa dell'interruzione del sonno, le persone in gravidanza saranno escluse da questo studio come precauzione di sicurezza poiché l'interruzione del sonno è un potenziale fattore di rischio per esiti avversi della gravidanza come preeclampsia e parto pretermine.

   Schermata tossicologica. Ai partecipanti verrà richiesto di fornire un campione di urina e completare un etilometro all'arrivo alla prima visita di laboratorio. Questo schermo verrà utilizzato per confermare che i partecipanti sono liberi da droghe d'abuso, tra cui anfetamine, barbiturici, benzodiazepine, cocaina, marijuana, MDMA (ecstasy), metadone, metanfetamine, oppiacei, ossicodoni, caffeina e nicotina. La presenza di eventuali sostanze stupefacenti comporterà l'interruzione della partecipazione allo studio. I campioni di urina verranno forniti a un fornitore esterno per l'analisi con un numero di codice (con il campione non sarà inclusa alcuna informazione identificabile). Gli investigatori non si aspettano di ricevere i risultati di questa schermata fino a quando il partecipante non ha completato la prima visita di laboratorio a causa della disponibilità del laboratorio. I partecipanti saranno ricompensati in modo proporzionale per qualsiasi parte dello studio che hanno completato prima di uno screening tossicologico positivo. I risultati tossicologici codificati verranno archiviati con gli altri dati dello studio del partecipante. Il partecipante sarà informato del motivo della conclusione dello studio e gli verrà chiesto di parlare con il monitor medico per ulteriori indicazioni sul proprio stato di salute personale. Una volta escluso un partecipante, il collegamento nome-codice e i risultati tossicologici verranno distrutti. Ai fini del reporting IRB, verrà conservato un registro per descrivere perché e quanti partecipanti sono stati esclusi dallo studio.

   I partecipanti non saranno esclusi in base all'etnia o al sesso.

   ATTREZZATURE DI STUDIO Tutti i dispositivi sono prodotti commerciali, standardizzati, senza modifiche e utilizzati per gli scopi del dispositivo.

   Rumore rosa. Il rumore rosa verrà trasmesso a un volume <50 dB utilizzando cuffie con cancellazione del rumore.

   Illuminazione arricchita di blu. L'illuminazione arricchita di blu verrà fornita tramite una luce sintonizzata che raggiunge 250 EDI melanopici nell'angolo dello sguardo. Questo livello di illuminazione è l'illuminamento diurno minimo raccomandato per la salute e il benessere circadiano ed è il livello di illuminamento diurno richiesto per i veicoli spaziali nello standard NASA 3001.

   iPod. Ai partecipanti verrà rilasciato un iPod Touch che include un diario del sonno, PVT e KSS.

   Actigrafia. Un piccolo dispositivo simile a un orologio da polso (Actiwatch, Philips Respironics, Murrysville, PA, USA) verrà indossato continuamente (cioè giorno e notte) per una settimana prima della notte sperimentale. L'attigrafo misura il movimento e stima il sonno e la veglia in base a questo movimento.

   Sistema EEG BrainVision. Gli investigatori registreranno l'attività delle onde cerebrali (EEG), orizzontale e verticale (EOG) e l'attività muscolare (EMG) utilizzando un cappuccio dell'elettrodo allineato a posizioni specifiche sulla testa e sul viso del partecipante. Le registrazioni saranno monitorate su un display nella Sala di Controllo del Laboratorio Contromisure della Fatica. I dati digitalizzati verranno scaricati su un computer della NASA e utilizzati per valutare i risultati del sonno.

   STIMOLI Ci sono due interventi che i partecipanti sperimenteranno durante lo studio, la promozione del sonno (rumore rosa) e la promozione della veglia (illuminazione blu arricchita più un pisolino). Questi verranno consegnati separatamente e insieme a seconda della randomizzazione.

   Ai partecipanti verranno fornite comode cuffie da indossare durante il sonno durante il giorno. Le cuffie emetteranno un suono di rumore rosa continuo non superiore a 50 decibel. I partecipanti potranno abbassare il suono del rumore rosa se lo trovano troppo forte. I partecipanti indosseranno le cuffie senza rumore durante la condizione placebo.

   I partecipanti randomizzati alla luce arricchita di blu e alla condizione di pisolino avranno la luce arricchita di blu accesa durante la loro permanenza notturna in laboratorio. La luce verrà spenta per un massimo di un'ora durante il pisolino. Durante la condizione placebo, i partecipanti avranno una luce ambientale di ~ 150 lux illuminata durante la loro permanenza notturna in laboratorio. Questo livello di luce riflette un vecchio standard NASA utilizzato nella progettazione di alcuni veicoli Artemis. Durante la condizione placebo, ai partecipanti verrà chiesto di impegnarsi in attività tranquille come leggere per un'ora.