아르테미스 수면 대책 (ASCM)

구체적인 목표 연구자들은 핑크 노이즈가 수면 결과와 그에 따른 주의력을 향상시킬 수 있는지 여부를 테스트하는 것을 목표로 합니다. 연구자들은 핑크 노이즈로 인한 수면이 밤에 혼자서 또는 청색이 풍부한 조명과 낮잠을 함께 자면서 주의력과 수행 능력을 향상시키는지 여부를 테스트하는 것을 추가로 목표로 삼고 있습니다. 마지막으로 조사관들은 청색이 풍부한 조명과 낮잠이 밤 동안 주의력과 수행 능력을 향상시킬 수 있는지 테스트할 것입니다.

가설

1. 연구자들은 주간 수면 기회 동안 핑크 노이즈에 노출되면 소음이 없는 대조 조건에 비해 수면 시작 잠복기, 수면 지속 시간, 수면 깊이가 향상될 것이라는 가설을 세웠습니다.
2. 연구자들은 카롤린스카 졸음 척도(KSS)와 정신운동 경계 과제(PVT)로 측정한 바와 같이, 핑크 노이즈로 유도된 수면이 소음이 없는 통제 조건과 비교할 때 주관적 각성도와 수행 능력을 향상시킬 것이라는 가설을 세웠습니다.
3. 연구자들은 카롤린스카 졸음 척도(KSS)와 정신운동 경계 작업으로 측정한 바와 같이 청색이 풍부한 조명에 노출되고 최대 1시간의 낮잠을 자면 위약 조명을 사용하고 낮잠을 자지 않는 경우에 비해 주관적인 주의력과 수행 능력이 향상될 것이라고 가정합니다( PVT).

4. 연구자들은 청색이 풍부한 조명에 노출되고 최대 1시간 동안 낮잠을 자는 것과 핑크 노이즈로 유도된 수면이 소음이 없고 위약 조명이 있고 낮잠이 없는 대조군 수면 조건과 비교할 때 주관적 각성도와 수행 능력이 향상될 것이라고 가정합니다. , Karolinska Sleepiness Scale(KSS) 및 정신운동 경계 작업(PVT)으로 측정됩니다.

   1차 결과 측정

   • 9점 리커트형 카롤린스카 졸음 척도(KSS)로 측정한 주관적 주의력.
   • 정신운동 경계 작업(PVT)으로 측정된 객관적인 인지 성능은 경과 횟수(반응 시간 >500ms) 및 속도(1/반응 시간)를 포함한 결과 측정이 포함된 간단한 반응 시간 작업입니다.
   • 각성 시 수면 단계, 총 수면 시간, 각 수면 단계의 시간, 수면 효율 및 수면 시작 대기 시간을 포함하여 뇌파검사(EEG)로 측정한 수면 구조입니다.

   통계 분석 위약과 비교하여 중재의 영향을 확인하기 위해 연구자는 상태(개입, 제어), 시간(기상 후 테스트 시합), 상태*시간 상호 작용의 고정 효과가 있는 선형 혼합 효과 모델을 사용합니다. , 참가자의 무작위 효과. PVT 경과 데이터(개수)는 과분산 여부를 확인하고, 발견된 경우 동일한 요인을 가진 음이항 혼합 효과 모델을 사용하여 경과 데이터를 분석합니다.

   일반 프로토콜 개요 선별 기준을 통과하고 최소 1주간의 재택 연구 절차를 통과한 참가자에게는 이 실험실 연구에 대한 동의가 요청됩니다. 참가자는 동의에 따라 개입 조건 및 투여 순서에 무작위로 배정됩니다.

   참가자는 연구실까지 운전해서 이동할 수 없으며 자동차 서비스(택시, Uber, Lyft 등)가 제공되거나 친구나 가족이 내려주고 데리러 갈 수 있습니다.

   참가자는 시간이 없는 환경에서 유지됩니다. 시간을 표시하는 장치는 제공되지 않습니다. 수면 및 각성 에피소드가 얼마나 오래 지속되는지, 연구 활동 시기도 알려주지 않습니다. 이는 하루 중 시간에 대한 지식과 관련된 인지 편향을 최소화하기 위한 것입니다(예: 사람들은 한밤중에 자신을 졸린 것으로 평가할 가능성이 더 높을 수 있음).

   참가자는 잠자는 시간을 제외하고 실험실에서 시간당 테스트를 완료합니다. 잠에서 깨어나면 더 자주 검사를 받을 수 있습니다. 이 테스트는 아래 설명된 테스트로 구성됩니다.

   참가자에게는 연구실에 있는 동안 세 끼의 식사가 제공됩니다. 이러한 식사는 참가자의 식이 제한 사항 및 개인 선호도에 따라 제공됩니다.

   참가자가 실수로 잠들지 않도록 하고 시험을 치르는 동안 참가자를 모니터링하기 위해 연구 직원은 참가자가 깨어 있는 동안 항상 참가자와 함께 있을 것입니다. 참가자는 연구 절차를 완료하지 않을 때 게임을 하고 연구 직원과 대화할 수 있습니다.

   세부 프로토콜 참가자는 평소 기상 시간보다 3시간 후에 실험실에 도착해야 합니다. 그들은 개인실에서 연구되며 실험실 제어실에 대한 비디오 링크를 통해 모니터링됩니다. 도착 시 독성 검사에 사용될 소변 샘플을 제공합니다. 그런 다음 절차를 학습하고 연습 시험을 완료하게 됩니다. 다음으로 EEG 캡이 장착되고 핑크 노이즈 또는 침묵을 전달하도록 설정된 수면 헤드폰이 제공됩니다. 방은 어두워지고 참가자는 평소 기상 시간으로부터 약 7시간 후에 잠자리에 들고 4시간 동안 잠을 자도록 요청됩니다.

   이 4시간 수면 기회가 끝나면 참가자는 깨어나고(수면 중인 경우) 희미한 빛 멜라토닌 개시(DLMO)를 수집하기 위해 5럭스 미만의 희미한 빛에서 10시간 반일정 자세 프로토콜을 시작합니다. 이 기간 동안 참가자는 일주기 리듬의 지표인 멜라토닌 평가를 위해 매시간 타액 샘플을 제공합니다. 자세 변화가 샘플에서 측정된 멜라토닌의 양에 영향을 미칠 수 있으므로 참가자는 각 샘플 수집 전 20분 동안 앉아 있어야 합니다. 참가자의 부담을 최소화하기 위해 테스트는 샘플 시작 20분 전 대부분으로 예정되어 있습니다.

   DLMO 수집 후 참가자에게는 1시간 동안 낮잠을 잘 수 있는 기회가 주어지며, 위약 조건에서는 자리에 앉아 최대 150럭스의 조명 아래에서 조용한 활동에 참여하도록 요청됩니다. 휴식 시간이 지나면 조명은 파란색이 풍부한 조명으로 켜지거나 무작위 조건에 따라 ~150럭스 조명으로 유지됩니다.

   실험실에서 25시간을 보낸 후 참가자의 전극을 제거하고 참가자를 집으로 보내드립니다. 참가자는 집에 돌아올 때 낮잠을 잘 수 있고, 낮잠을 자야 한다는 조언을 받게 됩니다. 또한 연구로 인한 수면 부족에서 회복할 기회를 얻을 때까지 운전을 하거나 위험한 활동에 참여하지 않도록 상기시켜줄 것입니다.

   테스트

   모든 참가자는 다음 테스트를 수행합니다.

   정신 운동 경계 작업. 우리의 벤치마크 성능 측정은 정신운동 경계 테스트(PVT)가 될 것입니다. 이 테스트는 일주기 변화와 수면 부족에 민감한 것으로 입증되었습니다. PVT에는 참가자가 간단한 시각적 자극에 대해 가장 빠른 RT를 유지해야 하는 5분 또는 10분 반응 시간(RT) 성능 테스트가 포함됩니다. 자극 간 간격에는 2초에서 10초 사이에서 무작위로 변하는 높은 신호 속도가 포함됩니다. 각 PVT 시험에서 경과 횟수, 최적 응답 시간, 허위 경보 및 시간에 따른 경계 감소 기능(예: 기울기, y 절편)의 특성을 포함하여 안정적인 일주기 변화를 보여주는 다양한 성능 지표를 얻습니다. 일. 변수에 적용되는 다양한 변환은 개체 간 변동성을 줄이고 일주기 변동에 대한 안정적인 추정치를 제공합니다. PVT 성능 매개변수는 일주기 단계와 동시에 변화하는 것으로 나타났습니다.

   카롤린스카 졸음 척도. 카롤린스카 졸음 척도(KSS)는 졸음에 대한 매우 민감한 주관적 측정입니다. 척도는 9점 리커트 척도로 구성됩니다(항목은 다음을 포함합니다: 1 = 매우 주의력 있음, 2= 매우 주의력 있음, 3= 주의력 있음, 4= 다소 주의력 있음, 5= 주의력이 약하거나 졸리지 않음, 6= 약간 졸음의 징후, 7 = 졸림 - 그러나 깨어 있는 데 어려움은 없음, 8= 졸음 - 깨어 있으려고 약간의 노력, 9 = 극도로 졸음 - 잠과 싸우기). KSS는 참가자가 잠자리에 들기 전, 참가자가 밤에 깨어 있는 동안 다시 잠들기 전, 그리고 아침에 깨어난 후 투여됩니다.

   기분의 시각적 아날로그 척도(VAS). 다음 쌍을 포함하는 일련의 100점 이중 고정 기분 척도: 경계심-졸림, 명랑-비참함, 차분함-긴장, 우울-의기양양함, 스트레스-이완, 평화적-적대적, 탐욕-관대함, 공격적-태만함, 무기력- 활력이 넘칩니다. 참가자는 자신의 현재 감정을 수평선에 표시해야 합니다.

   인지 배터리. 인지는 10가지 간단한 테스트를 통해 주요 인지 영역(예: 실행, 일화 기억, 복잡한 인지, 사회적 인지 및 감각운동 속도)을 다루는 신경인지 평가 도구입니다. 테스트 배터리는 NASA(미국 항공우주국)를 위해 개발되었으며 우주비행사의 인지 기능을 평가하기 위해 특별히 설계되었습니다.

   변형된 얼굴 작업. 참가자들은 중립적인 얼굴을 3가지 감정적인 얼굴(화남, 행복함, 슬픔)로 개별적으로 변형하여 각각 중립적에서 분노함, 행복함 또는 슬픔에 이르는 3가지 다른 사진 세트를 만들어 만든 일련의 사진을 봅니다. 참가자들은 얼굴을 보고 각 얼굴의 감정 범주를 식별하고 강도와 원자가(부정에서 긍정적)에 대한 해석을 평가하도록 요청받습니다.

   자체 보고된 성과 평가. 참가자들은 각 테스트가 끝난 후 자신이 얼마나 잘 수행했다고 생각하는지를 "매우 좋음"부터 "매우 나쁨"까지 7점 척도로 평가하도록 요청받게 됩니다.

   카롤린스카 졸음 테스트(KDT). 참가자들은 움직이거나 눈을 깜박이지 않고 3분 동안 한 지점에 시선을 고정해야 합니다(Putilov 및 Donskaya, 2013). KDT는 움직임이나 눈 깜박임과 관련된 아티팩트가 비교적 적은 EEG 데이터를 제공합니다.

   측정 온도 판독값. 고막 온도는 병원용 귀 온도계를 사용하여 모니터링됩니다. 30분 간격으로 숙련된 연구진은 두 번의 온도 판독값을 취하며 이를 기록하고 그래프로 표시합니다. 온도 판독값이 1도 이상 차이가 나면 세 번째 측정이 수행됩니다. 온도 판독값이 화씨 100도에 도달하면 의료 모니터에 문의하여 추가 지침을 받게 됩니다. 체온 모니터링의 목적은 연구 기간 동안 개인의 일주기 단계에 대한 추정치를 얻는 것입니다.

   타액 샘플. 타액 샘플은 연구의 DLMO 부분 동안 매시간 수집됩니다. 참가자는 작은 시험관에 침을 뱉어 반쯤 채우도록 요청받습니다. 이 샘플은 멜라토닌을 측정하는 데 사용됩니다.

   활력 징후. 참가자가 실험실에 도착한 시간부터 소형 휴대용 혈압 모니터와 커프를 사용하여 6시간마다 혈압과 활력 징후를 모니터링합니다. 참가자의 활력 징후가 정상 범위를 벗어나는 경우, 연구 조사관은 즉시 의료 모니터에게 이를 알립니다. 의료 모니터의 조언이 있는 경우 연구는 종료되고 조사팀은 참가자가 의료 평가를 받도록 준비할 것입니다.

   연구 인구 연구 인구. 연구 모집단에는 우주비행사가 포함되지 않습니다. 조사관은 18세에서 60세 사이의 건강한 참가자를 모집할 것입니다.

   표본의 크기. 우리가 제안한 연구에는 여러 결과에 대한 조사가 포함됩니다. 현재 우주 비행 및 실험실 연구에 사용되는 가장 잘 정의되고 민감한 수면 부족 지표는 PVT입니다. 따라서 연구자들은 만성 부분 수면 부족과 관련된 PVT 성능의 예상되는 변화를 바탕으로 검정력 계산을 수행했습니다. 다양한 수면 손실 조건에서 PVT 변화에 대한 효과 크기를 설명하는 논문을 기반으로 연구자들은 조건 간 PVT(1/RT) 변화에 대한 효과 크기가 대략 1.21이 될 것으로 예상합니다(Basner and Dinges, 2011). 이러한 가정을 사용하여 연구자는 알파 수준 0.05에서 80% 검정력으로 성능 변화를 탐지하기 위해 조건당 8명의 참가자(총 24명)가 필요합니다. 따라서 연구자들은 연구를 중단하거나 프로토콜을 준수하지 않는 개인을 설명하기 위해 최소 30명에서 최대 40명의 참가자를 모집할 계획입니다.

   포함/제외 기준

   포함/제외 기준에 대한 선별 기준은 동반 프로토콜에 자세히 설명되어 있습니다. 참가자는 이 연구에 참여할 수 있으려면 심사 및 재택 학습 프로토콜의 모든 심사 절차를 완료하고 통과해야 합니다.

   연구자들은 18~65세의 동일한 수의 여성과 남성을 대상으로 연구할 것으로 예상합니다. 폐경 전인 사람은 산후 최소 6개월 이상이어야 하고, 모유 수유를 하지 않아야 하며, 가까운 시일 내에 임신을 계획하지 않아야 합니다. 교대근무 형태의 일주기 불일치가 부정적인 임신 결과와 연관되어 있기 때문에 임신한 개인은 이 연구에서 제외됩니다. 폐경 전인 개인에게도 선별 과정에서 소변 임신 테스트가 제공됩니다. 피임약을 복용 중인 개인은 일반적인 치료를 계속할 수 있습니다.

   심각한 만성 질환이나 정신 질환의 병력이 있는 개인은 연구에서 제외됩니다. 개인의 부적격을 초래하는 의학적 질환의 수로 인해 제외될 수 있는 모든 만성 질환을 나열하는 것은 불가능합니다. 간단히 말해서, 심부전/질병, 암, 당뇨병, 발작, 호흡기 질환, 수면 장애 및 루푸스의 병력은 제외되는 것으로 간주되는 질환의 예입니다. 또한 건강 검진 설문지에서 사전 정의된 기준점을 벗어난 점수를 받은 개인도 제외됩니다(앞서 설명한 대로).

   수면/기상 기록. 예비 전화 및 동의 후 선별 설문지를 작성하는 동안 참가자는 습관적이고 선호하는 취침 및 기상 시간을 포함하여 현재, 과거 및 미래의 습관적인 수면/기상 일정에 대해 여러 가지 질문을 받게 됩니다. 이전 1개월 동안 야간 근무 이력이 있거나 연구 전 3개월 동안 자오선 여행(2개 이상의 시간대에 걸쳐) 이력이 있는 자원봉사자는 제외됩니다. 지연되거나 진행된 수면/각성 일정 장애가 있는 잠재적인 피험자를 연구 참여에서 제외하기 위해, 습관적으로 취침 시간이 오전 3시 이전이고 기상 시간이 오전 4시 이후라고 보고된 피험자만 연구에 참여할 수 있습니다. 모든 자원봉사자는 실험실 연구에 참여할 자격을 얻으려면 최대 3주 동안 규칙적인(± 30분) 8.5시간 수면 일정을 유지해야 한다는 정보를 받게 됩니다. 이러한 약속을 할 수 없거나 할 의사가 없는 개인(예: 일정이 불규칙한 개인)은 연구 자원 봉사에서 제외됩니다. 준수 여부는 수면/기상 기록 및 손목 활동 모니터를 사용하여 모니터링됩니다.

   교육과 언어. 조사관은 피험자가 연구와 관련된 세부 절차를 완전히 이해해야 한다는 요구 사항을 고려할 때 영어를 이해하지 못하는 개인을 연구할 것으로 예상하지 않습니다. 모든 피험자가 전체 연구 기간 동안 연구 직원과 자주 그리고 적절하게 의사소통할 수 있는 것이 필수적입니다.

   임신한 사람들. 수면 장애로 인해 임신한 개인은 안전 예방 조치로 이 연구에서 제외됩니다. 수면 장애는 자간전증 및 조산과 같은 불리한 임신 결과에 대한 잠재적인 위험 요소이기 때문입니다.

   독성학 화면. 참가자는 첫 실험실 방문 시 도착 시 소변 샘플을 제공하고 음주 측정기를 완료해야 합니다. 이 화면은 참가자에게 암페타민, 바르비투르산염, 벤조디아제핀, 코카인, 마리화나, MDMA(엑스터시), 메타돈, 메스암페타민, 아편제, 옥시코돈, 카페인 및 니코틴을 포함한 남용 약물이 없는지 확인하는 데 사용됩니다. 남용 약물이 존재할 경우 연구 참여가 종료됩니다. 소변 샘플은 분석을 위해 코드 번호가 있는 외부 업체에 제공됩니다(식별 가능한 정보는 샘플에 포함되지 않습니다). 조사관은 실험실 가용성으로 인해 참가자가 첫 번째 실험실 방문을 완료할 때까지 이 화면의 결과를 받을 것으로 기대하지 않습니다. 참가자는 양성 독성 검사 이전에 완료한 연구의 모든 부분에 대해 비례 배분 방식으로 보상을 받게 됩니다. 코딩된 독성학 결과는 참가자의 다른 연구 데이터와 함께 저장됩니다. 참가자에게는 연구 종료 이유가 통보되고 개인 건강 상태에 대한 추가 안내를 위해 의료 모니터와 대화하도록 요청됩니다. 참가자가 제외되면 이름 코드 링크와 독성학 결과가 파기됩니다. IRB 보고 목적을 위해 연구에서 제외된 참가자 수와 이유를 설명하는 로그가 보관됩니다.

   참가자는 인종이나 성별에 따라 제외되지 않습니다.

   연구 장비 모든 장치는 수정이 없는 상용 기성품이며 장치 목적에 맞게 사용됩니다.

   핑크 노이즈. 노이즈 캔슬링 헤드폰을 사용하면 핑크 노이즈가 50dB 미만의 볼륨으로 전달됩니다.

   파란색이 풍부한 조명. 청색이 풍부한 조명은 응시 각도에서 250 멜라노픽 EDI를 달성하도록 조정된 조명을 통해 전달됩니다. 이 조명 수준은 일주기 건강과 웰빙을 위해 권장되는 최소 주간 조도이며 NASA 표준 3001에서 우주선에 필요한 주간 조도 수준입니다.

   아이팟. 참가자에게는 수면 일기, PVT 및 KSS가 포함된 iPod Touch가 제공됩니다.

   액티그래피. 작은 손목시계 같은 장치(Actiwatch, Philips Respironics, Murrysville, PA, USA)를 실험의 밤까지 일주일 동안 지속적으로(즉, 낮과 밤) 착용합니다. 액티그래프는 움직임을 측정하고 이 움직임을 기반으로 수면과 기상을 추정합니다.

   BrainVision EEG 시스템. 조사관은 참가자의 머리와 얼굴의 특정 위치에 정렬된 전극 캡을 사용하여 뇌파 활동(EEG), 수평 및 수직(EOG) 및 근육 활동(EMG)을 기록합니다. 기록은 피로 대책 실험실 제어실의 디스플레이에서 모니터링됩니다. 디지털화된 데이터는 NASA 컴퓨터에 다운로드되어 수면 결과를 평가하는 데 사용됩니다.

   자극 연구 중에 참가자가 경험하게 될 두 가지 개입은 수면 촉진(핑크 노이즈)과 기상 촉진(파란색 강화 조명과 낮잠)입니다. 무작위 배정에 따라 별도로 배송되거나 함께 배송됩니다.

   참가자에게는 주간 수면 시간 내내 착용할 수 있는 편안한 헤드폰이 제공됩니다. 헤드폰은 50데시벨 이하의 연속적인 핑크 노이즈 사운드를 전달합니다. 참가자는 핑크 노이즈 소리가 너무 크다고 생각하면 소리를 줄일 수 있습니다. 참가자는 위약 조건 동안 소음이 없는 헤드폰을 착용하게 됩니다.

   청색이 풍부한 조명 및 낮잠 조건에 무작위로 배정된 참가자는 야간 연구실에 머무르는 동안 청색이 풍부한 조명을 켜게 됩니다. 낮잠 중에는 최대 1시간 동안 조명이 꺼집니다. 위약 조건 동안 참가자는 실험실에서 야간 체류하는 동안 조명이 켜진 ~150lux의 머리 위 실내 조명을 갖게 됩니다. 이 조명 수준은 일부 Artemis 차량 설계에 사용된 이전 NASA 표준을 반영합니다. 위약 조건 동안 참가자는 1시간 동안 독서와 같은 조용한 활동에 참여하도록 요청됩니다.