Artemis-slaapmaatregelen (ASCM)

SPECIFIEKE DOELSTELLINGEN De onderzoekers willen testen of roze ruis de slaapresultaten en de daaropvolgende alertheid kan verbeteren. De onderzoekers willen verder testen of de door roze ruis geïnduceerde slaap de alertheid en prestaties alleen 's nachts verbetert of in combinatie met blauw verrijkte verlichting en een dutje. Ten slotte gaan de onderzoekers testen of blauwverrijkte verlichting en een dutje de alertheid en prestaties tijdens de nacht kunnen verbeteren.

HYPOTHESEN

1. De onderzoekers veronderstellen dat blootstelling aan roze ruis tijdens een slaapmoment overdag de latentie, de slaapduur en de slaapdiepte zal verbeteren in vergelijking met een controleconditie zonder geluid.
2. De onderzoekers veronderstellen dat slaap veroorzaakt door roze ruis de subjectieve alertheid en prestaties zal verbeteren in vergelijking met een controleconditie zonder ruis, zoals gemeten door de Karolinska Sleepiness Scale (KSS) en de psychomotorische waakzaamheidstaak (PVT).
3. De onderzoekers veronderstellen dat blootstelling aan blauw verrijkt licht en een dutje van maximaal een uur de subjectieve alertheid en prestaties zullen verbeteren in vergelijking met placebolicht en geen dutje, zoals gemeten met de Karolinska Sleepiness Scale (KSS) en psychomotorische waakzaamheidstaak. PVT).

4. De onderzoekers veronderstellen dat slaap veroorzaakt door roze ruis in combinatie met blootstelling aan blauw verrijkt licht en een dutje van maximaal een uur de subjectieve alertheid en prestaties zal verbeteren in vergelijking met een controleslaaptoestand zonder geluid en een placebolicht en zonder dutje. , zoals gemeten door de Karolinska Sleepiness Scale (KSS) en psychomotorische waakzaamheidstaak (PVT).

   PRIMAIRE UITKOMSTMAATREGELEN

   • Subjectieve alertheid zoals gemeten door de 9-punts Likert-type Karolinska Slaperigheidsschaal (KSS).
   • Objectieve cognitieve prestaties zoals gemeten door de psychomotorische waakzaamheidstaak (PVT), een eenvoudige reactietijdtaak met uitkomstmaten, waaronder het aantal herhalingen (reactietijd> 500 ms) en snelheid (1/reactietijd).
   • Slaaparchitectuur zoals gemeten door elektro-encefalografie (EEG), inclusief slaapfase bij het ontwaken, totale slaaptijd, tijd in elke slaapfase, slaapefficiëntie en latentie bij het inslapen.

   STATISTISCHE ANALYSES Om de impact van de interventies te bepalen in vergelijking met placebo, zullen de onderzoekers een lineair mixed-effects-model gebruiken met vaste effecten van conditie (interventie, controle), tijd (testperiodes na de wake-up call), conditie*tijd-interactie , en een willekeurig effect van deelnemer. PVT-vervalgegevens (tellingen) zullen worden gecontroleerd op overspreiding en, indien gedetecteerd, zal een negatief binomiaal model met gemengde effecten met dezelfde factoren worden gebruikt om de vervalgegevens te analyseren.

   ALGEMEEN PROTOCOLOVERZICHT Deelnemers die aan de screeningcriteria en ten minste één week van de thuisstudieprocedures voldoen, zullen worden gevraagd om toestemming te geven voor dit laboratoriumonderzoek. Deelnemers worden na toestemming gerandomiseerd naar de interventieconditie en de volgorde van toediening.

   Deelnemers mogen niet van of naar het laboratorium rijden en krijgen een autoservice (taxi, Uber, Lyft, etc.) of ze kunnen regelen dat een vriend of familielid hen afzet en ophaalt.

   Deelnemers worden in een tijdvrije omgeving gehouden. Ze zullen niet worden voorzien van apparaten die de tijd kunnen aangeven. Ze krijgen geen informatie over hoe lang de slaap- en waakepisodes duren, noch over de timing van de studieactiviteiten. Dit is bedoeld om cognitieve vooroordelen die verband houden met de kennis van het tijdstip van de dag te minimaliseren (mensen zullen zichzelf bijvoorbeeld midden in de nacht eerder als slaperig beoordelen).

   Deelnemers zullen tijdens hun verblijf in het laboratorium ieder uur testen uitvoeren, behalve tijdens de slaapperioden. Bij het ontwaken uit de slaap kunnen vaker testen plaatsvinden. Deze test zal bestaan ​​uit de hieronder beschreven tests.

   Tijdens hun verblijf in het laboratorium krijgen de deelnemers drie maaltijden. Deze maaltijden worden verstrekt op basis van de dieetbeperkingen en persoonlijke voorkeuren van de deelnemer.

   Er blijft te allen tijde een onderzoeksmedewerker bij de deelnemer terwijl de deelnemer wakker is, om er zeker van te zijn dat de deelnemer niet per ongeluk in slaap valt en om de deelnemer tijdens het afnemen van toetsen in de gaten te houden. De deelnemer mag spelletjes spelen en met de studiemedewerker praten wanneer hij de studieprocedures niet voltooit.

   GEDETAILLEERD PROTOCOL Deelnemers wordt gevraagd om drie uur na hun gebruikelijke ontwaaktijd in het laboratorium aan te komen. Ze worden bestudeerd in een privékamer en worden gemonitord via een videoverbinding met de controlekamer van het laboratorium. Bij aankomst zullen zij een urinemonster verstrekken dat zal worden gebruikt voor toxicologische screening. Ze zullen zich dan oriënteren op het bestuderen van procedures en oefentests afleggen. Ze zullen vervolgens worden uitgerust met de EEG-kap en worden voorzien van de slaapkoptelefoon, die zal worden ingesteld om roze ruis of stilte te produceren. De kamer wordt verduisterd en de deelnemer wordt gevraagd om ongeveer zeven uur na zijn/haar gebruikelijke wektijd naar bed te gaan en te proberen vier uur te slapen.

   Aan het einde van deze vier uur durende slaapmogelijkheid wordt de deelnemer gewekt (indien hij slaapt) en begint hij aan een tien uur durend semi-constant houdingsprotocol bij weinig licht < 5 lux om het begin van het schemerige melatonine (DLMO) te registreren. Gedurende deze tijd zullen de deelnemers elk uur speekselmonsters verstrekken voor de beoordeling van melatonine, wat een marker is van het circadiane ritme. Deelnemers wordt gevraagd om voorafgaand aan elke monsterafname 20 minuten te blijven zitten, omdat houdingsveranderingen de hoeveelheid melatonine kunnen beïnvloeden die in een monster wordt gemeten. Om de belasting voor de deelnemer tot een minimum te beperken, worden de tests gedurende het grootste deel van de 20 minuten voorafgaand aan het monster gepland.

   Na de DLMO-afname krijgt de deelnemer een uur de gelegenheid om een ​​dutje te doen of, in de placeboconditie, wordt hem gevraagd te blijven zitten en rustige activiteiten te ondernemen onder ~150 lux licht. Na de rustpauze worden de lichten ingeschakeld op het blauwverrijkte licht of blijven ze ~150 lux licht, afhankelijk van de randomisatieconditie.

   Na 25 uur in het laboratorium te hebben doorgebracht, worden de elektroden van de deelnemer verwijderd en wordt de deelnemer naar huis gestuurd. De deelnemer wordt erop gewezen dat hij bij thuiskomst een dutje kan en moet doen. Ze zullen er ook aan worden herinnerd dat ze niet mogen autorijden of risicovolle activiteiten mogen ondernemen totdat ze de kans hebben gehad om te herstellen van het door het onderzoek veroorzaakte slaapgebrek.

   TESTEN

   De volgende tests worden door alle deelnemers uitgevoerd:

   Psychomotorische waakzaamheidstaak. Onze prestatiemaatstaf zal de psychomotorische waakzaamheidstest (PVT) zijn. Er is aangetoond dat deze test gevoelig is voor circadiane variatie en slaapverlies. De PVT omvat een prestatietest van 5 of 10 minuten waarbij de deelnemer de snelst mogelijke RT's moet handhaven op een eenvoudige visuele stimulus. Het interstimulusinterval omvat een hoge signaalsnelheid die willekeurig varieert tussen 2 en 10 seconden. Uit elke PVT-studie wordt een verscheidenheid aan prestatiegegevens verkregen die een stabiele circadiane variatie aantonen, waaronder het aantal uitvallen, optimale reactietijden, valse alarmen en de kenmerken van de functies voor waakzaamheidsvermindering (d.w.z. helling, y-intercept) als gevolg van de tijd dat de patiënt aanstaat. taak. Verschillende transformaties die op variabelen worden toegepast, verminderen de variabiliteit tussen proefpersonen en bieden stabiele schattingen van de circadiane variatie. Er is aangetoond dat PVT-prestatieparameters synchroon variëren met de circadiane fase.

   Karolinska Slaperigheidsschaal. De Karolinska Sleepiness Scale (KSS) is een zeer gevoelige subjectieve maatstaf voor slaperigheid. De schaal bestaat uit een negenpunts Likertschaal (items zijn onder meer: ​​1 = extreem alert, 2 = zeer alert, 3 = alert, 4 = eerder alert, 5 = noch alert, noch slaperig, 6 = enkele tekenen van slaperigheid, 7 = slaperig - maar geen problemen om wakker te blijven, 8= slaperig - enige moeite om wakker te blijven, en 9 = extreem slaperig - vechten tegen de slaap). De KSS wordt toegediend voordat een deelnemer naar bed gaat, voordat de deelnemer weer in slaap valt tijdens het nachtelijk ontwaken en 's morgens bij het ontwaken.

   Visueel analoge schalen (VAS) van stemming. Een reeks bi-verankerde stemmingsschalen van 100 punten, waaronder de volgende paren: alert-slaperig, opgewekt-ellendig, kalm-gespannen, depressief-opgetogen, gestresst-ontspannen, vredig-vijandig, hebzuchtig-genereus, agressief-gemakkelijk, lethargisch- energiek. Deelnemers moeten op de horizontale lijn aangeven hoe ze zich momenteel voelen.

   De cognitiebatterij. Cognitie is een neurocognitief beoordelingsinstrument dat de belangrijkste cognitieve domeinen bestrijkt (d.w.z. uitvoerend geheugen, episodisch geheugen, complexe cognitie, sociale cognitie en sensomotorische snelheid) via 10 korte tests. De testbatterij is ontwikkeld voor de National Aeronautics and Space Administration (NASA) en specifiek ontworpen om cognitieve functies bij astronauten te beoordelen.

   Taak met veranderde gezichten. Deelnemers zien een serie afbeeldingen die zijn gemaakt door een neutraal gezicht afzonderlijk te transformeren met 3 verschillende emotionele gezichten (boos, blij en verdrietig), waardoor 3 verschillende sets afbeeldingen ontstaan, elk variërend van neutraal tot boos, blij of verdrietig. Deelnemers bekijken gezichten en wordt gevraagd de emotionele categorie van elk gezicht te identificeren, en hun interpretatie van de intensiteit en valentie ervan te beoordelen (negatief tot positief).

   Zelfgerapporteerde prestatiebeoordeling. Deelnemers wordt gevraagd om na elke testperiode aan te geven hoe goed ze dachten te hebben gepresteerd op een zevenpuntsschaal, variërend van 'extreem goed' tot 'extreem slecht'.

   Karolinska slaperigheidstest (KDT). Deelnemers wordt gevraagd om drie minuten lang op een punt te fixeren, zonder te bewegen of te knipperen (Putilov en Donskaya, 2013). De KDT levert EEG-gegevens met relatief weinig artefacten die verband houden met bewegingen of oogknipperingen.

   MAATREGELEN Temperatuurmetingen. De trommelvliestemperatuur wordt gecontroleerd met behulp van een oorthermometer van ziekenhuiskwaliteit. Met tussenpozen van een half uur zal getraind onderzoekspersoneel twee temperatuurmetingen uitvoeren die door het onderzoekspersoneel zullen worden geregistreerd en in kaart gebracht. Als de temperatuurmetingen meer dan één graad verschillen, wordt een derde meting uitgevoerd. Als de temperatuurmetingen 100 graden Fahrenheit bereiken, zal de medische monitor worden geraadpleegd voor verdere instructies. Het doel van het monitoren van de lichaamstemperatuur is dat we tijdens het onderzoek een schatting krijgen van de circadiane fase van een individu.

   Speekselmonsters. Tijdens het DLMO-gedeelte van het onderzoek worden ieder uur speekselmonsters verzameld. De deelnemer wordt gevraagd in een reageerbuisje te spugen en dit voor de helft te vullen. Deze monsters zullen worden gebruikt om melatonine te meten.

   Vitale tekenen. Vanaf het moment dat de deelnemer in het laboratorium arriveert, worden de bloeddruk en vitale functies elke zes uur gecontroleerd door een kleine, draagbare bloeddrukmeter en manchet. Als de deelnemer vitale functies heeft die buiten het normale bereik vallen, zullen de onderzoeksonderzoekers onmiddellijk de dienstdoende medische monitor op de hoogte stellen. Op advies van de medische monitor wordt het onderzoek beëindigd en zal het onderzoeksteam ervoor zorgen dat de deelnemer een medische evaluatie krijgt.

   STUDIEPOPULATIE Studiepopulatie. De onderzoekspopulatie omvat geen astronauten. De onderzoekers zullen gezonde deelnemers rekruteren tussen de 18 en 60 jaar oud.

   Monstergrootte. Ons voorgestelde onderzoek omvat het onderzoeken van meerdere uitkomsten. De meest goed gedefinieerde en gevoelige marker voor slaapverlies die momenteel wordt gebruikt in ruimtevaart- en laboratoriumstudies is de PVT. Daarom hebben de onderzoekers onze vermogensberekeningen gebaseerd op verwachte veranderingen in de PVT-prestaties die in verband zijn gebracht met chronisch gedeeltelijk slaapverlies. Op basis van een artikel waarin de effectgroottes voor veranderingen in de PVT onder verschillende omstandigheden van slaapverlies worden beschreven, verwachten de onderzoekers dat de effectgrootte voor de verandering in PVT (1/RT) tussen omstandigheden ongeveer 1,21 zal zijn (Basner en Dinges, 2011). Op basis van deze aannames hebben de onderzoekers 8 deelnemers per conditie nodig (24 in totaal) om een ​​prestatieverandering te detecteren met een power van 80% bij een alfaniveau van 0,05. Als zodanig zijn de onderzoekers van plan om minimaal 30 deelnemers en maximaal 40 deelnemers te rekruteren om rekening te houden met personen die de studie verlaten of die zich niet aan het protocol houden.

   INCLUSIE-/UITSLUITINGSCRITERIA

   Screeningscriteria voor de inclusie-/exclusiecriteria worden gedetailleerd beschreven in het begeleidende protocol. Deelnemers moeten alle screeningprocedures in het screenings- en thuisstudieprotocol voltooien en met goed gevolg afleggen om in aanmerking te komen voor dit onderzoek:

   De onderzoekers verwachten dat ze gelijke aantallen vrouwen en mannen in de leeftijd van 18 tot 65 jaar zullen bestuderen. Personen die pre-menopauzaal zijn, moeten ten minste zes maanden na de bevalling zijn, geen borstvoeding geven en geen zwangerschap plannen in de nabije toekomst. Zwangere personen zullen van dit onderzoek worden uitgesloten omdat circadiane desynchronie in de vorm van ploegenarbeid in verband wordt gebracht met ongunstige zwangerschapsresultaten. Personen die pre-menopauzaal zijn, zullen tijdens het screeningproces ook een urine-zwangerschapstest aangeboden krijgen. Personen die anticonceptiemedicijnen gebruiken, kunnen hun gebruikelijke behandeling voortzetten.

   Personen met een voorgeschiedenis van ernstige chronische aandoeningen of psychische aandoeningen worden van het onderzoek uitgesloten. Het is niet mogelijk om alle chronische aandoeningen op te sommen die mogelijk uitgesloten zijn vanwege het grote aantal medische aandoeningen waardoor iemand niet in aanmerking komt. Kortom, de geschiedenis van hartfalen/ziekte, kanker, diabetes, epileptische aanvallen, ademhalingsziekten, slaapstoornissen en lupus zijn voorbeelden van aandoeningen die als uitsluitend worden beschouwd. Bovendien zullen personen die buiten vooraf gedefinieerde drempels scoren op vragenlijsten voor gezondheidsscreening ook worden uitgesloten (zoals eerder beschreven).

   Slaap/waakgeschiedenis. Tijdens het invullen van de voorlopige telefonische screeningsvragenlijsten en de screeningsvragenlijsten na toestemming, wordt aan de deelnemers een aantal vragen gesteld over hun huidige, vroegere en toekomstige slaap-/waakschema, inclusief hun gebruikelijke en favoriete bed- en waaktijden. Vrijwilligers met een voorgeschiedenis van nachtwerk in de voorgaande periode van één maand of transmeridiaan reizen (over >2 tijdzones) in de drie maanden voorafgaand aan het onderzoek worden uitgesloten. Om potentiële proefpersonen met vertraagde of gevorderde slaap-/waakritmestoornissen uit te sluiten van deelname aan het onderzoek, komen alleen proefpersonen met een gerapporteerde gebruikelijke bedtijd vóór 3 uur 's ochtends en wektijd na 4 uur 's ochtends in aanmerking voor deelname aan het onderzoek. Alle vrijwilligers worden geïnformeerd dat ze, om in aanmerking te komen voor deelname aan het laboratoriumonderzoek, gedurende maximaal drie weken een regelmatig (± 30 minuten) slaapschema van 8,5 uur moeten aanhouden. Individuen die deze verplichting niet kunnen of willen aangaan (bijvoorbeeld degenen met onregelmatige schema's) zullen worden uitgesloten van vrijwilligerswerk voor het onderzoek. Naleving zal worden gecontroleerd met behulp van een slaap-/waaklogboek en een polsactiviteitsmonitor.

   Onderwijs en taal. De onderzoekers verwachten niet dat personen zullen worden bestudeerd die geen Engels begrijpen, gezien de eis dat proefpersonen de gedetailleerde procedures die bij het onderzoek betrokken zijn, volledig moeten begrijpen. Het is essentieel dat alle proefpersonen gedurende het gehele onderzoek regelmatig en adequaat kunnen communiceren met het studiepersoneel.

   Zwangere mensen. Vanwege de verstoring van de slaap zullen zwangere personen uit veiligheidsoverwegingen van dit onderzoek worden uitgesloten, omdat verstoorde slaap een potentiële risicofactor is voor ongunstige zwangerschapsuitkomsten zoals pre-eclampsie en vroeggeboorte.

   Toxicologiescherm. Deelnemers moeten bij aankomst bij hun eerste laboratoriumbezoek een urinemonster afgeven en een ademanalyse uitvoeren. Dit scherm zal worden gebruikt om te bevestigen dat deelnemers vrij zijn van drugs, waaronder amfetaminen, barbituraten, benzodiazepinen, cocaïne, marihuana, MDMA (ecstasy), methadon, methamfetaminen, opiaten, oxycodonen, cafeïne en nicotine. De aanwezigheid van eventuele drugs zal resulteren in beëindiging van deelname aan het onderzoek. Urinemonsters worden ter analyse aan een externe leverancier verstrekt met een codenummer (er wordt geen identificeerbare informatie bij het monster gevoegd). De onderzoekers verwachten de uitslag van deze screening pas te ontvangen nadat de deelnemer het eerste laboratoriumbezoek heeft afgerond vanwege de beschikbaarheid van het laboratorium. Deelnemers worden op pro rata wijze gecompenseerd voor elk deel van het onderzoek dat zij vóór een positieve toxicologische screening hebben voltooid. De gecodeerde toxicologische resultaten worden samen met de andere onderzoeksgegevens van de deelnemer opgeslagen. De deelnemer wordt op de hoogte gesteld van de reden voor de beëindiging van het onderzoek en wordt gevraagd om met de medische monitor te spreken voor verdere begeleiding over zijn/haar persoonlijke gezondheidsstatus. Zodra een deelnemer is uitgesloten, worden de naam-codelink en de toxicologische resultaten vernietigd. Voor IRB-rapportagedoeleinden wordt een logboek bijgehouden waarin wordt beschreven waarom en hoeveel deelnemers van het onderzoek zijn uitgesloten.

   Deelnemers worden niet uitgesloten op basis van etniciteit of geslacht.

   STUDIEAPPARATUUR Alle apparaten zijn commerciële, kant-en-klare producten zonder aanpassingen en worden gebruikt voor de doeleinden van het apparaat.

   Roze geluid. Roze ruis wordt geleverd met een volume van < 50 dB via een hoofdtelefoon met ruisonderdrukking.

   Blauwverrijkte verlichting. Blauwverrijkte verlichting wordt geleverd via een op licht afgestemd bereik van 250 melanopische EDI onder de kijkhoek. Dit verlichtingsniveau is de minimale verlichtingssterkte overdag die wordt aanbevolen voor de dagelijkse gezondheid en welzijn en is het vereiste verlichtingsniveau overdag voor ruimtevoertuigen in NASA Standard 3001.

   iPod. Deelnemers ontvangen een iPod Touch met een slaapdagboek, de PVT en de KSS.

   Actigrafie. Een klein polshorloge-achtig apparaat (Actiwatch, Philips Respironics, Murrysville, PA, VS) zal een week lang continu (d.w.z. dag en nacht) worden gedragen voorafgaand aan de experimentele nacht. De actigraaf meet beweging en schat op basis van deze beweging slaap en waak in.

   BrainVision EEG-systeem. De onderzoekers zullen hersengolfactiviteit (EEG), horizontaal en verticaal (EOG) en spieractiviteit (EMG) registreren met behulp van een elektrodekap die is uitgelijnd op specifieke locaties op het hoofd en gezicht van de deelnemer. De opnames worden bekeken op een display in de controlekamer van het Fatigue Countermeasures Laboratory. De gedigitaliseerde gegevens worden gedownload naar een NASA-computer en gebruikt om de slaapresultaten te evalueren.

   STIMULI Er zijn twee interventies die deelnemers tijdens het onderzoek zullen ervaren, slaapbevorderend (roze ruis) en wakkerbevorderend (blauw verrijkt licht plus een dutje). Deze worden afhankelijk van de randomisatie afzonderlijk en samen geleverd.

   Deelnemers krijgen een comfortabele koptelefoon die ze tijdens hun slaap overdag kunnen dragen. De hoofdtelefoon levert een continu roze ruisgeluid van niet meer dan 50 decibel. Deelnemers mogen het geluid van de roze ruis zachter zetten als ze dit te luid vinden. Tijdens de placeboconditie dragen de deelnemers de hoofdtelefoon geluidloos.

   Bij deelnemers die gerandomiseerd zijn naar de toestand met blauw verrijkt licht en een dutje, wordt het met blauw verrijkte licht ingeschakeld tijdens hun nachtelijke verblijf in het laboratorium. Tijdens het dutje wordt het licht maximaal een uur uitgeschakeld. Tijdens de placeboconditie zullen de deelnemers gedurende hun nachtelijke verblijf in het laboratorium een ​​kamerlicht van ~150 lux laten branden. Dit lichtniveau weerspiegelt een oudere NASA-standaard die werd gebruikt bij het ontwerp van sommige Artemis-voertuigen. Tijdens de placeboconditie wordt de deelnemers gevraagd om een ​​uur lang rustige activiteiten te ondernemen, zoals lezen.