Artemis – środki zaradcze na sen (ASCM)

CELE SZCZEGÓŁOWE Celem badaczy jest sprawdzenie, czy różowy szum może poprawić jakość snu i późniejszą czujność. Celem badaczy jest ponadto sprawdzenie, czy sen wywołany różowym szumem poprawia czujność i wydajność podczas samej nocy lub w połączeniu z oświetleniem wzbogaconym o niebieski kolor i drzemką. Na koniec badacze sprawdzą, czy oświetlenie wzbogacone niebieskim światłem i drzemka mogą poprawić czujność i wydajność w nocy.

HIPOTEZY

1. Badacze wysuwają hipotezę, że narażenie na różowy szum podczas snu w ciągu dnia poprawi opóźnienie zasypiania, czas trwania snu i głębokość snu w porównaniu z warunkami kontrolnymi, w których nie ma hałasu.
2. Badacze wysuwają hipotezę, że sen wywołany różowym szumem poprawi subiektywną czujność i wydajność w porównaniu ze stanem kontrolnym bez hałasu, co mierzono za pomocą Karolinskiej Skali Senności (KSS) i zadania czujności psychomotorycznej (PVT).
3. Badacze wysuwają hipotezę, że ekspozycja na światło wzbogacone niebieskim światłem i drzemka trwająca do jednej godziny poprawią subiektywną czujność i wydajność w porównaniu ze światłem placebo i brakiem drzemki, co mierzono za pomocą Karolinskiej Skali Senności (KSS) i zadania czujności psychomotorycznej ( PVT).

4. Badacze wysuwają hipotezę, że sen wywołany różowym szumem w połączeniu z ekspozycją na światło wzbogacone niebieskim i drzemką trwającą do jednej godziny poprawi subiektywną czujność i wydajność w porównaniu z kontrolnym stanem snu bez hałasu, światła placebo i bez drzemki. mierzone za pomocą Karolinskiej Skali Senności (KSS) i zadania czujności psychomotorycznej (PVT).

   PODSTAWOWE MIERNIKI WYNIKÓW

   • Subiektywna czujność mierzona za pomocą 9-punktowej Karolinskiej Skali Senności typu Likerta (KSS).
   • Obiektywna wydajność poznawcza mierzona za pomocą zadania czujności psychomotorycznej (PVT), prostego zadania dotyczącego czasu reakcji z miarami wyniku, w tym liczbą porażek (czas reakcji > 500 ms) i szybkością (1/czas reakcji).
   • Architekturę snu mierzoną za pomocą elektroencefalografii (EEG), obejmującą fazę snu po przebudzeniu, całkowity czas snu, czas każdej fazy snu, efektywność snu i opóźnienie zasypiania.

   ANALIZY STATYSTYCZNE Aby określić wpływ interwencji w porównaniu z placebo, badacze zastosują liniowy model efektów mieszanych z ustalonymi efektami warunku (interwencja, kontrola), czasu (ataki testowe po przebudzeniu), interakcji stan*czas i losowy efekt uczestnika. Dane (liczby) dotyczące porażek PVT zostaną sprawdzone pod kątem nadmiernego rozproszenia i, jeśli zostaną wykryte, do analizy danych dotyczących porażek zostanie zastosowany ujemny model dwumianowy z efektami mieszanymi z tymi samymi współczynnikami.

   OGÓLNY PRZEGLĄD PROTOKOŁU Uczestnicy, którzy spełnią kryteria przesiewowe i przejdą co najmniej tydzień procedur badania w domu, zostaną poproszeni o wyrażenie zgody na to badanie laboratoryjne. Uczestnicy zostaną losowo przydzieleni do warunku interwencji i kolejności podawania po wyrażeniu zgody.

   Uczestnikom nie będzie wolno wjeżdżać do laboratorium ani z powrotem i zostanie im zapewniony transport samochodowy (taksówka, Uber, Lyft itp.) lub mogą zorganizować podwózkę i odbiór przez przyjaciela lub członka rodziny.

   Uczestnicy będą przebywać w środowisku wolnym od czasu. Nie zostaną oni wyposażeni w żadne urządzenia wskazujące godzinę. Nie zostaną poinformowani o tym, jak długo trwają epizody snu i czuwania ani o czasie trwania badań. Ma to na celu zminimalizowanie błędu poznawczego związanego ze znajomością pory dnia (np. ludzie mogą częściej oceniać siebie jako śpiących w środku nocy).

   Uczestnicy będą przeprowadzać cogodzinne testy przez cały czas spędzony w laboratorium, z wyjątkiem pór snu. Częstsze badanie może nastąpić po przebudzeniu ze snu. Testowanie to będzie składać się z testów opisanych poniżej.

   Podczas pobytu w laboratorium uczestnicy otrzymają trzy posiłki. Posiłki te będą dostarczane w oparciu o ograniczenia dietetyczne uczestnika i jego osobiste preferencje.

   Pracownik badania pozostanie przy uczestniku przez cały czas, gdy uczestnik nie śpi, aby upewnić się, że uczestnik nie zasypia przypadkowo i monitorować uczestnika podczas wykonywania testów. Uczestnik będzie mógł grać w gry i rozmawiać z członkiem personelu badawczego, jeśli nie zakończy procedur badawczych.

   SZCZEGÓŁOWY PROTOKÓŁ Uczestnicy zostaną poproszeni o przybycie do laboratorium trzy godziny po zwykłej porze czuwania. Będą badani w prywatnym pokoju i będą monitorowani za pośrednictwem łącza wideo do sterowni laboratorium. Po przyjeździe otrzymają próbkę moczu, która zostanie wykorzystana do badań toksykologicznych. Następnie zostaną zorientowani na procedury studiowania i wypełnią testy praktyczne. Następnie zostaną wyposażeni w czepek EEG i słuchawki do spania, które będą ustawione tak, aby emitowały różowy szum lub ciszę. Pokój zostanie zaciemniony, a uczestnik zostanie poproszony o położenie się do łóżka około siedmiu godzin od zwykłej godziny pobudki i zostanie poproszony o próbę zaśnięcia na cztery godziny.

   Pod koniec czterogodzinnego snu uczestnik zostanie obudzony (jeśli śpi) i rozpocznie dziesięciogodzinny protokół półstałej postawy przy przyćmionym świetle < 5 luksów, aby zebrać informacje o początku melatoniny w przyćmionym świetle (DLMO). W tym czasie uczestnicy co godzinę będą oddawać próbki śliny w celu oceny poziomu melatoniny, która jest markerem rytmu dobowego. Uczestnicy zostaną poproszeni o pozostanie w pozycji siedzącej przez 20 minut przed pobraniem każdej próbki, ponieważ zmiany postawy mogą wpływać na ilość melatoniny mierzoną w próbce. Badanie zostanie zaplanowane na większość 20 minut przed pobraniem próbki, aby zminimalizować obciążenie uczestnika.

   Po pobraniu DLMO uczestnik otrzyma godzinną możliwość drzemki lub, w przypadku placebo, zostanie poproszony o pozostanie w pozycji siedzącej i wykonywanie cichych czynności przy świetle ~150 luksów. Po przerwie na odpoczynek światła zostaną włączone na światło wzbogacone na niebiesko lub pozostaną światłem o natężeniu ~150 luksów, w zależności od warunków randomizacji.

   Po spędzeniu 25 godzin w laboratorium elektrody uczestnika zostaną usunięte, a uczestnik zostanie odesłany do domu. Uczestnik zostanie poinformowany, że po powrocie do domu może i powinien zdrzemnąć się. Zostaną także przypomnieni, aby nie prowadzili pojazdów ani nie podejmowali żadnych ryzykownych czynności, dopóki nie będą mieli możliwości odzyskania sił po deprywacji snu wywołanej badaniem.

   TESTY

   Wszyscy uczestnicy zostaną poddani następującym testom:

   Zadanie czujności psychomotorycznej. Naszą wzorcową miarą wydajności będzie test czujności psychomotorycznej (PVT). Wykazano, że test ten jest wrażliwy na zmienność dobową i utratę snu. PVT obejmuje test wydajnościowy dotyczący czasu reakcji (RT) wynoszący 5 lub 10 minut, podczas którego od uczestnika wymagane jest utrzymanie możliwie najszybszego czasu reakcji na prosty bodziec wzrokowy. Odstęp między bodźcami obejmuje dużą częstotliwość sygnału losowo wahającą się od 2 do 10 sekund. Z każdej próby PVT uzyskuje się różnorodne wskaźniki wydajności wykazujące stabilną zmienność dobową, w tym liczbę przerw, optymalny czas reakcji, fałszywe alarmy i charakterystykę funkcji zmniejszania czujności (tj. nachylenie, punkt przecięcia z osią y) w wyniku czasu włączenia zadanie. Różne transformacje zastosowane do zmiennych zmniejszają zmienność międzyobiektową i zapewniają stabilne szacunki zmienności okołodobowej. Wykazano, że parametry wydajności PVT zmieniają się synchronicznie z fazą dobową.

   Karolinska Skala Senności. Karolinska Skala Senności (KSS) to bardzo czuły, subiektywny pomiar senności. Skala składa się z dziewięciopunktowej skali Likerta (pozycje obejmują: 1 = bardzo czujny, 2 = bardzo czujny, 3 = czujny, 4 = raczej czujny, 5 = ani czujny, ani senny, 6 = pewne oznaki senności, 7 = senny - ale bez trudności z utrzymaniem stanu czuwania, 8 = senność - trochę wysiłku, aby nie zasnąć, i 9 = skrajna senność - walka ze snem). KSS zostanie podany przed pójściem uczestnika do łóżka, przed powrotem uczestnika do snu podczas nocnych przebudzeń oraz rano po przebudzeniu.

   Wizualne skale analogowe (VAS) nastroju. Seria 100-punktowych, podwójnie zakotwiczonych skal nastroju, obejmujących następujące pary: czujny-senny, wesoły-nieszczęśliwy, spokojny-napięty, przygnębiony-podniecony, zestresowany-zrelaksowany, spokojny-wrogi, chciwy-hojny, agresywny-wyluzowany, ospały- energetyczny. Uczestnicy mają obowiązek zaznaczyć na poziomej linii, jak się aktualnie czują.

   Bateria poznawcza. Poznanie to narzędzie oceny neurokognitywnej, które obejmuje główne domeny poznawcze (tj. pamięć wykonawczą, pamięć epizodyczną, poznanie złożone, poznanie społeczne i szybkość sensomotoryczną) za pomocą 10 krótkich testów. Baterię testową opracowano dla Narodowej Agencji Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (NASA) i zaprojektowano specjalnie do oceny funkcji poznawczych astronautów.

   Zadanie „Przekształcone twarze”. Uczestnicy oglądają serię obrazków, które powstały poprzez oddzielne połączenie neutralnej twarzy z 3 różnymi twarzami emocjonalnymi (Zły, Szczęśliwy i Smutny), tworząc 3 różne zestawy obrazów, każdy od neutralnego do wściekłego, szczęśliwego lub smutnego. Uczestnicy obejrzą twarze i zostaną poproszeni o określenie kategorii emocjonalnej każdej twarzy, a także o ocenę własnej interpretacji jej intensywności i wartościowości (od negatywnej do pozytywnej).

   Ocena wydajności zgłoszona samodzielnie. Uczestnicy zostaną poproszeni o ocenę swoich wyników po każdej walce testowej w 7-punktowej skali od „bardzo dobrze” do „skrajnie słabo”.

   Karolinska Test Senności (KDT). Uczestnicy zostaną poproszeni o skupienie się na punkcie przez trzy minuty, bez poruszania się i mrugania (Putilov i Donskaya, 2013). KDT dostarcza danych EEG ze stosunkowo niewielką liczbą artefaktów związanych z ruchami lub mruganiem oczu.

   MIERZY odczyty temperatury. Temperatura w błonie bębenkowej będzie monitorowana za pomocą szpitalnego termometru dousznego. W odstępach półgodzinnych przeszkolony personel badawczy będzie dokonywał dwóch odczytów temperatury, które będą rejestrowane i wykreślane przez personel badawczy. Jeżeli odczyty temperatury różnią się o więcej niż jeden stopień, zostanie wykonany trzeci pomiar. Jeśli odczyty temperatury osiągną 100 stopni Fahrenheita, należy skonsultować się z monitorem medycznym w celu uzyskania dalszych instrukcji. Celem monitorowania temperatury ciała jest oszacowanie fazy dobowej danej osoby podczas badania.

   Próbki śliny. Próbki śliny będą pobierane co godzinę podczas części badania DLMO. Uczestnik zostanie poproszony o splunięcie do małej probówki i napełnienie jej do połowy. Próbki te zostaną wykorzystane do pomiaru melatoniny.

   Oznaki życia. Ciśnienie krwi i parametry życiowe będą monitorowane co sześć godzin od chwili przybycia uczestnika do laboratorium za pomocą małego, przenośnego ciśnieniomierza i mankietu. Jeżeli u uczestnika objawy życiowe wykraczają poza prawidłowy zakres, badacze natychmiast poinformują o tym dyżurującego lekarza monitorującego. Na podstawie zalecenia monitora medycznego badanie zostanie zakończone, a zespół badacza zorganizuje uczestnikowi ocenę lekarską.

   BADANA POPULACJA Populacja badana. Badana populacja nie obejmuje astronautów. Badacze będą rekrutować zdrowych uczestników w wieku od 18 do 60 lat.

   Wielkość próbki. Proponowane przez nas badanie obejmuje badanie wielu wyników. Najbardziej dobrze zdefiniowanym i czułym markerem utraty snu, który jest obecnie stosowany w lotach kosmicznych i badaniach laboratoryjnych, jest PVT. W związku z tym badacze oparli nasze obliczenia mocy na przewidywanych zmianach w wydajności PVT, które zostały powiązane z przewlekłą częściową utratą snu. Na podstawie artykułu opisującego wielkość efektu zmian PVT w różnych warunkach utraty snu badacze spodziewają się, że wielkość efektu zmiany PVT (1/RT) pomiędzy stanami wyniesie w przybliżeniu 1,21 (Basner i Dinges, 2011). Stosując te założenia, badacze wymagają 8 uczestników na każdy warunek (w sumie 24), aby wykryć zmianę w wydajności przy mocy 80% przy poziomie alfa 0,05. W związku z tym badacze planują rekrutować od minimum 30 do maksymalnie 40 uczestników, aby uwzględnić osoby, które wypadły z badania lub nie przestrzegały protokołu.

   KRYTERIA WŁĄCZENIA/WYKLUCZENIA

   Kryteria przesiewowe dotyczące kryteriów włączenia/wyłączenia opisano szczegółowo w protokole towarzyszącym. Aby zakwalifikować się do tego badania, uczestnicy muszą ukończyć i przejść wszystkie procedury przesiewowe określone w protokole badań przesiewowych i badania w domu:

   Badacze przewidują, że zbadają równą liczbę kobiet i mężczyzn w wieku 18–65 lat. Osoby w wieku przedmenopauzalnym muszą być co najmniej sześć miesięcy po porodzie, nie karmić piersią i nie planować ciąży w najbliższej przyszłości. Osoby w ciąży zostaną wyłączone z tego badania, ponieważ desynchronizacja dobowa w postaci pracy zmianowej wiąże się z niekorzystnymi wynikami ciąży. Osobom w wieku przedmenopauzalnym podczas badania przesiewowego zostanie również zaproponowane wykonanie testu ciążowego z moczu. Osoby przyjmujące leki antykoncepcyjne będą mogły kontynuować swoje zwykłe leczenie.

   Z badania zostaną wykluczone osoby, u których w przeszłości występowały poważne schorzenia przewlekłe lub choroby psychiczne. Nie jest możliwe wymienienie wszystkich schorzeń przewlekłych, które można wykluczyć ze względu na liczbę schorzeń powodujących niekwalifikację danej osoby. W skrócie, historia niewydolności/chorób serca, raka, cukrzycy, drgawek, chorób układu oddechowego, zaburzeń snu i tocznia to przykłady schorzeń, które można uznać za wykluczające. Ponadto osoby, które w kwestionariuszach badań przesiewowych uzyskają wyniki wykraczające poza z góry określone progi, również zostaną wykluczone (jak opisano wcześniej).

   Historia snu/czuwania. Podczas wypełniania wstępnych kwestionariuszy telefonicznych i kwestionariuszy przesiewowych po uzyskaniu zgody uczestnicy zostaną poproszeni o szereg pytań dotyczących ich obecnego, przeszłego i przyszłego zwyczajowego harmonogramu snu/czuwania, w tym zwyczajowych i preferowanych pór snu i czuwania. Wolontariusze, którzy w przeszłości pracowali w porze nocnej w okresie poprzedzającego miesiąca lub podróżowali przez południe (w > 2 strefach czasowych) w ciągu trzech miesięcy poprzedzających badanie, zostaną wykluczeni. Aby wykluczyć z udziału w badaniu potencjalne osoby z opóźnionymi lub zaawansowanymi zaburzeniami rytmu snu/czuwania, do udziału w badaniu będą kwalifikować się wyłącznie osoby, których zwyczajowa pora kładzenia się przed godziną 3:00 rano i pora wstawania po godzinie 4:00 rano będą kwalifikować się do udziału w badaniu. Wszyscy ochotnicy zostaną poinformowani, że aby móc wziąć udział w badaniu laboratoryjnym, będą musieli przestrzegać regularnego (± 30 minut) 8,5-godzinnego harmonogramu snu przez okres do trzech tygodni. Osoby, które nie są w stanie lub nie chcą podjąć tego zobowiązania (np. osoby o nieregularnym harmonogramie zajęć), zostaną wykluczone z wolontariatu w badaniu. Zgodność będzie monitorowana za pomocą dziennika snu/czuwania i monitora aktywności nadgarstka.

   Edukacja i język. Badacze nie przewidują studiowania osób, które nie rozumieją języka angielskiego, biorąc pod uwagę wymóg, aby badani w pełni rozumieli szczegółowe procedury związane z badaniem. Istotne jest, aby wszyscy badani mogli często i odpowiednio komunikować się z personelem badawczym przez cały czas trwania badania.

   Osoby w ciąży. Ze względu na zaburzenia snu osoby w ciąży zostaną wykluczone z tego badania ze względów bezpieczeństwa, ponieważ zakłócony sen jest potencjalnym czynnikiem ryzyka niekorzystnych skutków ciąży, takich jak stan przedrzucawkowy i poród przedwczesny.

   Ekran toksykologiczny. Po przybyciu na pierwszą wizytę w laboratorium uczestnicy będą zobowiązani do oddania próbki moczu i wypełnienia alkomatem. Ten ekran zostanie wykorzystany do potwierdzenia, że ​​uczestnicy nie są uzależnieni od narkotyków, w tym amfetaminy, barbituranów, benzodiazepin, kokainy, marihuany, MDMA (ecstasy), metadonu, metamfetaminy, opiatów, oksykodonów, kofeiny i nikotyny. Obecność jakichkolwiek substancji odurzających będzie skutkować wypowiedzeniem udziału w badaniu. Próbki moczu zostaną dostarczone zewnętrznemu dostawcy do analizy z numerem kodu (próbka nie będzie zawierała żadnych informacji umożliwiających identyfikację). Badacze nie spodziewają się otrzymania wyników tego badania przed zakończeniem przez uczestnika pierwszej wizyty w laboratorium ze względu na dostępność laboratorium. Uczestnicy otrzymają proporcjonalne wynagrodzenie za każdą część badania, którą ukończyli przed pozytywnym wynikiem badania toksykologicznego. Zakodowane wyniki toksykologii będą przechowywane wraz z innymi danymi uczestnika badania. Uczestnik zostanie poinformowany o powodzie zakończenia badania i poproszony o rozmowę z monitorującym lekarzem w celu uzyskania dalszych wskazówek na temat jego osobistego stanu zdrowia. Po wykluczeniu uczestnika powiązanie nazwa-kod i wyniki toksykologiczne zostaną zniszczone. Na potrzeby raportowania IRB prowadzony będzie dziennik opisujący, dlaczego i ilu uczestników zostało wykluczonych z badania.

   Uczestnicy nie będą wykluczani ze względu na pochodzenie etniczne lub płeć.

   SPRZĘT BADAWCZY Wszystkie urządzenia są produktami komercyjnymi, gotowymi do użycia, bez modyfikacji i używanymi do celów, dla których urządzenie ma służyć.

   Różowy szum. Różowy szum będzie emitowany przy głośności < 50 dB przy użyciu słuchawek redukujących hałas.

   Oświetlenie wzbogacone o kolor niebieski. Wzbogacone w kolor niebieski oświetlenie będzie dostarczane za pomocą dostrojonego światła o natężeniu 250 melanopowych EDI pod kątem patrzenia. Ten poziom oświetlenia to minimalne natężenie oświetlenia w ciągu dnia zalecane dla zdrowia i dobrego samopoczucia w ciągu dnia oraz wymagany poziom oświetlenia w ciągu dnia dla pojazdów kosmicznych zgodnie z normą NASA 3001.

   iPoda. Uczestnicy otrzymają iPoda Touch z dziennikiem snu, PVT i KSS.

   Aktografia. Małe urządzenie przypominające zegarek na rękę (Actiwatch, Philips Respironics, Murrysville, Pensylwania, USA) będzie noszone nieprzerwanie (tj. w dzień i w nocy) przez tydzień poprzedzający noc eksperymentalną. Aktograf mierzy ruch i szacuje sen i czuwanie na podstawie tego ruchu.

   System EEG BrainVision. Badacze będą rejestrować aktywność fal mózgowych (EEG), poziomą i pionową (EOG) oraz aktywność mięśni (EMG) za pomocą nasadki elektrody ustawionej w określonych miejscach na głowie i twarzy uczestnika. Nagrania będą monitorowane na ekranie w sterowni Laboratorium Przeciwdziałania Zmęczeniu. Cyfrowe dane zostaną pobrane na komputer NASA i wykorzystane do oceny wyników snu.

   STYMUŁY Istnieją dwie interwencje, których uczestnicy doświadczą podczas badania: promowanie snu (różowy szum) i promowanie pobudki (oświetlenie wzbogacone niebieskim światłem plus drzemka). Zostaną one dostarczone osobno lub razem, w zależności od losowości.

   Uczestnicy otrzymają wygodne słuchawki, które będą mogli nosić podczas snu w ciągu dnia. Słuchawki będą emitować ciągły dźwięk różowego szumu o natężeniu nie wyższym niż 50 decybeli. Uczestnicy będą mogli ściszyć dźwięk różowego szumu, jeśli uznają go za zbyt głośny. Podczas stosowania placebo uczestnicy będą nosić słuchawki bez hałasu.

   Uczestnicy losowo przydzieleni do grupy korzystającej ze światła wzbogaconego na niebiesko i drzemki będą mieli włączone światło wzbogacone na niebiesko podczas nocnego pobytu w laboratorium. Podczas drzemki światło będzie wyłączone na maksymalnie godzinę. Podczas stosowania placebo uczestnicy będą mieli włączone górne światło o natężeniu ~150 luksów przez cały nocny pobyt w laboratorium. Ten poziom światła odzwierciedla starszy standard NASA, który był używany przy projektowaniu niektórych pojazdów Artemis. Podczas stosowania placebo uczestnicy zostaną poproszeni o wykonanie przez godzinę cichych czynności, takich jak czytanie.