Влияние вмешательства синего монохроматического света на сон и циркадные ритмы людей вечернего типа

Задний план:

Утренний/вечерний характер — это феномен, отражающий тенденцию быть «ранней утренней пташкой» или «поздней ночной совой» и, таким образом, являющийся источником межиндивидуальных различий во времени сна и других формах поведения. Люди вечернего и утреннего типов демонстрируют внутренние различия, связанные с циркадной фазой их эндогенных биологических часов. Было обнаружено, что определенная группа людей, называемая людьми утреннего типа, работает лучше по утрам, тогда как люди вечернего типа, по-видимому, более бдительны и лучше работают вечером. Люди утреннего типа имеют более раннее время отхода ко сну и подъема, чем люди вечернего типа, в то время как люди вечернего типа, как известно, сообщают о значительно более позднем времени отхода ко сну и подъема по сравнению с людьми утреннего типа. Кроме того, известно, что подростки вечернего типа демонстрируют более низкие академические и интеллектуальные способности в нежелательные для них, т. е. ранние часы дня.

Циркадные ритмы известны как биологические процессы, демонстрирующие эндогенные вовлекаемые колебания в течение примерно 24 часов. Было обнаружено, что эти ритмы контролируются циркадным водителем ритма, который расположен в супрахиазматических ядрах (СХЯ) гипоталамуса. Эти 24-часовые ритмы проявляются в виде многочисленных физиологических параметров, таких как цикл сна-бодрствования, внутренняя температура тела и выделение гормонов, таких как мелатонин. Внутренняя температура тела падает в течение ночи и достигает самой низкой точки (надира) рано утром, после чего снова начинает повышаться. Секреция мелатонина следует кривой, которая почти обратна по сравнению с ритмом внутренней температуры тела, и чувствительна к воздействию света, который ингибирует секрецию мелатонина. Мелатонин либо в плазме, либо в слюне, либо в моче считается объективным маркером циркадных ритмов, наиболее часто используемым параметром из которых является начало мелатонина при тусклом свете (время, когда мелатонин достигает 4 пг/мл в слюне).

Известно, что сон легче всего начинается, когда температура тела падает, а уровень мелатонина повышается. Также известно, что его легче всего начать в период от шести часов до надира до нескольких часов после надира центральной температуры тела.

Люди вечернего типа испытывают повышенную сонливость и более низкую работоспособность в ранние утренние часы, поскольку существует несоответствие между их циркадными ритмами и потребностью бодрствовать в такие ранние часы. Известно, что сонливость имеет серьезные последствия для работоспособности.

Однако, как уже упоминалось, выходы SCN являются увлекаемыми, а свет является самым сильным источником времени для циркадных кардиостимуляторов людей. Таким образом, время воздействия света может либо опережать, либо задерживать циркадный ритм. Воздействие света за несколько часов до надира, в вечернее время, приведет к задержке циркадного ритма. С другой стороны, воздействие света в часы после надира, в утренние часы, может привести к фазовому сдвигу циркадных ритмов человека. Свет может сдвигать циркадную фазу, но этот эффект зависит от времени освещения, продолжительности светового воздействия и интенсивности света, где было продемонстрировано, что более высокая интенсивность связана с более сильными эффектами. Еще одно свойство света касается длин волн, которые он излучает, где было показано, что синий свет производит значительно более сильные эффекты фазового сдвига, чем свет с другими длинами волн видимого спектра. Воздействие синего света на циркадную систему объясняется популяцией светочувствительных клеток сетчатки, которая содержит фотопигмент меланопсин, обладающий высокой чувствительностью к синему свету. Эти клетки посылают сигналы непосредственно в СХЯ, а также образуют связи с областями, связанными с бодрствованием, такими как полосатое тело и ствол мозга. Было продемонстрировано, что чувствительность к меланопсину самая высокая в диапазоне синего света около 460 нм.

Насколько нам известно, не проводилось исследований для проверки влияния синего монохроматического света, проводимого с помощью стандартного комнатного освещения, на фазовое смещение циркадных ритмов у людей вечернего типа. Следовательно, наша цель состоит в том, чтобы оценить, может ли синий свет по сравнению со стандартным белым светом, подаваемым с помощью стандартного комнатного освещения, изменить сон и циркадный ритм людей вечернего типа, вызывая сдвиг фазы.

Гипотеза:

Три последовательных утренних одночасовых воздействия монохроматического света (40 люкс, освещенность = 88,79 мкВт/см2) с пиковой длиной волны 455 нм (синий свет) будут по сравнению со светом полного спектра (2500 Кельвинов) с равным потоком фотонов в качестве синий свет: а) приводит к фазовому опережению суточного ритма у лиц вечернего типа; б) усиление функции бодрствования, оцениваемое по субъективным и объективным показателям в утренние часы; и c) уменьшить утреннюю сонливость, о которой сообщали сами участники, d) уменьшить латентность начала сна и e) ускорить время начала сна.

Мы отрегулируем интенсивность света, чтобы убедиться, что энергия фотонов одинакова в двух условиях.

Методы

Образец и процедура:

Наша цель состоит в том, чтобы набрать как минимум 34 участника из Бергенского университета. Критерием включения является оценка ниже 42 баллов по опроснику Хорна-Остберга «утренняя-вечерняя активность», поскольку он классифицирует умеренный и определенно вечерний типы. Участники будут исключены, если в опроснике расстройств настроения (MDQ) будет указан положительный случай, указывающий на наличие или историю биполярного расстройства. Участники также будут исключены, если они работали в ночную смену в течение последних трех месяцев. Участники будут подвергаться вмешательству синего света в рандомизированном, слепом, контролируемом исследовании. Участники будут оцениваться с помощью субъективных и объективных показателей сна в течение 3 дней (вторник - четверг) за неделю до трехдневного вмешательства синего света. Они также будут оцениваться с помощью тех же субъективных и объективных показателей в течение трехдневного периода вмешательства. Точнее, сон будет оцениваться актиграфией и дневником сна. За день до вмешательства и через день после вмешательства циркадный ритм будет измерен с помощью образцов слюны для оценки начала выработки мелатонина при тусклом свете. Гибкость также будет измеряться перед вмешательством с помощью инвентаризации циркадного типа. Функция бодрствования будет оцениваться в дни проведения вмешательства с помощью Каролинской шкалы сонливости и задания на психомоторную бдительность.

Инструменты/меры:

Инвентаризация циркадного типа: инструмент с двумя факторами. Люди, набравшие высокие баллы по первому параметру (гибкость/жесткость), более гибки в своей способности бодрствовать в неурочное время дня и ночи. Те, у кого высокие баллы по второму фактору (Вялость/Энергичность), как правило, сообщают о трудностях с преодолением сонливости, особенно по утрам. CTI будет распространен среди участников перед легким вмешательством.

Мюнхенский опросник ChronoType: полезный инструмент для определения хронотипа на основе поведения во сне, такого как время отхода ко сну и подъема, время полного пробуждения, а также некоторые другие моменты (например, латентный период сна). MCTQ будет разослан участникам перед легким вмешательством.

Опросник Horne-Östberg Morningness-Eveningness Questionnaire (MEQ): тест, который широко используется для оценки утреннего-вечернего настроения. MEQ будет разослан участникам для проверки.

Опросник расстройства настроения (MDQ): MDQ — это проверенный инструмент самоотчета, который выявляет наличие биполярного расстройства в анамнезе на протяжении всей жизни. Он содержит 13 ответов «да/нет», которые охватывают такие темы, как настроение, уверенность в себе, энергичность, общительность, интерес к сексу, болтливость, отвлекаемость и другие виды поведения. Кроме того, есть два вопроса, оценивающих, возникали ли когда-либо симптомы одновременно и в какой степени симптомы вызывали функциональные нарушения. Положительный случай влечет за собой подтверждение 7 или более из 13 симптомов, подтверждение одновременности и сообщение об умеренной или серьезной степени функционального нарушения. MDQ будет вводиться только в целях скрининга на исходном уровне.

Актиграфия: акселерометры и часы для ношения на запястье, которые следует носить в течение того же периода времени, что и дневник сна. Данные могут быть преобразованы в объективные параметры сна. Эти часы будут носить за неделю до вмешательства в течение трех дней, в ночь перед средой, четвергом и пятницей. Его также будут носить в течение недели вмешательства в течение трех дней вмешательства, в ночь перед средой, четвергом и пятницей.

Дневник сна: ежедневные субъективные оценки времени сна, времени подъема, задержки сна, количества пробуждений, времени пробуждения после начала сна, окончательного времени пробуждения, времени подъема, общего времени сна, эффективности сна, качества сна и дневного функционирования.

Анкета будет распространяться среди участников за неделю до вмешательства в течение трех дней, в ночь перед средой, четвергом и пятницей. Он также будет выдаваться на неделе вмешательства в три дня вмешательства, в ночь перед средой, четвергом и пятницей. Два вопроса заполняются перед тем, как участники ложатся спать, а остальные заполняются, когда они просыпаются утром.

Начало мелатонина при тусклом свете (DLMO): DLMO будет оцениваться путем сбора образцов слюны каждый час вечером, начиная с 19:00 и до одного часа после обычного времени сна. Образцы DLMO будут собраны за день до вмешательства и на следующий день после периода вмешательства. Сбор и анализ слюны будут следовать процедурам, ранее использовавшимся нашей исследовательской группой. Будут надеты очки, блокирующие синий свет (за час до взятия первого образца), чтобы предотвратить подавление мелатонина во время взятия проб слюны. DLMO будет проанализирован с помощью иммуноферментного анализа (ELISA) (прямой мелатонин слюны от Bühlmann Laboratories, Schöonenbuch, Швейцария). Аналитическая чувствительность этого набора составляет 0,5 пг/мл, а функциональная чувствительность — 1,6–20,5 пг/мл при межаналитическом коэффициенте вариации

Каролинская шкала сонливости (KSS): KSS состоит из одного пункта, оценивающего состояние сонливости по шкале от 1 до 9. Этот инструмент будет предоставлен в лаборатории в дни светового вмешательства. Он будет даваться в общей сложности шесть раз на участника, дважды в каждый день вмешательства, первый раз сразу, когда участники приходят в лабораторию для проведения вмешательства, а второй после того, как они получили один час света, прежде чем они покинут лабораторию. лаборатория.

Задача на психомоторную бдительность (PVT): 10-минутный тест на время реакции, который обеспечивает меру устойчивого внимания, будет выполнен участниками во время воздействия света в лаборатории. Участник просто реагирует на стимулы, подаваемые на дисплей, как можно скорее нажимая кнопку. PVT особенно чувствителен к потере сна и усталости. PVT будет предоставлен участникам в течение трех дней легкого вмешательства.

Статистический анализ/анализ мощности:

Для анализа результатов будет использоваться ANOVA 2 (время; до и после) x 2 (группа; синий цвет против света полного спектра). Анализ мощности проводился с помощью G*Power версии 3.17. Установка размера эффекта на средний (d=0,50), мощность до .80, альфа до 0,05, r между повторными измерениями до 0,50 показывает, что потребуется 34 участника, чтобы обнаружить значительное взаимодействие Time x Group.