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太空飞行压力源后的神经行为变化 (NeuroSTAR)

2026年8月5日 更新者：University of Pennsylvania
本研究旨在通过模拟已知中枢神经系统应激源在受控环境中的影响，以预测并降低太空飞行中的类似风险。 约56名年龄在25-60岁的健康受试者将在实验室中度过约110小时，期间将经历27小时的睡眠剥夺，并在另一日摄入酒精以达到0.08的血酒浓度。 他们将执行认知与感觉运动任务，并接受磁共振成像检查和血液采样。

研究概览

地位

招聘中

条件

干预/治疗

详细说明

本研究旨在在受控环境中调查已知中枢神经系统（CNS）应激源的损害效应，以预测和减轻太空飞行中的类似风险。 最多56名年龄在25-60岁的健康个体将在实验室中度过六天五夜（每天24小时），期间他们将经历27小时的睡眠剥夺，并在另一天摄入酒精以达到0.08的血液酒精浓度（BAC）。 他们还将有一个适应夜晚、一个无白天或夜间干预的对照条件，以及一个睡眠剥夺后的恢复夜晚。 每组中的所有受试者将按相同顺序接受三种条件（睡眠剥夺、酒精摄入和对照），但该顺序将在不同研究运行之间变化。

受试者将在清醒期间进行认知测试和感觉运动任务。 他们将在每种条件下接受一次磁共振成像（MRI）和两次抽血，每位受试者总计三次MRI和六次抽血。 扫描和抽血的时间安排旨在接近预测的最高损害水平，以捕捉应激源与表现之间的剂量-反应关系。 结合在合作机构进行的并行啮齿动物研究（其中啮齿动物暴露于酒精摄入、睡眠剥夺和辐射），这些数据可能使我们能够估算人类暴露于辐射相关的表现下降，以评估太空飞行的辐射风险。

研究类型

介入性

注册 (估计的)

56

阶段

  • 不适用

联系人和位置

本节提供了进行研究的人员的详细联系信息，以及有关进行该研究的地点的信息。

学习联系方式

学习地点

  • 美国
    • Pennsylvania
      • Philadelphia、Pennsylvania、美国、19104
        • 招聘中
        • University of Pennsylvania Perelman School of Medicine
        • 接触：
        • 接触：
        • 首席研究员：
          • Mathias Basner, MD, PhD, MScEpi

参与标准

研究人员寻找符合特定描述的人，称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。

资格标准

适合学习的年龄

  • 成人

接受健康志愿者

是的

描述

纳入标准：

  • 年龄在25-60岁之间。
  • 无妨碍参与的心理、精神或身体疾病。
  • 体重指数（BMI）在18.5至35之间。
  • 自我报告有规律的睡眠时间表；能够在研究期间保持其睡眠时间表。
  • 自我报告每晚睡眠时长为6-8.5小时（通过每日日志验证）。
  • 具备英语读写能力。
  • 能够独立站立长达10分钟，并能将手臂举过头顶。

排除标准：

  • 根据病史和尿液毒理学筛查，过去一年内有酒精或药物滥用史。
  • 根据自我报告，过去一年内可能存在酒精滥用或酗酒行为（AUDIT-C问卷第2题得分高于1分或第3题得分高于2分）。
  • 根据自我报告为酒精未接触者（AUDIT-C问卷第1题得分为0分）。
  • 存在妨碍饮酒的过敏、疾病或情况，包括使用可能干扰研究参与或使受试者参与存在危险的药物或补充剂（处方药或非处方药）（例如，抗胆碱能药物；抗精神病药物；锂；未另行说明的精神药物），或应限制或避免饮酒的情况（例如，美国国家酒精滥用与酒精中毒研究所（NIAAA）“有害相互作用”列表中列出的项目）。
  • 存在妨碍饮酒的文化或个人信仰。
  • 体重指数（BMI）≤18.5或≥35。
  • 当前吸烟/使用烟草产品或使用尼古丁替代疗法。已戒烟≥30天者可能被纳入。
  • 过量摄入咖啡因（>650毫克/天，结合白天规律摄入的所有含咖啡因饮料）。
  • 基于病史、体格检查、血液和尿液化学检查的急性、慢性或衰弱性疾病、主要轴I类精神疾病；或自我报告的神经、精神或其他妨碍参与的疾病史，如神经系统疾病、痴呆、慢性偏头痛或癫痫；恐慌症、双相情感障碍或分裂情感性障碍；睡眠障碍包括失眠、发作性睡病和阻塞性睡眠呼吸暂停；肝、肾或心脏疾病，高血压；传染病；糖尿病；或任何其他建议进行医学监测且可能需要药物治疗和/或生活方式调整，从而妨碍饮酒和/或睡眠干扰的疾病。
  • 根据贝克抑郁量表（Beck，1996）确定当前存在抑郁，总分≥19分或第9题（自杀倾向）得分>0分。
  • 心血管、胃肠道或肌肉骨骼问题，或其他主要疾病，如器官衰竭、癌症或需要吸氧的患者。
  • 既往有或诊断为任何睡眠障碍，包括阻塞性睡眠呼吸暂停（呼吸暂停低通气指数（AHI）≥15次/小时）——来自动态或实验室多导睡眠图；不宁腿综合征或周期性肢体运动障碍；失眠；异态睡眠；基于STOP-BANG问卷（8个问题中至少4个回答“是”）的阻塞性睡眠呼吸暂停高风险；基于剑桥-霍普金斯筛查问卷的不宁腿综合征（RLS）高风险；基于失眠严重程度指数（得分≥22分）的失眠高风险。
  • 当前使用或在过去一个月内使用过处方或非处方助眠药物或兴奋剂（基于自我报告或与研究临床医生的审查）。
  • 存在潜在磁共振成像（MRI）禁忌症史，包括：耳鸣；感音神经性听力损失>30分贝；心脏起搏器或体内除颤器；金属植入物（例如，骨折后的骨科钢板、关节置换物、手术钉或夹、人工心脏瓣膜、支架、腔静脉滤器）；金属碎片（例如，事故后或战争损伤所致）；不可移除的牙套；纹身（某些纹身墨水含有金属颗粒）；永久性化妆；非MRI兼容的宫内避孕器；人工耳蜗（植入式听力装置）；药物泵；针灸针；其他不可移除的异物/物体；怀孕（或其可能性）；既往脑部和/或心脏手术史。
  • 基于自我报告或驾驶模拟器反应的严重晕动病史。
  • 怀孕或目前正在哺乳。有月经者将在筛查期间通过尿液样本进行妊娠测试，因为当前怀孕者无法参与本研究。
  • 自我报告有严重接触性皮炎或对绷带、硅胶、镍或银过敏的个体。
  • 当前从事夜班、轮班、分班或轮换班工作。
  • 计划在研究预定开始日期7天内跨越一个以上时区旅行。
  • 习惯性日间小睡。

学习计划

本节提供研究计划的详细信息，包括研究的设计方式和研究的衡量标准。

研究是如何设计的？

设计细节

  • 主要用途：基础科学
  • 分配：随机化
  • 介入模型：交叉作业
  • 屏蔽：单身的

武器和干预

参与者组/臂
干预/治疗
实验性的：组A：CTRL - ALC - SD1&2
A组将按照以下顺序接受干预措施，在适应夜（晚上11点至次日上午8点）睡眠后：对照组（CTRL）；酒精给药（ALC）；27小时睡眠剥夺（SD1）与睡眠恢复（SD2）。
其他：酒精给药
在酒精摄入条件（ALC）下，受试者将在早晨约十五分钟窗口内摄入酒精，以达到0.08%的血酒精浓度（BAC），具体形式为80度伏特加与果汁或清澈无咖啡因苏打水按1:3比例混合。 具体剂量根据Widmark公式确定，综合考虑每个受试者的体重和性别。 BAC将通过NHTSA认证的证据性呼气测试（EBT）设备测量，该设备测量呼气酒精浓度（BrAC，单位为克/210升呼气）并转换为BAC（单位为g/100ml或g/dl）。 BAC将在每项任务前后进行测量，直至受试者晚上11点就寝，此时其BAC预计达到或接近0.00%。 受试者将接受一次MRI检查（在酒精摄入后不久，预计处于最高醉酒水平时进行，以捕捉损害效应）和两次抽血（早晨和下午）。
其他名称：
  • 酒精
  • 中毒
行为的：睡眠剥夺
在睡眠剥夺条件（SD1&2）下，受试者将从上午8点保持清醒27小时直至次日上午11点（SD1）。 他们将在全天和夜间定期进行测试，并在延长清醒期间进行两次抽血。 受试者在约25小时清醒后将接受MRI检查，随后从上午11点至下午2点有三小时的小睡机会。 之后他们将从下午2点保持清醒至晚上11点进行测试和用餐，然后恢复晚上11点至上午8点的标准睡眠时段（SD2）。 在此期间受试者无法获取咖啡因，且研究期间其他时间也无法获取。
其他名称：
  • 睡眠限制
  • 清醒
其他：对照
在对照条件（CTRL）下，受试者将不进行压力源干预。 他们不会饮酒，并将在标准时间段晚上11点至早上8点之间睡眠。 他们将在全天定期进行测试。 他们将在早晨接受核磁共振成像检查，并进行两次抽血（早晨和下午各一次）。
实验性的：B组：ALC - CTRL - SD1&2
B组将按照以下顺序接受干预措施，在从晚上11点到早上8点的适应夜睡眠之后：酒精给药（ALC）；对照组（CTRL）；27小时睡眠剥夺（SD1）及睡眠恢复（SD2）。
其他：酒精给药
在酒精摄入条件（ALC）下，受试者将在早晨约十五分钟窗口内摄入酒精，以达到0.08%的血酒精浓度（BAC），具体形式为80度伏特加与果汁或清澈无咖啡因苏打水按1:3比例混合。 具体剂量根据Widmark公式确定，综合考虑每个受试者的体重和性别。 BAC将通过NHTSA认证的证据性呼气测试（EBT）设备测量，该设备测量呼气酒精浓度（BrAC，单位为克/210升呼气）并转换为BAC（单位为g/100ml或g/dl）。 BAC将在每项任务前后进行测量，直至受试者晚上11点就寝，此时其BAC预计达到或接近0.00%。 受试者将接受一次MRI检查（在酒精摄入后不久，预计处于最高醉酒水平时进行，以捕捉损害效应）和两次抽血（早晨和下午）。
其他名称：
  • 酒精
  • 中毒
行为的：睡眠剥夺
在睡眠剥夺条件（SD1&2）下，受试者将从上午8点保持清醒27小时直至次日上午11点（SD1）。 他们将在全天和夜间定期进行测试，并在延长清醒期间进行两次抽血。 受试者在约25小时清醒后将接受MRI检查，随后从上午11点至下午2点有三小时的小睡机会。 之后他们将从下午2点保持清醒至晚上11点进行测试和用餐，然后恢复晚上11点至上午8点的标准睡眠时段（SD2）。 在此期间受试者无法获取咖啡因，且研究期间其他时间也无法获取。
其他名称：
  • 睡眠限制
  • 清醒
其他：对照
在对照条件（CTRL）下，受试者将不进行压力源干预。 他们不会饮酒，并将在标准时间段晚上11点至早上8点之间睡眠。 他们将在全天定期进行测试。 他们将在早晨接受核磁共振成像检查，并进行两次抽血（早晨和下午各一次）。
实验性的：C组：SD1&2 - 对照 - ALC
C组将按照以下顺序接受干预，在适应夜（晚上11点至次日上午8点睡眠）后进行：27小时睡眠剥夺（SD1）与睡眠恢复（SD2）；酒精干预（ALC）；对照组（CTRL）。
其他：酒精给药
在酒精摄入条件（ALC）下，受试者将在早晨约十五分钟窗口内摄入酒精，以达到0.08%的血酒精浓度（BAC），具体形式为80度伏特加与果汁或清澈无咖啡因苏打水按1:3比例混合。 具体剂量根据Widmark公式确定，综合考虑每个受试者的体重和性别。 BAC将通过NHTSA认证的证据性呼气测试（EBT）设备测量，该设备测量呼气酒精浓度（BrAC，单位为克/210升呼气）并转换为BAC（单位为g/100ml或g/dl）。 BAC将在每项任务前后进行测量，直至受试者晚上11点就寝，此时其BAC预计达到或接近0.00%。 受试者将接受一次MRI检查（在酒精摄入后不久，预计处于最高醉酒水平时进行，以捕捉损害效应）和两次抽血（早晨和下午）。
其他名称：
  • 酒精
  • 中毒
行为的：睡眠剥夺
在睡眠剥夺条件（SD1&2）下，受试者将从上午8点保持清醒27小时直至次日上午11点（SD1）。 他们将在全天和夜间定期进行测试，并在延长清醒期间进行两次抽血。 受试者在约25小时清醒后将接受MRI检查，随后从上午11点至下午2点有三小时的小睡机会。 之后他们将从下午2点保持清醒至晚上11点进行测试和用餐，然后恢复晚上11点至上午8点的标准睡眠时段（SD2）。 在此期间受试者无法获取咖啡因，且研究期间其他时间也无法获取。
其他名称：
  • 睡眠限制
  • 清醒
其他：对照
在对照条件（CTRL）下，受试者将不进行压力源干预。 他们不会饮酒，并将在标准时间段晚上11点至早上8点之间睡眠。 他们将在全天定期进行测试。 他们将在早晨接受核磁共振成像检查，并进行两次抽血（早晨和下午各一次）。
实验性的：D组：CTRL - SD1&2 - ALC
D组将按照以下顺序接受干预，在适应期夜间睡眠（晚上11点至次日上午8点）后进行：对照组（CTRL）；睡眠剥夺27小时（SD1）并随后进行睡眠恢复（SD2）；酒精摄入（ALC）。
其他：酒精给药
在酒精摄入条件（ALC）下，受试者将在早晨约十五分钟窗口内摄入酒精，以达到0.08%的血酒精浓度（BAC），具体形式为80度伏特加与果汁或清澈无咖啡因苏打水按1:3比例混合。 具体剂量根据Widmark公式确定，综合考虑每个受试者的体重和性别。 BAC将通过NHTSA认证的证据性呼气测试（EBT）设备测量，该设备测量呼气酒精浓度（BrAC，单位为克/210升呼气）并转换为BAC（单位为g/100ml或g/dl）。 BAC将在每项任务前后进行测量，直至受试者晚上11点就寝，此时其BAC预计达到或接近0.00%。 受试者将接受一次MRI检查（在酒精摄入后不久，预计处于最高醉酒水平时进行，以捕捉损害效应）和两次抽血（早晨和下午）。
其他名称：
  • 酒精
  • 中毒
行为的：睡眠剥夺
在睡眠剥夺条件（SD1&2）下，受试者将从上午8点保持清醒27小时直至次日上午11点（SD1）。 他们将在全天和夜间定期进行测试，并在延长清醒期间进行两次抽血。 受试者在约25小时清醒后将接受MRI检查，随后从上午11点至下午2点有三小时的小睡机会。 之后他们将从下午2点保持清醒至晚上11点进行测试和用餐，然后恢复晚上11点至上午8点的标准睡眠时段（SD2）。 在此期间受试者无法获取咖啡因，且研究期间其他时间也无法获取。
其他名称：
  • 睡眠限制
  • 清醒
其他：对照
在对照条件（CTRL）下，受试者将不进行压力源干预。 他们不会饮酒，并将在标准时间段晚上11点至早上8点之间睡眠。 他们将在全天定期进行测试。 他们将在早晨接受核磁共振成像检查，并进行两次抽血（早晨和下午各一次）。
实验性的：E组：ALC - SD1&2 - CTRL
E组将按照以下顺序接受干预，在适应夜睡眠（晚上11点至次日上午8点）后进行：酒精给药（ALC）；27小时睡眠剥夺（SD1）及睡眠恢复（SD2）；对照组（CTRL）。
其他：酒精给药
在酒精摄入条件（ALC）下，受试者将在早晨约十五分钟窗口内摄入酒精，以达到0.08%的血酒精浓度（BAC），具体形式为80度伏特加与果汁或清澈无咖啡因苏打水按1:3比例混合。 具体剂量根据Widmark公式确定，综合考虑每个受试者的体重和性别。 BAC将通过NHTSA认证的证据性呼气测试（EBT）设备测量，该设备测量呼气酒精浓度（BrAC，单位为克/210升呼气）并转换为BAC（单位为g/100ml或g/dl）。 BAC将在每项任务前后进行测量，直至受试者晚上11点就寝，此时其BAC预计达到或接近0.00%。 受试者将接受一次MRI检查（在酒精摄入后不久，预计处于最高醉酒水平时进行，以捕捉损害效应）和两次抽血（早晨和下午）。
其他名称：
  • 酒精
  • 中毒
行为的：睡眠剥夺
在睡眠剥夺条件（SD1&2）下，受试者将从上午8点保持清醒27小时直至次日上午11点（SD1）。 他们将在全天和夜间定期进行测试，并在延长清醒期间进行两次抽血。 受试者在约25小时清醒后将接受MRI检查，随后从上午11点至下午2点有三小时的小睡机会。 之后他们将从下午2点保持清醒至晚上11点进行测试和用餐，然后恢复晚上11点至上午8点的标准睡眠时段（SD2）。 在此期间受试者无法获取咖啡因，且研究期间其他时间也无法获取。
其他名称：
  • 睡眠限制
  • 清醒
其他：对照
在对照条件（CTRL）下，受试者将不进行压力源干预。 他们不会饮酒，并将在标准时间段晚上11点至早上8点之间睡眠。 他们将在全天定期进行测试。 他们将在早晨接受核磁共振成像检查，并进行两次抽血（早晨和下午各一次）。
实验性的：F组：SD1&2 - ALC - CTRL
F组将按照以下顺序接受干预，首先在晚上11点至早上8点进行适应性夜间睡眠：27小时睡眠剥夺（SD1）与睡眠恢复（SD2）；酒精给药（ALC）；对照组（CTRL）。
其他：酒精给药
在酒精摄入条件（ALC）下，受试者将在早晨约十五分钟窗口内摄入酒精，以达到0.08%的血酒精浓度（BAC），具体形式为80度伏特加与果汁或清澈无咖啡因苏打水按1:3比例混合。 具体剂量根据Widmark公式确定，综合考虑每个受试者的体重和性别。 BAC将通过NHTSA认证的证据性呼气测试（EBT）设备测量，该设备测量呼气酒精浓度（BrAC，单位为克/210升呼气）并转换为BAC（单位为g/100ml或g/dl）。 BAC将在每项任务前后进行测量，直至受试者晚上11点就寝，此时其BAC预计达到或接近0.00%。 受试者将接受一次MRI检查（在酒精摄入后不久，预计处于最高醉酒水平时进行，以捕捉损害效应）和两次抽血（早晨和下午）。
其他名称：
  • 酒精
  • 中毒
行为的：睡眠剥夺
在睡眠剥夺条件（SD1&2）下，受试者将从上午8点保持清醒27小时直至次日上午11点（SD1）。 他们将在全天和夜间定期进行测试，并在延长清醒期间进行两次抽血。 受试者在约25小时清醒后将接受MRI检查，随后从上午11点至下午2点有三小时的小睡机会。 之后他们将从下午2点保持清醒至晚上11点进行测试和用餐，然后恢复晚上11点至上午8点的标准睡眠时段（SD2）。 在此期间受试者无法获取咖啡因，且研究期间其他时间也无法获取。
其他名称：
  • 睡眠限制
  • 清醒
其他：对照
在对照条件（CTRL）下，受试者将不进行压力源干预。 他们不会饮酒，并将在标准时间段晚上11点至早上8点之间睡眠。 他们将在全天定期进行测试。 他们将在早晨接受核磁共振成像检查，并进行两次抽血（早晨和下午各一次）。

研究衡量的是什么？

主要结果指标

结果测量
措施说明
大体时间
精神运动警觉任务（PVT）失误次数
大体时间：从研究第2天至研究第6天（包括三种条件：ALC、CTRL、SD1&2）。
认知测试组中的精神运动警觉任务（PVT）是一项持续3分钟的任务，记录对视觉刺激的反应时间，已被验证为警觉注意力的敏感测量指标。 受试者被要求监视屏幕上的空白框，并在毫秒计数器出现在框中并开始递增时按下空格键。 框会显示一秒钟的反应时间，然后重置，刺激间隔随机在2-5秒之间。 失误被定义为反应时间大于或等于355毫秒。 结果以失误次数报告，并附有受损状态和非受损对照状态的标准差。 失误越多表明受损程度越大。
从研究第2天至研究第6天（包括三种条件：ALC、CTRL、SD1&2）。

次要结果测量

结果测量
措施说明
大体时间
认知测试电池速度
大体时间：从研究第2天至研究第6天（包括所有三种条件：ALC、CTRL、SD1&2）。

一个代表10项认知任务反应时间的单一变量，这些任务覆盖了具有已知大脑表征的一系列认知领域。 受试者在清醒期间大约每三小时完成一次测试。 测试分数根据练习和刺激集效应进行调整，并基于所有测试的平均值和标准差进行z转换。 认知领域的速度通过10项测试的z分数平均值计算得出。 分数越高表示速度越快。 最终测量结果报告为z分数的最小二乘均值。

分数在-0.2到+0.2之间表明对速度没有影响（0=总体平均值）。 更负的分数表明更大的负面影响（即： 分数在-0.2到-0.5之间表示稍慢；-0.5到-0.8之间表示中等程度减慢；超过-0.8的分数表示显著减慢）。

更正值的分数表明更大的正面影响（即： 分数在+0.2到+0.5之间表示稍快；+0.5到+0.8之间表示中等程度加快；高于+0.8 表示显著加快）。
从研究第2天至研究第6天（包括所有三种条件：ALC、CTRL、SD1&2）。
认知测试组合准确性
大体时间：从研究第2天到研究第6天（包括所有三种条件：ALC、CTRL、SD1&2）。

一个单一变量，代表涵盖一系列具有已知大脑表征的认知领域的10项认知任务的准确性。 测试分数经过练习和刺激集效应的调整，并根据所有测试的平均值和标准差进行Z转换。 跨认知领域的准确性通过平均10项测试的Z分数来计算。 分数越高反映准确性越好。 最终测量值报告为Z分数的最小二乘均值。

分数在-0.2到+0.2之间表明对准确性没有影响（0=总体均值）。 更负的分数表明更大的负面影响（即，分数在-0.2到-0.5之间意味着准确性稍差；-0.5到-0.8之间意味着准确性中等较差；超过-0.8的分数意味着准确性显著较差）。

更正分数表明更大的积极影响（即，分数在+0.2到+0.5之间意味着准确性稍好；+0.5到+0.8之间意味着准确性中等较好；超过+0.8意味着准确性显著较好）。
从研究第2天到研究第6天（包括所有三种条件：ALC、CTRL、SD1&2）。

合作者和调查者

在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。

赞助

University of Pennsylvania

合作者

University of Florida
University of Nevada, Las Vegas
Loma Linda University
Uniformed Services University of the Health Sciences
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Cornell University/Weill Cornell Medical Center

调查人员

  • 首席研究员：Mathias Basner, MD, PhD, MScEpi、University of Pennsylvania

出版物和有用的链接

负责输入研究信息的人员自愿提供这些出版物。这些可能与研究有关。

一般刊物

研究记录日期

这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查，以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。

研究主要日期

学习开始 (估计的)

2026年8月4日

初级完成 (估计的)

2029年12月1日

研究完成 (估计的)

2029年12月1日

研究注册日期

首次提交

2025年12月5日

首先提交符合 QC 标准的

2025年12月5日

首次发布 (实际的)

2025年12月19日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2026年8月6日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2026年8月5日

最后验证

2026年8月1日

更多信息

与本研究相关的术语

其他相关的 MeSH 术语

其他研究编号

  • 858402
  • 80JSC024NA001-NSCOR (其他赠款/资助编号：NASA)

计划个人参与者数据 (IPD)

计划共享个人参与者数据 (IPD)？

未定

药物和器械信息、研究文件

研究美国 FDA 监管的药品

不

研究美国 FDA 监管的设备产品

不

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