アルテミスの睡眠対策 (ASCM)

具体的な目的 研究者らは、ピンクノイズが睡眠結果とその後の覚醒を改善できるかどうかをテストすることを目的としています。 研究者らはさらに、ピンクノイズによる睡眠が単独で、または青色を多く含む照明や昼寝と組み合わせて、夜間の注意力とパフォーマンスを向上させるかどうかをテストすることを目的としている。 最後に、研究者らは、青色を多く含む照明と昼寝が夜間の注意力とパフォーマンスを向上させることができるかどうかをテストする予定です。

仮説

1. 研究者らは、日中の睡眠機会にピンクノイズにさらされると、騒音のない対照条件と比較して、入眠潜時、睡眠時間、睡眠の深さが改善されるという仮説を立てています。
2. 研究者らは、ピンクノイズによって誘発される睡眠は、カロリンスカ眠気尺度（KSS）と精神運動覚醒課題（PVT）によって測定されるように、ノイズのない対照条件と比較して、主観的な注意力とパフォーマンスを向上させるという仮説を立てています。
3. 研究者らは、カロリンスカ眠気尺度 (KSS) と精神運動覚醒課題で測定したように、青みを多く含む光と最長 1 時間の昼寝は、プラセボ光を与えて昼寝をしない場合と比較して、主観的な注意力とパフォーマンスを向上させると仮説を立てています ( PVT）。

4. 研究者らは、ブルーリッチライトへの曝露と最大1時間の昼寝を組み合わせたピンクノイズによって誘発された睡眠は、ノイズなし、プラセボ光で昼寝なしの対照睡眠状態と比較して、主観的な覚醒度とパフォーマンスを向上させるという仮説を立てています。 、カロリンスカ眠気スケール（KSS）および精神運動覚醒課題（PVT）によって測定されます。

   主な成果測定

   • 9 ポイントのリッカート型カロリンスカ眠気スケール (KSS) によって測定される主観的な覚醒度。
   • 精神運動覚醒タスク (PVT) によって測定される客観的な認知パフォーマンス。これは、失効回数 (反応時間 > 500 ミリ秒) と速度 (1/反応時間) を含む結果測定値を持つ単純な反応時間タスクです。
   • 覚醒時の睡眠段階、合計睡眠時間、各睡眠段階の時間、睡眠効率、入眠潜時など、脳波検査 (EEG) によって測定される睡眠構造。

   統計分析 プラセボと比較した介入の影響を決定するために、研究者は、状態（介入、制御）、時間（目覚ましコール後のテスト試合）、状態*時間相互作用の固定効果を含む線形混合効果モデルを使用します。 、および参加者のランダム効果。 PVT 経過データ (カウント) は過分散かどうかチェックされ、過分散が検出された場合は、同じ係数を持つ負の二項混合効果モデルが経過データの分析に使用されます。

   一般的なプロトコルの概要 スクリーニング基準と少なくとも 1 週間の在宅研究手順に合格した参加者は、この臨床研究への同意を求められます。 参加者は、同意に基づいて介入条件と投与順序にランダムに割り当てられます。

   参加者は研究室への出入りを車で行うことはできず、車のサービス (タクシー、Uber、Lyft など) が提供されるか、友人や家族の送迎を手配することになります。

   参加者は時間のない環境で維持されます。 時間を知らせる装置は提供されません。 彼らには、睡眠と覚醒のエピソードがどれくらい続くか、また研究活動のタイミングについては知らされません。 これは、時刻に関する知識に関連する認知バイアスを最小限に抑えるためです (たとえば、人は真夜中に自分を眠いと評価する可能性が高くなります)。

   参加者は、就寝中を除き、ラボにいる間ずっと 1 時間ごとのテストを完了します。 睡眠から目覚めると、より頻繁に検査が行われる場合があります。 このテストは、以下に説明するテストで構成されます。

   参加者には研究室にいる間、3食の食事が提供されます。 これらの食事は、参加者の食事制限や個人の好みに基づいて提供されます。

   参加者が誤って眠らないようにし、テストを受けている間参加者を監視するために、参加者が起きている間は研究スタッフが常に参加者と一緒にいます。 参加者は、研究手続きを完了していないときにゲームをしたり、研究スタッフと話したりすることが許可されます。

   詳細なプロトコル 参加者は、いつもの起床時間の 3 時間後に研究室に到着するように求められます。 彼らは個室で研究され、研究室の制御室へのビデオリンクを介して監視されます。 到着すると、毒物検査に使用される尿サンプルが提供されます。 その後、学習手順を指導し、模擬試験を完了します。 次に、EEG キャップが装着され、ピンクノイズまたは沈黙を提供するように設定された睡眠用ヘッドフォンが提供されます。 部屋は暗くされ、参加者は通常の起床時間から約 7 時間後にベッドに入り、4 時間眠るように求められます。

   この 4 時間の睡眠機会の終わりに、参加者は (眠っている場合は) 起こされ、5 ルクス未満の薄明かりで 10 時間の半一定姿勢プロトコルを開始して、薄明かりメラトニン開始 (DLMO) を収集します。 この期間中、参加者は概日リズムのマーカーであるメラトニンを評価するために、1時間ごとに唾液サンプルを提供します。 参加者は、姿勢の変化がサンプル中のメラトニンの測定量に影響を与える可能性があるため、各サンプル採取前に 20 分間座ったままであることが求められます。 参加者の負担を最小限に抑えるため、検査はサンプル採取前の 20 分間の大部分に予定されています。

   DLMO 収集後、参加者には 1 時間の昼寝の機会が与えられます。あるいは、プラセボの状態では、座ったまま、約 150 ルクスの光の下で静かな活動に従事するよう求められます。 休憩の後、ライトはランダム化条件に応じて、青色を多く含むライトに点灯するか、約 150 ルクスの光のままになります。

   研究室で 25 時間を過ごした後、参加者の電極は取り外され、参加者は家に送られます。 参加者には、帰宅後に昼寝をしてもよいし、そうすべきであることが通知されます。 また、研究による睡眠不足から回復する機会が得られるまでは、車の運転や危険な活動に従事しないよう注意喚起されます。

   テスト

   次のテストが参加者全員によって実行されます。

   精神運動覚醒タスク。 私たちのベンチマークパフォーマンス測定は、精神運動覚醒テスト (PVT) になります。 このテストは、日内変動と睡眠不足の影響を受けやすいことが実証されています。 PVT には 5 分または 10 分の反応時間 (RT) パフォーマンス テストが含まれ、参加者は単純な視覚刺激に対して可能な限り最速の RT を維持する必要があります。 刺激間の間隔には、2 ～ 10 秒の間でランダムに変化する高い信号レートが含まれます。 安定した概日変動を示すさまざまなパフォーマンス指標が各 PVT トライアルから得られます。これには、失効回数、最適な応答時間、誤警報、およびオン時間の結果としての警戒減少関数の特性 (つまり、傾き、y 切片) が含まれます。タスク。 変数に適用されるさまざまな変換により、被験者間の変動が軽減され、概日変動の安定した推定値が得られます。 PVT パフォーマンスパラメータは概日位相に同期して変化することが示されています。

   カロリンスカ眠気スケール。 カロリンスカ眠気スケール (KSS) は、眠気を高感度で主観的に測定するものです。 この尺度は、9 段階のリッカート尺度で構成されます (項目には次が含まれます: 1 = 非常に警戒している、2= 非常に警戒している、3 = 警戒している、4= かなり警戒している、5 = 警戒も眠気もない、6= 多少の眠気の兆候、7 = 眠い- しかし、起きてい続けるのは困難ではない、8 = 眠い - 起きていようと努力する、9 = 非常に眠い - 睡眠と戦う）。 ＫＳＳは、参加者が就寝する前、参加者が夜間覚醒中に眠りに戻る前、および朝の起床時に投与される。

   気分のビジュアルアナログスケール（VAS）。 次のペアを含む一連の 100 ポイントのバイアンカー気分スケール: 警戒心 - 眠い、陽気 - 悲惨、穏やか - 緊張、憂鬱 - 高揚感、ストレス - リラックス、平和 - 敵対的、貪欲 - 寛大、攻撃的 - のんびり、無気力 -エネルギッシュ。 参加者は、現在の気分を示すために水平線にマークを付ける必要があります。

   認知バッテリー。 Cognition は、10 の簡単なテストを通じて主要な認知領域 (つまり、実行、エピソード記憶、複雑な認知、社会的認知、感覚運動速度) をカバーする神経認知評価ツールです。 このテストバッテリーはアメリカ航空宇宙局 (NASA) のために開発され、宇宙飛行士の認知機能を評価するために特別に設計されました。

   モーフィングされた顔のタスク。 参加者は、中立的な顔を 3 つの異なる感情的な顔 (怒り、幸せ、悲しみ) で個別にモーフィングして作成された一連の写真を見て、それぞれ中立的な顔から怒り、幸せな顔、悲しい顔まで​​の 3 つの異なる写真セットを作成します。 参加者は顔を見て、それぞれの顔の感情的なカテゴリーを特定するとともに、その強さと価度 (ネガティブからポジティブ) の解釈を評価するよう求められます。

   自己申告によるパフォーマンス評価。 参加者は、各テスト試合後に自分のパフォーマンスがどの程度優れていたと思うかを、「非常に良い」から「非常に悪い」までの 7 段階のスケールで評価するよう求められます。

   カロリンスカ眠気テスト (KDT)。 参加者は、動いたり瞬きしたりせずに、3 分間一点を見つめるよう求められます (Putilov と Donskaya、2013)。 KDT は、動きやまばたきに関連するアーティファクトが比較的少ない EEG データを提供します。

   温度測定値を測定します。 鼓膜温度は病院グレードの耳式体温計を使用して監視されます。 訓練を受けた研究スタッフが 30 分間隔で 2 回の体温測定値を測定し、記録してプロットします。 温度測定値が 1 度以上異なる場合は、3 回目の測定が行われます。 温度測定値が華氏 100 度に達した場合は、医療モニターに指示が求められます。 体温モニタリングの目的は、研究中に個人の概日位相の推定値を取得することです。

   唾液サンプル。 研究の DLMO 部分では、唾液サンプルが 1 時間ごとに収集されます。 参加者は小さな試験管に唾を吐き、半分まで満たすように求められます。 これらのサンプルはメラトニンの測定に使用されます。

   バイタルサイン。 血圧とバイタルサインは、参加者が研究室に到着してから 6 時間ごとに、小型の携帯用血圧モニターとカフを使用して監視されます。 参加者に正常範囲外のバイタルサインがある場合、治験責任医師は待機中の医療モニターに直ちに通知します。 医療モニターのアドバイスがあった場合、研究は終了し、研究者チームは参加者が医学的評価を受けるよう手配します。

   研究対象集団 研究対象集団。 研究対象集団には宇宙飛行士は含まれていません。 研究者らは18歳から60歳までの健康な参加者を募集する。

   サンプルサイズ。 私たちが提案する研究には、複数の結果の調査が含まれます。 現在宇宙飛行や実験室での研究で使用されている、最も明確で感度の高い睡眠不足のマーカーは PVT です。 そのため、研究者らは、慢性的な部分的睡眠不足に関連する PVT パフォーマンスの予想される変化に基づいて電力計算を行っています。 睡眠不足のさまざまな条件下での PVT の変化のエフェクト サイズを説明した論文に基づいて、研究者らは、条件間の PVT の変化 (1/RT) のエフェクト サイズが約 1.21 になると予想しています (Basner and Dinges、2011)。 これらの仮定を使用して、研究者は、アルファ レベル 0.05 で 80% の検出力でパフォーマンスの変化を検出するには、条件ごとに 8 人の参加者 (合計 24 人) を必要とします。 そのため、研究者らは、研究から脱落した人や治験実施計画書に従わない人を考慮して、最低 30 人から最大 40 人の参加者を募集する予定です。

   包含/除外基準

   包含/除外基準のスクリーニング基準は、コンパニオンプロトコールに詳細に記載されています。 この研究の参加資格を得るには、参加者はスクリーニングおよび在宅研究プロトコルのすべてのスクリーニング手順を完了し、合格する必要があります。

   研究者らは、18歳から65歳までの同数の女性と男性を調査すると予想している。 閉経前の方は、産後少なくとも 6 か月経過している必要があり、授乳中ではなく、近い将来に妊娠を計画していない必要があります。 シフト勤務の形での概日の非同期性は妊娠の有害な転帰と関連しているため、妊娠中の個人はこの研究から除外されます。 閉経前の人には、スクリーニングプロセス中に尿中妊娠検査も提供されます。 避妊薬を服用している人は、通常の治療を続けることができます。

   重篤な慢性疾患や精神疾患の病歴のある人は研究から除外されます。 個人が不適格となる可能性のある病状が多数あるため、除外される可能性のあるすべての慢性疾患をリストすることはできません。 簡単に言うと、心不全/心疾患、癌、糖尿病、発作、呼吸器疾患、睡眠障害、狼瘡の既往歴は、除外対象とみなされる症状の例です。 さらに、健康スクリーニングのアンケートで事前に定義されたしきい値を超えたスコアを持つ個人も除外されます (前述のように)。

   睡眠/覚醒履歴。 事前の電話および同意後のスクリーニングアンケートに回答する際、参加者は、習慣的および希望の就寝時間と起床時間を含む、現在、過去、および将来の習慣的な睡眠/起床スケジュールについて多くの質問をされます。 研究前の 1 か月間に夜間勤務の履歴があるボランティア、または研究前の 3 か月間に子午線横断旅行 (2 つ以上のタイムゾーンにわたる) の履歴があるボランティアは除外されます。 遅延または進行した睡眠/覚醒スケジュール障害を有する潜在的な被験者を研究への参加から除外するため、習慣的に就寝時間が午前3時より前であり、起床時間が午前4時以降であると報告されている被験者のみが研究への参加資格がある。 すべてのボランティアには、臨床研究に参加する資格を得るには、最長 3 週間、規則的な (±30 分) 8.5 時間の睡眠スケジュールを維持する必要があることが通知されます。 この約束を果たせない、またはそうしたくない人（例：不規則なスケジュールの人）は、研究へのボランティア活動から除外されます。 コンプライアンスは、睡眠/覚醒ログと手首活動モニターを使用して監視されます。

   教育と言語。 被験者は研究に関わる詳細な手順を完全に理解する必要があるため、研究者らは英語が理解できない人を研究することは想定していない。 すべての被験者が研究全体を通じて研究スタッフと頻繁かつ適切にコミュニケーションできることが重要です。

   妊娠中の人。 睡眠障害は子癇前症や早産などの有害な妊娠転帰の潜在的な危険因子であるため、睡眠障害により妊娠中の人は安全対策としてこの研究から除外されます。

   毒性学画面。 参加者は、最初の研究室訪問時に尿サンプルを提供し、飲酒検査を完了する必要があります。 このスクリーニングは、参加者がアンフェタミン、バルビツレート、ベンゾジアゼピン、コカイン、マリファナ、MDMA (エクスタシー)、メサドン、メタンフェタミン、アヘン剤、オキシコドン、カフェイン、ニコチンなどの乱用薬物を摂取していないことを確認するために使用されます。 乱用薬物が存在した場合、研究への参加が中止されます。 尿サンプルは、コード番号とともに分析のために外部ベンダーに提供されます（サンプルには個人を特定できる情報は含まれません）。 研究者は、検査室の空き状況により、参加者が最初の検査室訪問を完了するまで、このスクリーニングの結果を受け取ることを期待していません。 参加者には、毒性学スクリーニングが陽性となる前に完了した研究の一部について、日割り計算で報酬が支払われます。 コード化された毒性学の結果は、参加者の他の研究データとともに保存されます。 参加者には研究終了の理由が知らされ、個人の健康状態についてのさらなる指導を受けるために医療モニターと話すよう求められます。 参加者が除外されると、名前とコードのリンクと毒性学の結果は破棄されます。 IRB 報告の目的で、研究から除外された参加者の理由と人数を説明するログが保存されます。

   参加者が民族や性別に基づいて排除されることはありません。

   研究機器 すべてのデバイスは商用の既製製品であり、変更は加えられておらず、デバイスの目的のために使用されています。

   ピンクノイズ。 ピンク ノイズは、ノイズ キャンセリング ヘッドフォンを使用すると、50 dB 未満の音量で配信されます。

   青みを強めた照明。 ブルー強化照明は、視線角度で 250 メラノピック EDI を達成するように調整された光によって提供されます。 このレベルの照明は、概日リズムの健康と幸福のために推奨される最小限の日中の照度であり、NASA 規格 3001 の宇宙船に必要な日中の照度レベルです。

   iPod。 参加者には、睡眠日記、PVT、KSS が含まれる iPod Touch が配布されます。

   アクティグラフィー。 小さな腕時計のようなデバイス (Actiwatch、Philips Respironics、米国ペンシルベニア州マリーズビル) を、実験の夜までの 1 週間継続的に (つまり昼夜を問わず) 着用します。 アクチグラフは動きを測定し、この動きに基づいて睡眠と覚醒を推定します。

   BrainVision EEG システム。 研究者は、参加者の頭と顔の特定の位置に位置合わせされた電極キャップを使用して、脳波活動 (EEG)、水平および垂直活動 (EOG)、筋活動 (EMG) を記録します。 記録は疲労対策研究室制御室のディスプレイで監視されます。 デジタル化されたデータは NASA のコンピューターにダウンロードされ、睡眠結果の評価に使用されます。

   刺激 研究中に参加者が体験する介入は、睡眠促進 (ピンクノイズ) と覚醒促進 (青色強化照明と昼寝) の 2 つです。 これらは、ランダム化に応じて個別に配信されることもあれば、一緒に配信されることもあります。

   参加者には、日中の睡眠時間中ずっと着用できる快適なヘッドフォンが提供されます。 ヘッドフォンは、50 デシベル以下の連続的なピンク ノイズ サウンドを発します。 参加者は、ピンクノイズが大きすぎると感じた場合、音を小さくすることができます。 参加者は、プラセボ状態の間、ノイズのないヘッドフォンを着用します。

   ブルーエンリッチドライトと昼寝条件にランダムに割り当てられた参加者は、研究室での夜間滞在中にブルーエンリッチドライトがオンになります。 昼寝中は最長1時間消灯します。 プラセボ条件の間、参加者は研究室での夜間滞在中、頭上の部屋の照明が約 150 ルクスで照らされます。 この光レベルは、一部の Artemis 車両の設計に使用されていた古い NASA 規格を反映しています。 プラセボ状態の間、参加者は1時間読書などの静かな活動に従事するよう求められます。