鉄道の振動が睡眠と病気に及ぼす影響 (BioVib)

この実験的睡眠研究には、鉄道の振動や騒音による睡眠障害と心臓代謝機能や認知機能の変化についての理解を深めるという包括的な目標がある。 この目的を達成するために、この研究では次の研究目的に取り組みます。

目的 1: 鉄道の振動による睡眠妨害の生物学的および神経行動学的影響を解明する。 私たちは健康なボランティアの睡眠を測定し、毎朝メタボロミクス代謝機能分析のために血液サンプルを採取し、神経認知検査バッテリーを投与します。 静かな夜と鉄道交通の振動や騒音のある夜とで、睡眠、メタボロミクス、代謝機能、認知機能への影響を比較します。 用量と反応の関係は、異なるレベルの振動のある夜を比較することによって決定されます。

この研究は、ヨーテボリ大学産業環境医学科の音環境実験室 (SEL) で行われます。 SEL は、典型的なアパートをシミュレートするための設備を備えた高忠実度の研究実験室であり、光、防音、防振をそれぞれ独立して備えた 3 つのプライベート ベッドルームが含まれています。 各部屋の天井に取り付けられたスピーカーと各ベッドの下側に取り付けられた動電変換器により、音と振動の暴露を制御室から各寝室に個別に送信することで、現実的な音響環境を作り出すことができます。 我々は以前、この研究室で得られた生態学的妥当性の高い結果が野外での結果と同等であることを示しました。

この研究には、前向きの被験者内クロスオーバー設計が採用されています。 参加者 (合計 N=24) はそれぞれ SEL で 5 晩連続して過ごし、23:00 から 07:00 まで睡眠の機会が得られます。 日中の睡眠は禁止され、研究全体を通じて継続的に装着される手首のアクティグラフィーモニターによる日中の活動の測定によって確認されます。 3 人の被験者が別々の寝室で同時に参加します。 最初の夜は、研究プロトコルに慣れ、試験手順に慣れるための期間です。 2 日目の夜は騒音や振動のない静かな環境で、通常のベースライン睡眠、心臓代謝プロファイル、認知能力を測定します。 研究の夜 3 ～ 5 は振動の夜であり、一次キャリーオーバー効果を避けるためにラテン方格設計を使用して参加者全体にランダムに割り当てられます。 この振動の夜では、鉄道貨物からの振動と騒音が寝室に響き渡り、振動と騒音が睡眠、心臓代謝機能、認知能力に及ぼす影響を測定します。 毎晩 36 回の列車が発生し、8 時間の睡眠時間中にランダムに分散されます。

鉄道の振動については、以前の実験室での研究で使用された測定データに基づいて合成された信号を使用します。 必要に応じて露光の音響特性を正確に調整できるように、記録された信号ではなく合成振動を使用する必要があります。 鉄道の振動には、鉄道貨物騒音の高忠実度録音が伴います。 これは、騒音なしで振動が発生することはほとんどないため、暴露の生態学的妥当性を最大化し、振動トランスデューサーからの機械音をマスクするためです。

振動と騒音の暴露は、スウェーデンの鉄道沿線の住宅で発生する現実的な鉄道貨物交通騒音レベルを反映します。 3 回の振動夜の最大 Wm 加重振動振幅は、それぞれ 0.5 mm/s、0.7 mm/s、0.9 mm/s になります。 個々の列車通路の最大音圧レベルは 47.2 ～ 49.8 の間で変化します。 dB LAF、最大 列車の所要時間は 11.5 秒から 56.9 秒まで異なります。 すべての振動振幅は、ベッドのマットレス上で、使用中のベッドをシミュレートするために 75 kg の基準重量の下で校正されます。 すべての音圧レベルは、研究前に各寝室の枕の上 10 cm で校正され、これらのレベルが睡眠中の被験者の騒音暴露を正確に反映します。

毎晩、睡眠ポリグラフィー (PSG) で生理的睡眠を記録し、心電図検査 (ECG) で心臓の活動を記録します。 研究の毎朝、被験者は2mlの血液サンプルを提供し、認知テストを完了し、アンケートに回答し、SELを出発して通常の日中のルーチンに従います。 彼らは毎晩20:00にSELに戻り、睡眠測定の準備をします。 15時以降はカフェイン禁止、アルコールは常時禁止とさせていただきます。 音誘発性の聴覚疲労は、参加者の通常の日常生活中の騒音曝露の影響を受ける可能性があるため60、被験者は研究期間中は騒音線量計を装着し、日中の騒音曝露を記録します。 極端なおよび/または変動する食事行動はメタボローム/リポタンパク質プロファイルに影響を与える可能性があるため、参加者には、実験室研究の各日に同様の夕食を食べるように指導され、食事日記で確認されます。実際の食事自体は異なる場合があります。この研究は被験者内で計画されているため、さまざまな研究参加者に適用されます。

睡眠は携帯型ポリソムノグラフィー（PSG）で記録され、心臓活動は心電図検査（ECG）と指脈光電脈波計で記録されます。 データはオフラインで睡眠レコーダーに記録され、データの品質を確保するために毎朝研究の朝にダウンロードされてチェックされます。 ヨーテボリ大学の研究グループが実施する従来の睡眠分析に加え、生のPSGデータを使用して、睡眠の深さと安定性の新しい指標であるオッズ比プロジェクトを計算します。

各研究の朝、被験者は血漿メタボロミクス分析のために 2 ml の血液サンプルを提供します。 信頼できるデータを確保するために、血液サンプルは概日影響を軽減するために、水以外のものを飲食する前に毎日同じ時間に採取され、各サンプルは同じ方法で処理されます。つまり、遠心分離され、小分けされ、-80℃の冷凍庫で保管されます。 被験者は、血中メタボロームに対する被験者内の食事の影響を軽減するために、研究毎晩同じ食べ物を食べます。 さらに、２時間の経口ブドウ糖負荷試験（ＯＧＴＴ）を、静かな対照の夜（すなわち、研究第２夜後）の朝、および３回目の振動曝露の夜（すなわち、研究第５夜後）の朝に実施する。 グルコース投与後10、20、30、60、90、および120分の時点で75gのグルコースボーラスに対する反応を測定します。

被験者は毎朝、コンピューターによる一連の認知テストを約 20 分かけて完了します。これには、さまざまな認知領域 (運動実践、視覚オブジェクト学習、フラクタル 2 バック、抽象マッチング、線の向き、感情認識、行列推論) にわたる 10 個のテストが含まれます。 、数字記号の置換、バルーンアナログリスク、精神運動覚醒）。 認知データは分析されて、認知速度と正確さの主要な尺度を決定し、練習効果と刺激セットの難易度を調整します。

被験者は、一般的な健康状態（SF-36）、クロノタイプ、騒音感受性、習慣的な睡眠の質、環境感受性、騒音による不快感と睡眠障害を測定するために、一連の一回限りの検証済みアンケートに回答します。 被験者はまた、各研究の夕方と朝に、眠気（カロリンスカ眠気スケール）、聴覚疲労、騒音による睡眠障害、および検証された睡眠と障害に関する質問を含むアンケートに回答します。