Contramedidas para dormir de Artemis (ASCM)

OBJETIVOS ESPECÍFICOS Os investigadores pretendem testar se o ruído rosa pode melhorar os resultados do sono e o estado de alerta subsequente. Os investigadores pretendem ainda testar se o sono induzido pelo ruído rosa melhora o estado de alerta e o desempenho durante a noite sozinho ou em combinação com iluminação enriquecida com azul e um cochilo. Finalmente, os investigadores testarão se a iluminação enriquecida com azul e um cochilo podem melhorar o estado de alerta e o desempenho durante a noite.

HIPÓTESES

1. Os investigadores levantam a hipótese de que a exposição ao ruído rosa durante uma oportunidade de sono diurno melhorará a latência do início do sono, a duração do sono e a profundidade do sono em comparação com uma condição de controle sem ruído.
2. Os investigadores levantam a hipótese de que o sono induzido pelo ruído rosa melhorará o estado de alerta subjetivo e o desempenho quando comparado a uma condição de controle sem ruído, medida pela Escala de Sonolência Karolinska (KSS) e tarefa de vigilância psicomotora (PVT).
3. Os investigadores levantam a hipótese de que a exposição a uma luz enriquecida com azul e um cochilo de até uma hora melhorará o estado de alerta subjetivo e o desempenho quando comparado a uma luz placebo e sem cochilo, conforme medido pela Escala de Sonolência Karolinska (KSS) e tarefa de vigilância psicomotora ( PVT).

4. Os investigadores levantam a hipótese de que o sono induzido por ruído rosa em combinação com a exposição a uma luz enriquecida com azul e um cochilo de até uma hora melhorará o estado de alerta subjetivo e o desempenho quando comparado a uma condição de sono controle sem ruído e uma luz placebo e sem cochilo , medido pela Escala de Sonolência de Karolinska (KSS) e pela tarefa de vigilância psicomotora (PVT).

   MEDIDAS DE RESULTADO PRIMÁRIO

   • Estado de alerta subjetivo medido pela Escala de Sonolência Karolinska do tipo Likert de 9 pontos (KSS).
   • Desempenho cognitivo objetivo medido pela tarefa de vigilância psicomotora (PVT), uma tarefa simples de tempo de reação com medidas de resultados incluindo número de lapsos (tempo de reação> 500ms) e velocidade (1/tempo de reação).
   • Arquitetura do sono medida por eletroencefalografia (EEG), incluindo estágio do sono ao acordar, tempo total de sono, tempo em cada estágio do sono, eficiência do sono e latência do início do sono.

   ANÁLISES ESTATÍSTICAS Para determinar o impacto das intervenções em comparação com o placebo, os investigadores usarão um modelo linear de efeitos mistos com efeitos fixos de condição (intervenção, controle), tempo (sessões de teste pós-chamada de despertar), interação condição*tempo e um efeito aleatório do participante. Os dados de lapso de PVT (contagens) serão verificados quanto à superdispersão e, se detectado, um modelo binomial negativo de efeitos mistos com os mesmos fatores será usado para analisar os dados de lapso.

   VISÃO GERAL DO PROTOCOLO Os participantes que passarem nos critérios de triagem e pelo menos uma semana dos procedimentos do estudo em casa serão solicitados a consentir para este estudo laboratorial. Os participantes serão randomizados para a condição de intervenção e ordem de administração mediante consentimento.

   Os participantes não poderão dirigir de ou para o laboratório e receberão um serviço de carro (táxi, Uber, Lyft, etc.) ou poderão providenciar que um amigo ou familiar os deixe e os busque.

   Os participantes serão mantidos em um ambiente livre de tempo. Eles não receberão nenhum dispositivo que indique a hora. Eles não serão informados quanto tempo duram os episódios de sono e vigília, nem o horário das atividades do estudo. Isto é para minimizar o viés cognitivo relacionado ao conhecimento da hora do dia (por exemplo, as pessoas podem ser mais propensas a se classificarem como sonolentas no meio da noite).

   Os participantes realizarão testes de hora em hora durante todo o tempo no laboratório, exceto durante os horários em que estiverem dormindo. Testes mais frequentes podem ocorrer ao despertar do sono. Este teste consistirá nos testes descritos abaixo.

   Os participantes receberão três refeições durante seu tempo no laboratório. Essas refeições serão fornecidas com base nas restrições alimentares e preferências pessoais do participante.

   Um membro da equipe do estudo permanecerá com o participante o tempo todo enquanto o participante estiver acordado, a fim de garantir que o participante não adormeça acidentalmente e para monitorar o participante durante a realização dos testes. O participante terá permissão para jogar e conversar com o membro da equipe do estudo quando não estiver concluindo os procedimentos do estudo.

   PROTOCOLO DETALHADO Os participantes serão solicitados a chegar ao laboratório três horas após seu horário habitual de despertar. Eles serão estudados em sala privativa e monitorados por meio de link de vídeo para a sala de controle do laboratório. Na chegada, eles fornecerão uma amostra de urina que será usada para exames toxicológicos. Eles serão então orientados sobre os procedimentos de estudo e realizarão testes práticos. Em seguida, eles serão equipados com a tampa de EEG e receberão fones de ouvido para dormir, que serão configurados para emitir ruído rosa ou silêncio. A sala ficará escura e o participante será solicitado a ir para a cama aproximadamente sete horas após seu horário habitual de despertar e será solicitado a tentar dormir por quatro horas.

   Ao final desta oportunidade de sono de quatro horas, o participante será acordado (se estiver dormindo) e iniciará um protocolo de postura semiconstante de dez horas com pouca luz <5 lux para coletar o início da melatonina com pouca luz (DLMO). Durante esse período, os participantes fornecerão amostras de saliva a cada hora para avaliação da melatonina, marcador do ritmo circadiano. Os participantes serão solicitados a permanecer sentados por 20 minutos antes de cada coleta de amostra porque as mudanças de postura podem afetar a quantidade de melatonina medida em uma amostra. Os testes serão agendados para a maior parte dos 20 minutos anteriores à amostra para minimizar a carga para o participante.

   Após a coleta do DLMO, o participante terá a oportunidade de tirar uma soneca de uma hora ou, na condição placebo, será solicitado a permanecer sentado e participar de atividades silenciosas sob ~150 lux de luz. Após o intervalo para descanso, as luzes serão acesas para a luz enriquecida com azul ou permanecerão com luz de ~ 150 lux, dependendo da condição de randomização.

   Após passar 25 horas no laboratório, os eletrodos do participante serão removidos e o participante será enviado para casa. O participante será informado de que pode e deve tirar uma soneca ao voltar para casa. Eles também serão lembrados de não dirigir ou se envolver em atividades de risco até que tenham a oportunidade de se recuperar da privação de sono induzida pelo estudo.

   TESTES

   Os seguintes testes serão realizados por todos os participantes:

   Tarefa de Vigilância Psicomotora. Nossa medida de desempenho de referência será o teste de vigilância psicomotora (PVT). Este teste demonstrou ser sensível à variação circadiana e à perda de sono. O PVT envolve um teste de desempenho de tempo de reação (TR) de 5 ou 10 minutos, no qual o participante é obrigado a manter os RTs mais rápidos possíveis a um estímulo visual simples. O intervalo entre estímulos envolve uma alta taxa de sinal variando aleatoriamente entre 2 e 10 segundos. Uma variedade de métricas de desempenho mostrando variação circadiana estável são obtidas de cada ensaio PVT, incluindo o número de lapsos, tempos de resposta ideais, alarmes falsos e as características das funções de decréscimo de vigilância (ou seja, inclinação, interceptação y) como resultado do tempo ligado. tarefa. Diferentes transformadas aplicadas às variáveis ​​reduzem a variabilidade intersujeitos e fornecem estimativas estáveis ​​da variação circadiana. Foi demonstrado que os parâmetros de desempenho do PVT variam em sincronia com a fase circadiana.

   Escala de Sonolência de Karolinska. A Escala de Sonolência Karolinska (KSS) é uma medida subjetiva altamente sensível para sonolência. A escala consiste em uma escala Likert de nove pontos (os itens incluem: 1 = extremamente alerta, 2 = muito alerta, 3 = alerta, 4 = bastante alerta, 5 = nem alerta nem sonolento, 6 = alguns sinais de sonolência, 7 = sonolento - mas sem dificuldade em permanecer acordado, 8= sonolento - algum esforço para manter-se acordado, e 9 = extremamente sonolento - lutando contra o sono). O KSS será administrado antes do participante ir para a cama, antes do participante retornar a dormir durante o despertar noturno e pela manhã ao acordar.

   Escalas visuais analógicas (VAS) de humor. Uma série de escalas de humor bi-ancoradas de 100 pontos, incluindo os seguintes pares: alerta-sonolento, alegre-miserável, calmo-tenso, deprimido-exultante, estressado-relaxado, pacífico-hostil, ganancioso-generoso, agressivo-tranquilo, letárgico- energético. Os participantes são obrigados a marcar na linha horizontal para indicar como estão se sentindo atualmente.

   A bateria da cognição. A cognição é uma ferramenta de avaliação neurocognitiva que cobre os principais domínios cognitivos (ou seja, executivo, memória episódica, cognição complexa, cognição social e velocidade sensório-motora) por meio de 10 testes breves. A bateria de testes foi desenvolvida para a Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) e projetada especificamente para avaliar funções cognitivas em astronautas.

   Tarefa de rostos transformados. Os participantes veem uma série de imagens que foram criadas transformando separadamente um rosto neutro com 3 rostos emocionais diferentes (zangado, feliz e triste), criando 3 conjuntos diferentes de imagens, cada um variando de neutro a zangado, feliz ou triste. Os participantes visualizarão rostos e serão solicitados a identificar a categoria emocional de cada rosto, bem como avaliar sua interpretação de sua intensidade e valência (de negativo para positivo).

   Classificação de desempenho auto-relatada. Os participantes serão solicitados a avaliar o seu desempenho após cada sessão de teste em uma escala de 7 pontos que varia de “extremamente bom” a “extremamente ruim”.

   Teste de sonolência de Karolinska (KDT). Os participantes serão solicitados a fixarem-se num ponto durante três minutos, sem se moverem ou piscarem (Putilov e Donskaya, 2013). O KDT fornece dados de EEG com relativamente poucos artefatos ligados a movimentos ou piscadas de olhos.

   MEDIDAS Leituras de temperatura. A temperatura timpânica será monitorada usando um termômetro de ouvido de nível hospitalar. Em intervalos de meia hora, a equipe de pesquisa treinada fará duas leituras de temperatura que serão registradas e plotadas pela equipe do estudo. Se as leituras de temperatura diferirem em mais de um grau, uma terceira medição será realizada. Se as leituras de temperatura atingirem 100 graus Fahrenheit, o monitor médico será consultado para obter mais instruções. O objetivo do monitoramento da temperatura corporal é obter uma estimativa da fase circadiana de um indivíduo durante o estudo.

   Amostras de saliva. Amostras de saliva serão coletadas de hora em hora durante a parte DLMO do estudo. O participante será solicitado a cuspir em um pequeno tubo de ensaio e enchê-lo até a metade. Essas amostras serão usadas para medir a melatonina.

   Sinais vitais. A pressão arterial e os sinais vitais serão monitorados a cada seis horas, a partir do momento em que o participante chega ao laboratório, por um pequeno monitor portátil de pressão arterial e manguito. Se o participante apresentar sinais vitais fora da faixa normal, os investigadores do estudo informarão imediatamente o monitor médico de plantão. Se avisado pelo monitor médico, o estudo será encerrado e a equipe investigadora providenciará para que o participante receba avaliação médica.

   POPULAÇÃO DO ESTUDO População do Estudo. A população do estudo não inclui astronautas. Os investigadores recrutarão participantes saudáveis ​​com idades entre 18 e 60 anos.

   Tamanho da amostra. Nosso estudo proposto envolve a investigação de múltiplos resultados. O marcador de perda de sono mais bem definido e sensível que está sendo usado atualmente em voos espaciais e estudos laboratoriais é o PVT. Como tal, os investigadores basearam nossos cálculos de potência nas mudanças previstas no desempenho da PVT que foram associadas à perda parcial crônica do sono. Com base em um artigo que descreve tamanhos de efeito para mudanças na PVT sob diferentes condições de perda de sono, os investigadores esperam que o tamanho do efeito para a mudança na PVT (1/RT) entre as condições será de aproximadamente 1,21 (Basner e Dinges, 2011). Usando essas suposições, os investigadores exigem 8 participantes por condição (24 no total) para detectar uma mudança no desempenho com poder de 80% em um nível alfa de 0,05. Como tal, os investigadores planejam recrutar um mínimo de 30 participantes até um máximo de 40 participantes, a fim de contabilizar os indivíduos que abandonam o estudo ou que não cumprem o protocolo.

   CRITÉRIOS DE INCLUSÃO/EXCLUSÃO

   Os critérios de triagem para os critérios de inclusão/exclusão são descritos detalhadamente no protocolo complementar. Os participantes devem completar e passar por todos os procedimentos de triagem no protocolo de triagem e estudo em casa para serem elegíveis para este estudo:

   Os investigadores prevêem que estudarão números iguais de mulheres e homens, com idades entre 18 e 65 anos. Indivíduos na pré-menopausa devem estar pelo menos seis meses após o parto, não amamentar e não planejar uma gravidez no futuro imediato. Indivíduos que estão grávidas serão excluídos deste estudo porque a dessincronia circadiana na forma de trabalho em turnos está associada a resultados adversos da gravidez. Indivíduos na pré-menopausa também receberão um teste urinário de gravidez durante o processo de triagem. Indivíduos que tomam medicamentos anticoncepcionais poderão continuar o tratamento habitual.

   Indivíduos com histórico de doenças crônicas graves ou doenças mentais serão excluídos do estudo. Não é possível listar todas as condições crónicas que podem ser excludentes devido ao número de condições médicas que tornariam um indivíduo inelegível. Em resumo, história de insuficiência/doença cardíaca, câncer, diabetes, convulsões, doenças respiratórias, distúrbios do sono e lúpus são exemplos de condições que seriam consideradas excludentes. Além disso, os indivíduos com pontuação fora dos limites predefinidos nos questionários de triagem de saúde também serão excluídos (conforme descrito anteriormente).

   Histórico de sono/vigília. Durante a conclusão dos questionários preliminares de triagem por telefone e pós-consentimento, os participantes responderão a uma série de perguntas sobre seu horário habitual de sono/vigília presente, passado e futuro, incluindo seus horários habituais e preferidos de dormir e acordar. Serão excluídos voluntários com histórico de trabalho noturno no período de 1 mês anterior ou viagens transmeridianas (em> 2 fusos horários) nos três meses anteriores ao estudo. A fim de excluir potenciais indivíduos com distúrbios do horário de sono/vigília atrasados ​​ou avançados da participação no estudo, apenas indivíduos com horário habitual de dormir relatado antes das 3h e horário de acordar após as 4h serão elegíveis para participação no estudo. Todos os voluntários serão informados de que, para serem elegíveis para participação no estudo laboratorial, serão obrigados a manter um horário regular (± 30 minutos) de sono de 8,5 horas por até três semanas. Indivíduos que não puderem ou não quiserem assumir esse compromisso (por exemplo, aqueles com horários erráticos) serão excluídos do voluntariado para o estudo. A conformidade será monitorada usando um registro de sono/vigília e um monitor de atividade do pulso.

   Educação e Linguagem. Os investigadores não prevêem estudar indivíduos que não entendem inglês, dada a exigência de que os sujeitos compreendam totalmente os procedimentos detalhados envolvidos no estudo. É essencial que todos os sujeitos sejam capazes de se comunicar frequente e adequadamente com a equipe do estudo durante todo o estudo.

   Pessoas grávidas. Devido à interrupção do sono, as grávidas serão excluídas deste estudo como medida de segurança, pois a interrupção do sono é um fator de risco potencial para resultados adversos na gravidez, como pré-eclâmpsia e parto prematuro.

   Tela Toxicológica. Os participantes serão obrigados a fornecer uma amostra de urina e preencher um bafômetro na chegada em sua primeira visita ao laboratório. Esta tela será usada para confirmar que os participantes estão livres de drogas de abuso, incluindo anfetaminas, barbitúricos, benzodiazepínicos, cocaína, maconha, MDMA (ecstasy), metadona, metanfetaminas, opiáceos, oxicodonas, cafeína e nicotina. A presença de quaisquer drogas de abuso resultará no encerramento da participação no estudo. Amostras de urina serão fornecidas a um fornecedor externo para análise com um número de código (nenhuma informação identificável será incluída na amostra). Os investigadores não esperam receber os resultados desta tela até que o participante tenha concluído a primeira visita ao laboratório devido à disponibilidade do laboratório. Os participantes serão compensados ​​de maneira proporcional por qualquer parte do estudo que concluíram antes de um exame toxicológico positivo. Os resultados toxicológicos codificados serão armazenados com outros dados do estudo do participante. O participante será informado do motivo do encerramento do estudo e será solicitado a falar com o monitor médico para maiores orientações sobre seu estado de saúde pessoal. Assim que um participante for excluído, o link nome-código e os resultados toxicológicos serão destruídos. Para fins de relatório do IRB, será mantido um registro para descrever por que e quantos participantes foram excluídos do estudo.

   Os participantes não serão excluídos com base na etnia ou sexo.

   EQUIPAMENTO DE ESTUDO Todos os dispositivos são produtos comerciais, prontos para uso, sem modificações e usados ​​para os propósitos do dispositivo.

   Ruído rosa. O ruído rosa será emitido em um volume <50 dB usando fones de ouvido com cancelamento de ruído.

   Iluminação enriquecida com azul. A iluminação enriquecida com azul será fornecida por meio de uma luz ajustada, atingindo 250 EDI melanópico no ângulo de visão. Este nível de iluminação é a iluminância diurna mínima recomendada para a saúde e o bem-estar circadiano e é o nível de iluminância diurna exigido para veículos espaciais no Padrão 3001 da NASA.

   iPod. Os participantes receberão um iPod Touch que inclui um diário de sono, o PVT e o KSS.

   Actigrafia. Um pequeno dispositivo semelhante a um relógio de pulso (Actiwatch, Philips Respironics, Murrysville, PA, EUA) será usado continuamente (ou seja, dia e noite) durante uma semana antes da noite experimental. O actígrafo mede o movimento e estima o sono e a vigília com base nesse movimento.

   Sistema BrainVision EEG. Os investigadores registrarão a atividade das ondas cerebrais (EEG), horizontal e vertical (EOG) e atividade muscular (EMG) usando uma tampa de eletrodo alinhada a locais específicos na cabeça e rosto do participante. As gravações serão monitoradas em um display na Sala de Controle do Laboratório de Contramedidas de Fadiga. Os dados digitalizados serão baixados em um computador da NASA e usados ​​para avaliar os resultados do sono.

   ESTÍMULOS Existem duas intervenções que os participantes irão vivenciar durante o estudo, promoção do sono (ruído rosa) e promoção do despertar (iluminação azul enriquecida mais um cochilo). Eles serão entregues separadamente e em conjunto dependendo da randomização.

   Os participantes receberão fones de ouvido confortáveis ​​para usar durante o sono diurno. Os fones de ouvido emitirão um ruído rosa contínuo não superior a 50 decibéis. Os participantes poderão diminuir o som do ruído rosa se acharem que está muito alto. Os participantes usarão os fones de ouvido sem ruído durante a condição placebo.

   Os participantes randomizados para a condição de luz enriquecida com azul e cochilo terão a luz enriquecida com azul ligada durante sua permanência noturna no laboratório. A luz ficará apagada por até uma hora durante o cochilo. Durante a condição de placebo, os participantes terão uma luz suspensa de aproximadamente 150 lux iluminada durante sua estadia noturna no laboratório. Este nível de luz reflete um padrão mais antigo da NASA que foi usado no projeto de alguns veículos Artemis. Durante a condição placebo, os participantes serão solicitados a realizar atividades silenciosas, como leitura, por uma hora.