Влияние фототерапии Litebook EDGE™ на успеваемость и мозговую активность (LiteBook)

По мере того, как дети проходят период полового созревания, время их цикла сна и бодрствования меняется, и они испытывают сильное желание не ложиться спать и поздно просыпаться. Следовательно, большой процент нормальных подростков каждый день приходит в школу с недостаточным количеством сна, что может существенно сказаться на их успеваемости.

Растущее число исследований на людях показывает, что сон способствует обучению и памяти. И наоборот, лишение сна оказывает негативное влияние на когнитивные и поведенческие функции. В относительно небольшом количестве исследований изучалось влияние лишения сна на когнитивные способности подростков. В этих исследованиях полное лишение сна было связано с нарушением памяти и снижением скорости вычислений, в то время как частичное лишение сна было связано с дефицитом мышления и вербального творчества. Например, подростки мужского пола, спящие более 8 часов в сутки, обладали значительно более высокими способностями к рассуждениям, чем их сверстники, которые спали менее 8 часов в сутки. В некоторых исследованиях сообщалось, что более простые когнитивные процессы, такие как рабочая память и скорость вычислений, не могут быть существенно затронуты одной ночью сна, ограниченной 4-5 часами. Однако даже умеренное ограничение сна на час или более, сохраняющееся в течение нескольких дней, может привести к проблемам с памятью, столь же серьезным, как и после полного лишения сна.

Чувствительность мозга подростка к малозаметным нарушениям сна была выявлена ​​в исследовании, в ходе которого 12-14-летним детям разрешалось играть в стимулирующие компьютерные игры или смотреть телевизор прямо перед сном. Это приводит к увеличению латентного периода сна, усилению фазы 2 сна и сокращению периода медленного сна. Эта умеренная степень ограничения сна значительно ухудшала консолидацию вербальной памяти. Субоптимальная продолжительность сна у подростков также была связана с плохой успеваемостью в тесте на заучивание серийных цифр во время утренних сеансов тестирования, но не во время дневных сеансов. От 58 до 68% опрошенных старшеклассников в Онтарио сообщают, что чувствуют себя «действительно сонными» между 8 и 10 часами утра. Таким образом, успеваемость на ранних утренних занятиях может больше всего пострадать у недосыпающих подростков.

К счастью, для улучшения когнитивных функций у детей достаточно немного продлить сон. Садех показал, что показатели памяти, внимания и бдительности у детей значительно улучшились после продления сна на 1 час в течение трех ночей подряд. Гайс и Бакхаус также показали благотворное влияние сна на консолидацию памяти у детей и подростков.

В целом существуют убедительные научные доказательства того, что школьники, особенно подростки, хронически недосыпают, что степень ограничения сна, которое они испытывают, оказывает заметное влияние на кодирование памяти, ее консолидацию и скорость обработки информации, и что даже незначительное увеличение продолжительности сна приводит к измеримым нарушениям сна. улучшения когнитивной функции. Основная причина того, что подростки лишены сна, связана с естественной задержкой фаз в их биологических часах, что приводит к склонности не ложиться спать до позднего вечера, что несовместимо со временем раннего подъема, которое обычно требуется в школах. Световые процедуры в подходящее время могут ускорить биологические часы, потенциально решая эту проблему.

Гипотеза, которую исследователи предлагают проверить, заключается в том, что постоянное утреннее использование устройства для терапии ярким светом Litebook Edge™ в сочетании с двухчасовым использованием перед сном очков, блокирующих синий свет, при просмотре видеоэкранов сместит циркадную фазу цикл сна-бодрствования нормального подростка. Это, в свою очередь, позволит им раньше засыпать и больше спать в течение учебной недели. Следовательно, они будут быстрее просыпаться, чувствовать себя более бодрыми во время первых занятий и лучше справляться с тестами на успеваемость, внимание и рабочую память. Светотерапия улучшит функциональную связность префронтальных областей, отвечающих за внимание. Степень улучшения когнитивных функций, внимания и функциональных и структурных показателей МРТ будет напрямую связана со средним временем, затрачиваемым каждый день на активацию (и, предположительно, использование) устройства, которое будет независимой переменной в статистическом анализе.

Это одногрупповое исследование, и все участники получат активное лечение. Устройство было разработано для мониторинга степени использования, и основной статистический вопрос заключается в том, существует ли значительная связь между степенью использования и улучшением показателей бодрствования, бдительности и когнитивных функций.

Этот подход с использованием продолжительности активации устройства в качестве независимой переменной в небольшом предварительном исследовании дает несколько преимуществ по сравнению с исследованием с двумя группами, сравнивающим яркий белый свет либо с плацебо-красным светом, либо с другим типом механического устройства. Во-первых, рассчитанные ранее показатели размера эффекта предполагали, что испытуемые в обеих группах будут использовать устройство. Вероятно, будут значительные различия между субъектами в степени использования, и если бы только часть субъектов, которым назначено устройство яркого света, использовала его постоянно, то общее воздействие было бы слабее и, возможно, было бы упущено при анализе двух групп. Использование продолжительности работы устройства позволит исследователям сравнить субъектов, которые использовали его в значительной степени, с субъектами, которые почти не используют его, и, вероятно, даст точную оценку того, какую пользу приносит разная степень использования.

Это особенно важно для компонента нейровизуализации. Если бы исследователи сравнили активные и плацебо-устройства, то только половина субъектов нейровизуализации получила бы активное устройство, что может оставить исследователей, сравнивающих предварительные и пост-эффекты только у 8-10 субъектов. В этом пересмотренном дизайне все нейровизуализированные образцы (n = 16-20) будут подвергаться активному лечению, что сделает результаты сравнения до и после проведения более сильными, особенно с поправкой на продолжительность активации устройства.

Во-вторых, использование продолжительности активации устройства в качестве независимой переменной заметно облегчит набор. Если бы исследователи использовали устройство-плацебо, им нужно было бы указать в информированном согласии, что субъекты могут получить устройство-плацебо, не раскрывая, что это за плацебо. Вместо этого исследователи теперь могут указать в информированном согласии, что все субъекты получат устройство, которое, по их мнению, является биологически активным, и что плацебо использоваться не будет.

Это также упрощает протокол, поскольку оценщики не должны быть слепы к типу устройства. Все, что нужно сделать следователям, — это убедиться, что оценщики не знают о продолжительности активации устройства.