Metaboliska och kognitiva konsekvenser av bullerinducerad sömnstörning

Den experimentella sömnstudien har det övergripande målet att fördjupa vår förståelse av experimentellt inducerade störningar av sömn och förändringar i metabolisk och kognitiv funktion, och att fastställa effektiviteten av en potentiell icke-farmakologisk intervention för att främja sömn. För detta ändamål kommer studien att behandla följande oberoende mål:

Syfte 1: Bestäm samband mellan nya fysiologiska markörer för sömn och metabolisk och kognitiv funktion. Vi kommer att mäta sömnen hos friska frivilliga med hjälp av nya och klassiska indikatorer för sömnarkitektur. Varje morgon kommer vi att ta blodprover för metabolomisk analys och administrera ett neurokognitivt testbatteri.

Mål 2: Fastställ de biologiska och neurobeteendemässiga konsekvenserna av bullerstörd sömn. Vi kommer att jämföra effekter på sömn, metabolomik och kognitiv funktion mellan lugna nätter och nätter med trafikbuller.

Mål 3: Utvärdera effekterna av kontinuerligt rosa brus under hela natten. Delmål 1: För att avgöra om kontinuerligt brus (rosa brus) i sig förbättrar eller stör sömnen, kommer vi att undersöka förändringar i nya och klassiska indikatorer för sömnarkitektur och störningar inducerade av rosa brus i förhållande till tysta basnätter. Delmål 2: För att avgöra om rosa brus minskar sömnstörningar av trafikbuller kommer vi att undersöka förändringar i sömnfragmentering och kontinuitet, samt kortikal och autonom upphetsning, från nätter med både trafikbuller och rosa buller jämfört med nätter med enbart trafikbuller.

Studien kommer att genomföras vid i Göteborgs universitets ljudmiljölaboratorium (SEL). SEL är ett högtroget forskningslaboratorium utrustat för att simulera en typisk lägenhet, inklusive tre individuellt ljus-, ljud- och vibrationsisolerade privata sovrum. Takmonterade högtalare i varje rum gör att vi kan skapa en realistisk akustisk miljö genom att överföra ljudexponeringar från kontrollrummet till varje sovrum individuellt.

Denna studie har en prospektiv cross-over-design inom ämnena. Deltagarna (N=12) kommer var och en att tillbringa fem på varandra följande nätter i SEL med en sömnmöjlighet mellan 23:00-07:00. Dagsömn kommer att vara förbjuden, bekräftad med mått på dagaktivitet via handledsaktigrafimonitorer som bärs kontinuerligt under studien. Tre ämnen kommer att delta samtidigt, i separata sovrum. Den första natten är en tillvänjningsperiod till studieprotokollet och för att bekanta sig med testprocedurerna. Studienätter 2-5 är experimentnätterna och kommer att fördelas slumpmässigt över deltagare med hjälp av en latinsk kvadratisk design för att undvika första ordningens överföringseffekter. Varje ämne kommer att exponeras för en natt av vart och ett av följande:

Tyst natt: Inget brus kommer att spelas, vilket fungerar som en kontrollnatt för att bedöma individuell baslinjesömn, metabolisk profil och kognitiv prestation; Trafikbuller natt för att fastställa konsekvenserna av bullerstörde sömn; Rosa brus natt: För att bestämma inverkan av kontinuerligt rosa brus på sömnen; Trafik + rosa buller natt: simultan trafik och rosa buller vid samma ljudtrycksnivåer som i nätterna med endast trafik och rosa buller, för att fastställa sömnskyddande effekter av rosa buller inför trafikbuller.

Varje natt kommer vi att registrera fysiologisk sömn med polysomnografi (PSG) och hjärtaktivitet med elektrokardiografi (EKG). Varje studiemorgon kommer försökspersonerna att ge ett 2 ml blodprov, kompletta kognitiva tester och svara på frågeformulär och kommer att lämna SEL för att följa sin normala dagtid. De kommer att återvända till SEL kl 20:00 varje kväll för att förbereda sig för sömnmätningar. Koffein kommer att vara förbjudet efter 15:00 och alkohol kommer att vara förbjudet hela tiden. Eftersom ljudinducerad hörseltrötthet kan påverkas av bullerexponering under deltagarnas normala rutiner60 kommer de att bära en bullerdosimeter under studieveckan för att registrera sin bullerexponering dagtid. Eftersom extremt och/eller varierande kostbeteende kan påverka metabolom/lipoproteinprofilen, kommer deltagarna att få vägledning om att de ska äta en liknande kvällsmåltid varje dag av laboratoriestudien, bekräftad med en matdagbok. Själva måltiden i sig kan vara annorlunda för olika studiedeltagare, eftersom studien har en design inom ämnena.

Sömnen kommer att registreras med ambulatorisk polysomnografi (PSG) och hjärtaktivitet med elektrokardiografi (EKG) och fingerpulsfotopletysmogram. Data registreras offline på sömninspelaren och kommer att laddas ner och kontrolleras varje studiemorgon för att säkerställa datakvaliteten. Förutom traditionell sömnanalys utförd av forskargruppen vid Göteborgs universitet, kommer rå PSG-data att användas för att beräkna Odds Ratio Project, ett nytt mått på sömndjup och stabilitet.

Varje morgon i studien kommer försökspersonerna att ge ett 2 ml blodprov för plasmametabolomikanalys. För att säkerställa tillförlitliga data kommer blodprover att tas vid samma tidpunkt varje dag för att mildra dygnseffekter, innan man äter eller dricker något utom vatten, och varje prov kommer att hanteras på samma sätt, dvs. centrifugeras, alikvoteras och förvaras i -80C frysar. Försökspersonerna kommer att äta samma mat varje studiekväll för att mildra effekterna inom ämnets kost på blodmetabolomen.

Varje morgon kommer försökspersonerna att slutföra ett datoriserat kognitivt testbatteri som tar cirka 20 minuter, som inkluderar 10 tester inom en rad kognitiva domäner (motorisk praxis, visuell objektinlärning, fraktal 2-rygg, abstrakt matchning, linjeorientering, känsloigenkänning, matrisresonemang , siffersymbolersättning, ballonganalog risk, psykomotorisk vaksamhet). Kognitionsdata kommer att analyseras för att bestämma nyckelmått på kognitiv hastighet och noggrannhet, justering för övningseffekter och stimulansens svårighetsgrad.

Försökspersoner kommer att fylla i ett batteri av engångsvaliderade frågeformulär för att mäta deras allmänna hälsa (SF-36), kronotyp, ljudkänslighet, vanemässig sömnkvalitet, miljökänslighet och störningar och sömnstörningar av buller. Försökspersonerna kommer också att besvara ett frågeformulär varje studiekväll och morgon, med frågor om sömnighet (Karolinska Sleepiness Scale), hörseltrötthet, sömnstörningar genom buller och validerade sömn- och störningsfrågor.

Försökspersonerna kommer att bära en brusdosimeter under studieveckan för att registrera sin bullerexponering dagtid (endast ljudtrycksnivå, inga faktiska ljudinspelningar).

Deltagarna kommer att bära en handledsaktigrafimonitor kontinuerligt under studieperioden, och även under veckan före studien, för att bekräfta vanliga sömn- och vakentider och för att mäta fysiska aktivitetsnivåer.