Metabole en cognitieve gevolgen van door lawaai veroorzaakte slaapstoornissen

De experimentele slaapstudie heeft als overkoepelend doel ons begrip van experimenteel veroorzaakte verstoring van de slaap en veranderingen in de metabole en cognitieve functie te verdiepen, en om de werkzaamheid te bepalen van een mogelijke niet-farmacologische interventie om slaap te bevorderen. Daartoe zal het onderzoek zich richten op de volgende onafhankelijke doelstellingen:

Doel 1: Associaties bepalen tussen nieuwe fysiologische markers van slaap en metabole en cognitieve functie. We zullen de slaap van gezonde vrijwilligers meten met behulp van nieuwe en klassieke indicatoren van slaaparchitectuur. Elke ochtend nemen we bloedmonsters voor metabolomics-analyse en nemen we een neurocognitieve testbatterij af.

Doel 2: Bepaal de biologische en neurologische gevolgen van door lawaai verstoorde slaap. We zullen effecten op slaap, metabolomics en cognitieve functie vergelijken tussen rustige nachten en nachten met verkeerslawaai.

Doel 3: Evalueer de effecten van continue roze ruis gedurende de nacht. Subdoel 1: Om te bepalen of continue ruis (roze ruis) per se slaap verbetert of verstoort, zullen we veranderingen in nieuwe en klassieke indicatoren van slaaparchitectuur en verstoring veroorzaakt door roze ruis onderzoeken ten opzichte van rustige basisnachten. Subdoel 2: Om te bepalen of roze ruis slaapverstoring door verkeerslawaai vermindert, onderzoeken we veranderingen in slaapfragmentatie en -continuïteit, en corticale en autonome opwinding, van nachten met zowel verkeerslawaai als roze ruis vergeleken met nachten met alleen verkeerslawaai.

De studie zal worden uitgevoerd in het geluidsomgevingslaboratorium van de Universiteit van Göteborg (SEL). De SEL is een high-fidelity onderzoekslaboratorium dat is uitgerust om een ​​typisch appartement te simuleren, inclusief drie individueel licht-, geluid- en trillingsgeïsoleerde privéslaapkamers. Aan het plafond gemonteerde luidsprekers in elke kamer stellen ons in staat een realistische akoestische omgeving te creëren door geluidsblootstellingen van de controlekamer naar elke slaapkamer afzonderlijk te sturen.

Dit onderzoek heeft een prospectief binnen-proefpersonen cross-over design. Deelnemers (N=12) verblijven elk vijf opeenvolgende nachten in het SEL met een slaapgelegenheid tussen 23:00-07:00. Overdag slapen is verboden, bevestigd met metingen van de activiteit overdag via pols-actigrafiemonitors die tijdens het onderzoek continu worden gedragen. Drie proefpersonen zullen gelijktijdig deelnemen, in aparte slaapkamers. De eerste nacht is een gewenningsperiode aan het onderzoeksprotocol en om vertrouwd te raken met de testprocedures. Studienachten 2-5 zijn de experimentele nachten en worden willekeurig verdeeld over de deelnemers met behulp van een Latijns vierkant ontwerp om overdrachtseffecten van de eerste orde te voorkomen. Elk onderwerp zal worden blootgesteld aan één nacht van elk van de volgende:

Stille nacht: er wordt geen geluid afgespeeld en dient als controlenacht om de individuele basislijnslaap, het metabool profiel en de cognitieve prestaties te beoordelen; Verkeerslawaainacht om gevolgen van door lawaai verstoorde slaap te bepalen; Roze ruisnacht: om de impact van continue roze ruis op de slaap te bepalen; Verkeer + roze ruis nacht: gelijktijdig verkeer en roze ruis bij dezelfde geluidsdrukniveaus als in de alleen-verkeers- en roze-geluidsnachten, om slaapbeschermende effecten van roze ruis in aanwezigheid van verkeerslawaai te bepalen.

Elke nacht registreren we de fysiologische slaap met polysomnografie (PSG) en hartactiviteit met elektrocardiografie (ECG). Elke studieochtend zullen de proefpersonen een bloedmonster van 2 ml verstrekken, cognitieve tests voltooien en vragenlijsten beantwoorden en zullen ze de SEL verlaten om hun normale dagroutine te volgen. Ze keren elke avond om 20.00 uur terug naar het SEL om slaapmetingen voor te bereiden. Cafeïne is na 15.00 uur verboden en alcohol is te allen tijde verboden. Omdat door geluid veroorzaakte auditieve vermoeidheid kan worden beïnvloed door blootstelling aan lawaai tijdens de normale routines van de deelnemers,60 zullen ze tijdens de week van het onderzoek een geluidsdosismeter dragen om hun blootstelling aan lawaai overdag vast te leggen. Omdat extreem en/of variabel voedingsgedrag het metaboloom-/lipoproteïneprofiel kan beïnvloeden, zullen deelnemers worden geadviseerd om op elke dag van het laboratoriumonderzoek een soortgelijke avondmaaltijd te eten, bevestigd met een voedingsdagboek. De daadwerkelijke maaltijd zelf kan anders zijn voor verschillende studiedeelnemers, omdat de studie een binnen-proefpersoonontwerp heeft.

Slaap wordt geregistreerd met ambulante polysomnografie (PSG) en hartactiviteit met elektrocardiografie (ECG) en vingerpuls fotoplethysmogram. Gegevens worden offline geregistreerd op de slaaprecorder en worden elke studieochtend gedownload en gecontroleerd om de gegevenskwaliteit te waarborgen. Naast de traditionele slaapanalyse die wordt uitgevoerd door de onderzoeksgroep van de Universiteit van Göteborg, zullen ruwe PSG-gegevens worden gebruikt om het Odds Ratio Project te berekenen, een nieuwe maatstaf voor slaapdiepte en -stabiliteit.

Elke studieochtend zullen proefpersonen een bloedmonster van 2 ml verstrekken voor analyse van plasmametabolomica. Om betrouwbare gegevens te garanderen, zullen bloedmonsters elke dag op hetzelfde tijdstip worden genomen om circadiane effecten te verminderen, voordat iets anders dan water wordt gegeten of gedronken, en elk monster wordt op dezelfde manier behandeld, d.w.z. gecentrifugeerd, in porties verdeeld en opgeslagen in vriezers van -80C. De proefpersonen eten elke studieavond hetzelfde voedsel om de effecten van de voeding binnen de proefpersoon op het bloedmetaboloom te verminderen.

Elke ochtend leggen de proefpersonen een computergestuurde cognitieve testbatterij af die ongeveer 20 minuten duurt, die 10 tests omvat in een reeks cognitieve domeinen (motorische praxis, leren van visuele objecten, fractal 2-back, abstracte matching, lijnoriëntatie, emotieherkenning, matrixredenering , cijfersymboolvervanging, analoog ballonrisico, psychomotorische waakzaamheid). Cognitiegegevens zullen worden geanalyseerd om de belangrijkste maatstaven voor cognitieve snelheid en nauwkeurigheid te bepalen, aanpassingen voor oefeneffecten en de moeilijkheidsgraad van de stimulusset.

Onderwerpen vullen een reeks eenmalige gevalideerde vragenlijsten in om hun algemene gezondheid (SF-36), chronotype, geluidsgevoeligheid, gebruikelijke slaapkwaliteit, omgevingsgevoeligheid en hinder en slaapverstoring door lawaai te meten. Proefpersonen zullen ook elke studieavond en ochtend een vragenlijst beantwoorden, met vragen over slaperigheid (Karolinska Sleepiness Scale), auditieve vermoeidheid, slaapverstoring door lawaai en gevalideerde vragen over slaap en verstoring.

Proefpersonen zullen tijdens de week van het onderzoek een geluidsdosismeter dragen om hun blootstelling aan lawaai overdag vast te leggen (alleen geluidsdrukniveau, geen daadwerkelijke geluidsopnamen).

Deelnemers zullen tijdens de onderzoeksperiode continu een polsactigrafiemonitor dragen, en ook gedurende de week voorafgaand aan het onderzoek, om de gebruikelijke slaap-waaktijden te bevestigen en om fysieke activiteitsniveaus te meten.