Меры борьбы со сном Артемиды (ASCM)

КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ Исследователи стремятся проверить, может ли розовый шум улучшить качество сна и последующую бдительность. Исследователи также стремятся проверить, улучшает ли сон, вызванный розовым шумом, бдительность и работоспособность ночью самостоятельно или в сочетании с синим освещением и сном. Наконец, исследователи проверят, могут ли синее освещение и сон улучшить бдительность и работоспособность в ночное время.

ГИПОТЕЗЫ

1. Исследователи предполагают, что воздействие розового шума во время дневного сна улучшит задержку засыпания, продолжительность и глубину сна по сравнению с контрольным состоянием без шума.
2. Исследователи предполагают, что сон, вызванный розовым шумом, улучшит субъективную бдительность и работоспособность по сравнению с контрольным состоянием без шума, что измеряется Каролинской шкалой сонливости (KSS) и задачей психомоторной бдительности (PVT).
3. Исследователи предполагают, что воздействие синего света и сон продолжительностью до одного часа улучшат субъективную бдительность и работоспособность по сравнению с плацебо-светом и отсутствием сна, что измеряется Каролинской шкалой сонливости (KSS) и тестом на психомоторную бдительность ( ПВТ).

4. Исследователи предполагают, что сон, вызванный розовым шумом в сочетании с воздействием синего света и дневным сном продолжительностью до одного часа, улучшит субъективную бдительность и работоспособность по сравнению с контрольным состоянием сна без шума, плацебо-светом и отсутствием дневного сна. , по данным Каролинской шкалы сонливости (KSS) и задачи на психомоторную бдительность (PVT).

   ПЕРВИЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

   • Субъективная бдительность, измеренная с помощью 9-балльной Каролинской шкалы сонливости Лайкерта (KSS).
   • Объективные когнитивные характеристики, измеряемые с помощью задачи на психомоторную бдительность (PVT), простой задачи на время реакции с показателями результата, включая количество провалов (время реакции> 500 мс) и скорость (1/время реакции).
   • Архитектура сна, измеренная с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ), включая стадию сна при пробуждении, общее время сна, время каждой стадии сна, эффективность сна и задержку начала сна.

   СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ Чтобы определить влияние вмешательств по сравнению с плацебо, исследователи будут использовать линейную модель смешанных эффектов с фиксированными эффектами состояния (вмешательство, контроль), времени (тестовые приступы после пробуждения), взаимодействия состояние*время. и случайный эффект участника. Данные о погрешностях PVT (подсчеты) будут проверяться на предмет чрезмерной дисперсии, и в случае обнаружения для анализа данных погрешностей будет использоваться отрицательная биномиальная модель смешанных эффектов с теми же коэффициентами.

   ОБЩИЙ ОБЗОР ПРОТОКОЛА Участникам, которые соответствуют критериям отбора и прошли как минимум одну неделю процедуры домашнего исследования, будет предложено дать согласие на это лабораторное исследование. Участники будут рандомизированы в зависимости от условий вмешательства и порядка введения по согласию.

   Участникам не будет разрешено ездить в лабораторию или обратно, им будет предоставлен автомобильный сервис (такси, Uber, Lyft и т. д.) или они могут договориться о том, чтобы друг или член семьи высадил и забрал их.

   Участники будут находиться в свободной от времени среде. Им не будут предоставлены какие-либо устройства, которые бы фиксировали время. Им не сообщат, как долго длятся эпизоды сна и бодрствования, а также время проведения исследования. Это сделано для того, чтобы свести к минимуму когнитивные искажения, связанные со знанием времени суток (например, люди с большей вероятностью будут считать себя сонными посреди ночи).

   Участники будут проходить ежечасное тестирование в течение всего времени пребывания в лаборатории, за исключением времени, когда они спят. Более частое тестирование может происходить после пробуждения от сна. Это тестирование будет состоять из тестов, описанных ниже.

   Во время пребывания в лаборатории участникам будет предоставлено трехразовое питание. Питание будет предоставлено с учетом диетических ограничений и личных предпочтений участника.

   Сотрудник исследовательского персонала будет постоянно оставаться с участником, пока он бодрствует, чтобы убедиться, что участник случайно не заснул, и следить за ним во время прохождения тестов. Участнику будет разрешено играть в игры и разговаривать с сотрудником исследования, когда он не завершает процедуры исследования.

   ПОДРОБНЫЙ ПРОТОКОЛ Участникам будет предложено прибыть в лабораторию через три часа после обычного времени пробуждения. Их будут изучать в отдельной комнате и контролировать по видеосвязи с диспетчерской лаборатории. По прибытии они предоставят образец мочи, который будет использован для токсикологического анализа. Затем они будут ознакомлены с процедурами обучения и пройдут практические тесты. Затем им снабдят колпачком ЭЭГ и снабдят наушниками для сна, которые будут настроены на воспроизведение розового шума или тишины. Комната будет затемнена, участника попросят лечь в постель примерно через семь часов после его/ее обычного времени пробуждения, а также попросят попытаться поспать в течение четырех часов.

   По окончании этой четырехчасовой возможности сна участник будет разбужен (если он спит) и начнет десятичасовой протокол полупостоянной позы при тусклом свете <5 люкс, чтобы зарегистрировать начало мелатонина при тусклом свете (DLMO). В течение этого времени участники будут каждый час сдавать образцы слюны для оценки уровня мелатонина, который является маркером циркадного ритма. Участникам будет предложено оставаться сидящими в течение 20 минут перед каждым сбором образцов, поскольку изменения позы могут повлиять на количество мелатонина, измеренное в образце. Тестирование будет запланировано на большую часть 20 минут до взятия образца, чтобы минимизировать нагрузку на участника.

   После сбора DLMO участнику будет предоставлена ​​возможность вздремнуть в течение одного часа или, в случае плацебо, его попросят оставаться сидящим и заниматься тихой деятельностью при освещении ~ 150 люкс. После перерыва на отдых освещение либо будет включено на свет, обогащенный синим светом, либо останется светом ~150 люкс в зависимости от условий рандомизации.

   После 25 часов пребывания в лаборатории электроды участника будут удалены, и участник будет отправлен домой. Участнику сообщат, что он может и должен вздремнуть по возвращении домой. Им также напомнят не водить машину и не заниматься какой-либо рискованной деятельностью до тех пор, пока у них не будет возможности оправиться от лишения сна, вызванного исследованием.

   ИСПЫТАНИЯ

   Все участники пройдут следующие тесты:

   Задача на психомоторную бдительность. Нашей контрольной мерой эффективности будет тест психомоторной бдительности (PVT). Было продемонстрировано, что этот тест чувствителен к циркадным изменениям и потере сна. PVT включает в себя 5- или 10-минутный тест производительности на время реакции (RT), в котором участник должен поддерживать максимально быстрое время реакции на простой визуальный стимул. Межстимульный интервал включает в себя высокую скорость сигнала, случайным образом варьирующуюся от 2 до 10 секунд. В ходе каждого исследования PVT получают различные показатели производительности, показывающие стабильные циркадные вариации, включая количество провалов, оптимальное время реакции, ложные тревоги и характеристики функций снижения бдительности (т. е. наклон, y-пересечение) в результате времени на задача. Различные преобразования, применяемые к переменным, уменьшают межсубъектную изменчивость и обеспечивают стабильные оценки циркадных вариаций. Было показано, что параметры эффективности PVT изменяются синхронно с циркадной фазой.

   Каролинская шкала сонливости. Каролинская шкала сонливости (KSS) — это высокочувствительный субъективный метод измерения сонливости. Шкала состоит из девяти пунктов шкалы Лайкерта (пункты включают: 1 = чрезвычайно бдительный, 2 = очень бдительный, 3 = бдительный, 4 = довольно бдительный, 5 = ни бдительный, ни сонливый, 6 = некоторые признаки сонливости, 7 = сонливый). - но бодрствовать без труда, 8 = сонливость - некоторые усилия, чтобы не заснуть, и 9 = сильная сонливость - борьба со сном). KSS будет проводиться перед тем, как участник ложится спать, перед тем, как участник возвращается ко сну во время ночных пробуждений, и утром после пробуждения.

   Визуально-аналоговые шкалы (ВАШ) настроения. Серия 100-балльной двойной шкалы настроения, включающей следующие пары: настороженность-сонливость, веселость-несчастность, спокойствие-напряженность, депрессия-приподнятость, стресс-расслабленность, миролюбивость-враждебность, жадность-щедрость, агрессивность-покладистость, вялость-вялость. энергичный. Участники должны отметить на горизонтальной линии, как они себя чувствуют в данный момент.

   Батарея познания. Когниция — это инструмент нейрокогнитивной оценки, который охватывает основные когнитивные области (т. е. исполнительную, эпизодическую память, сложное познание, социальное познание и скорость сенсомоторной активности) с помощью 10 кратких тестов. Батарея тестов была разработана для Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) и специально предназначена для оценки когнитивных функций астронавтов.

   Задача «Морфированные лица». Участники видят серию изображений, которые были созданы путем отдельного преобразования нейтрального лица в три разных эмоциональных лица (злой, счастливый и грустный), создавая 3 разных набора изображений, каждый из которых варьируется от нейтрального до злого, счастливого или грустного. Участники будут рассматривать лица, и им будет предложено определить эмоциональную категорию каждого лица, а также оценить свою интерпретацию его интенсивности и валентности (от отрицательной до положительной).

   Рейтинг производительности по самооценке. Участникам будет предложено оценить, насколько хорошо, по их мнению, они выступили после каждого тестового боя по 7-балльной шкале от «чрезвычайно хорошо» до «крайне плохо».

   Каролинский тест на сонливость (КДТ). Участникам будет предложено зафиксироваться на точке в течение трех минут, не двигаясь и не моргая (Путилов, Донская, 2013). KDT предоставляет данные ЭЭГ с относительно небольшим количеством артефактов, связанных с движениями или морганием глаз.

   ИЗМЕРЕНИЯ Показания температуры. Тимпанальную температуру будут контролировать с помощью ушного термометра медицинского назначения. Каждые полчаса обученный исследовательский персонал будет снимать два показателя температуры, которые будут записываться и наноситься на график исследовательским персоналом. Если показания температуры отличаются более чем на один градус, будет проведено третье измерение. Если показания температуры достигнут 100 градусов по Фаренгейту, к медицинскому монитору будут обращаться за дальнейшими инструкциями. Целью мониторинга температуры тела является получение оценки циркадной фазы человека во время исследования.

   Образцы слюны. Образцы слюны будут собираться ежечасно во время части исследования DLMO. Участника попросят сплюнуть в небольшую пробирку и заполнить ее наполовину. Эти образцы будут использоваться для измерения уровня мелатонина.

   Жизненно важные признаки. Артериальное давление и жизненно важные показатели будут контролироваться каждые шесть часов с момента прибытия участника в лабораторию с помощью небольшого портативного тонометра и манжеты. Если у участника жизненные показатели выходят за пределы нормального диапазона, исследователи исследования немедленно сообщат об этом дежурному медицинскому наблюдателю. По рекомендации медицинского наблюдателя исследование будет завершено, и группа исследователей организует медицинское обследование участника.

   ИССЛЕДУЕМАЯ НАСЕЛЕНИЕ Исследуемая популяция. В исследуемую популяцию не входят космонавты. Исследователи наберут здоровых участников в возрасте от 18 до 60 лет.

   Размер образца. Предлагаемое нами исследование включает в себя изучение множества результатов. Наиболее четко определенным и чувствительным маркером потери сна, который в настоящее время используется в космических полетах и ​​лабораторных исследованиях, является PVT. Таким образом, исследователи основывали наши расчеты мощности на ожидаемых изменениях показателей PVT, которые были связаны с хронической частичной потерей сна. Основываясь на статье, описывающей величину эффекта изменений PVT при различных условиях потери сна, исследователи ожидают, что размер эффекта изменения PVT (1/RT) между состояниями составит примерно 1,21 (Basner and Dinges, 2011). Используя эти предположения, исследователям требуется 8 участников на каждое условие (всего 24), чтобы обнаружить изменение производительности с мощностью 80% на уровне альфа 0,05. Таким образом, исследователи планируют набрать от минимум 30 до максимум 40 участников, чтобы учесть лиц, выбывших из исследования или не соблюдающих протокол.

   КРИТЕРИИ ВКЛЮЧЕНИЯ/ИСКЛЮЧЕНИЯ

   Критерии скрининга для включения/исключения подробно описаны в сопутствующем протоколе. Участники должны выполнить и пройти все процедуры скрининга, указанные в протоколе скрининга и домашнего исследования, чтобы иметь право на участие в этом исследовании:

   Исследователи ожидают, что они будут изучать равное количество женщин и мужчин в возрасте от 18 до 65 лет. Лица, находящиеся в пременопаузе, должны находиться в периоде не менее шести месяцев после родов, не кормить грудью и не планировать беременность в ближайшем будущем. Беременные будут исключены из этого исследования, поскольку циркадная десинхрония в виде сменной работы связана с неблагоприятными исходами беременности. Людям в пременопаузе также будет предложен тест на беременность по моче во время процесса скрининга. Лица, принимающие противозачаточные препараты, смогут продолжать обычное лечение.

   Лица с историей серьезных хронических заболеваний или психических заболеваний будут исключены из исследования. Невозможно перечислить все хронические заболевания, которые могут служить основанием для исключения из-за большого количества заболеваний, из-за которых человек может быть лишен права на участие в программе. Короче говоря, сердечная недостаточность/заболевания в анамнезе, рак, диабет, судороги, респираторные заболевания, нарушения сна и волчанка являются примерами состояний, которые можно считать исключительными. Кроме того, будут исключены лица, результаты которых в анкетах для проверки здоровья выходят за рамки заранее определенных пороговых значений (как описано ранее).

   История сна/бодрствования. Во время заполнения предварительных телефонных анкет и опросов после получения согласия участникам будет задан ряд вопросов об их нынешнем, прошлом и будущем привычном графике сна/бодрствования, включая их привычное и предпочтительное время отхода ко сну и бодрствования. Добровольцы, работавшие в ночное время в течение предшествующего 1-месячного периода или совершавшие трансмеридианные путешествия (через >2 часовых пояса) в течение трех месяцев, предшествующих исследованию, будут исключены. Чтобы исключить потенциальных субъектов с отсроченными или выраженными нарушениями режима сна/бодрствования из участия в исследовании, к участию в исследовании будут иметь право только субъекты, у которых зарегистрировано обычное время отхода ко сну до 3 часов ночи и время пробуждения после 4 часов утра. Все добровольцы будут проинформированы о том, что для того, чтобы иметь право на участие в лабораторном исследовании, им необходимо будет поддерживать регулярный (± 30 минут) 8,5-часовой график сна в течение трех недель. Лица, которые не могут или не желают брать на себя это обязательство (например, лица с нестабильным графиком), будут исключены из добровольного участия в исследовании. Соблюдение требований будет контролироваться с помощью журнала сна/бодрствования и монитора активности на запястье.

   Образование и язык. Исследователи не планируют изучать лиц, не понимающих английский язык, учитывая требование к испытуемым полностью понимать подробные процедуры, включенные в исследование. Очень важно, чтобы все участники имели возможность часто и адекватно общаться с исследовательским персоналом на протяжении всего исследования.

   Беременные люди. Из-за нарушения сна беременные будут исключены из этого исследования в качестве меры предосторожности, поскольку нарушение сна является потенциальным фактором риска неблагоприятных исходов беременности, таких как преэклампсия и преждевременные роды.

   Токсикологический экран. По прибытии во время первого визита в лабораторию участники должны будут предоставить образец мочи и пройти алкотестер. Этот скрининг будет использоваться для подтверждения того, что участники не употребляют наркотики, вызывающие злоупотребление, включая амфетамины, барбитураты, бензодиазепины, кокаин, марихуану, МДМА (экстази), метадон, метамфетамины, опиаты, оксикодоны, кофеин и никотин. Наличие любых наркотиков, вызывающих злоупотребление, приведет к прекращению участия в исследовании. Образцы мочи будут предоставлены стороннему поставщику для анализа с кодовым номером (в образец не будет включена никакая идентифицируемая информация). Исследователи не ожидают получения результатов этого скрининга до тех пор, пока участник не завершит первое посещение лаборатории из-за доступности лаборатории. Участники получат пропорциональную компенсацию за любую часть исследования, которую они завершили до получения положительного токсикологического теста. Закодированные результаты токсикологии будут храниться вместе с другими данными исследования участника. Участник будет проинформирован о причине прекращения исследования, и ему будет предложено поговорить с медицинским наблюдателем для получения дальнейших указаний о состоянии его личного здоровья. Как только участник будет исключен, ссылка на имя-код и результаты токсикологии будут уничтожены. Для целей отчетности IRB будет вестись журнал, в котором будет описано, почему и сколько участников было исключено из исследования.

   Участники не будут исключены по этническому или половому признаку.

   ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Все устройства являются коммерческими, серийными продуктами без каких-либо модификаций и используются по назначению устройства.

   Розовый шум. Розовый шум будет воспроизводиться с громкостью < 50 дБ при использовании наушников с шумоподавлением.

   Освещение, насыщенное синим цветом. Освещение, обогащенное синим светом, будет обеспечиваться с помощью светильника, настроенного на меланопический EDI 250 под углом взгляда. Этот уровень освещения представляет собой минимальную дневную освещенность, рекомендованную для циркадного здоровья и благополучия, а также необходимый уровень дневной освещенности для космических аппаратов в стандарте НАСА 3001.

   айпод. Участникам будет выдан iPod Touch с дневником сна, PVT и KSS.

   Актиграфия. Небольшое устройство, похожее на наручные часы (Actiwatch, Philips Respironics, Маррисвилл, Пенсильвания, США), будет носиться непрерывно (т. е. днем ​​и ночью) в течение одной недели перед экспериментальной ночью. Актиграф измеряет движение и оценивает сон и бодрствование на основе этого движения.

   Система ЭЭГ BrainVision. Исследователи будут записывать активность мозговых волн (ЭЭГ), горизонтальную и вертикальную (ЭОГ) и мышечную активность (ЭМГ), используя электродный колпачок, расположенный в определенных местах на голове и лице участника. Записи будут контролироваться на дисплее в диспетчерской лаборатории по борьбе с усталостью. Оцифрованные данные будут загружены на компьютер НАСА и использованы для оценки результатов сна.

   СТИМУЛЫ Во время исследования участники будут испытывать два воздействия: стимулирование сна (розовый шум) и стимулирование бодрствования (обогащенное синее освещение плюс сон). Они будут доставлены отдельно и вместе в зависимости от рандомизации.

   Участникам будут предоставлены удобные наушники, которые можно будет носить в течение всего дневного сна. Наушники будут издавать непрерывный звук розового шума громкостью не более 50 децибел. Участникам будет разрешено выключить звук розового шума, если он покажется им слишком громким. Участники будут носить наушники без шума во время приема плацебо.

   Участникам, рандомизированным в группу с синим светом и состоянием сна, будет включаться синий свет во время их ночного пребывания в лаборатории. Во время сна свет будет выключен на срок до одного часа. Во время приема плацебо участникам будет освещаться верхний комнатный светильник мощностью ~ 150 люкс на протяжении всего ночного пребывания в лаборатории. Этот уровень освещенности соответствует старому стандарту НАСА, который использовался при проектировании некоторых транспортных средств Artemis. Во время приема плацебо участникам будет предложено в течение одного часа заниматься тихой деятельностью, например чтением.