睡眠、光线、昼夜节律、中枢氧化应激

数百万美国成年人因社交和工作需求而调整日常睡眠时间。 这些不规律的睡眠安排导致睡眠质量差和睡眠不足。 长期睡眠不足会增加出错、发生事故以及患上包括神经退行性疾病在内的各种健康问题的风险。 不规律睡眠安排导致认知障碍和神经退行性疾病的潜在机制途径尚不明确，本研究将填补这一关键知识空白。 我们的初步数据表明，不规律睡眠安排会导致昼夜节律失调，我们假设这由不规律的光照模式引起。 支持这一假设的是，我们的试点数据显示，实施基于睡眠和昼夜节律的照明（SCIL）可减轻昼夜节律失调并改善认知功能，即使在不规律睡眠时间安排下也是如此。 此外，我们的试点研究表明，更多的睡眠障碍与人类认知功能相关脑区中更多的氧化应激（OS）相关，因此这些区域中更多的氧化应激与更差的认知表现相关。 综上所述，我们的结果表明，与睡眠不足相关的昼夜节律失调和氧化应激可能是不规律睡眠安排导致认知障碍的因果途径，而SCIL可能是一种潜在的应对措施。 因此，本项目的目标是确定慢性可变性睡眠不足（CVSD）作为不规律睡眠安排的模型，对昼夜节律失调、氧化应激和认知的影响。 此外，我们将在CVSD范式（连续两晚3小时睡眠后接一晚8小时恢复睡眠的2个周期）中，探索环境光照的作用以及SCIL条件对神经生理和神经认知结果的影响。 在一项为期7晚的住院研究中，年轻健康成年人将被随机分配到以下四种条件之一：弱光对照（每晚8小时睡眠）、弱光CVSD、室内光CVSD和SCIL CVSD。 主要结果包括昼夜节律相位重置、通过磁共振波谱测量的中枢谷胱甘肽氧化应激以及认知表现。 研究目的包括：（1）确定光照在CVSD中昼夜节律相位重置的因果作用，（2）评估SCIL在CVSD中对昼夜节律相位重置、睡眠和认知的影响，（3）评估CVSD中睡眠不足和昼夜节律相位重置对氧化应激的影响，以及（4）评估CVSD中认知与中枢氧化应激之间的关联。 我们的工作将对两种机制途径——昼夜节律失调和氧化应激——进行全面评估，这两种途径可能导致与不规律睡眠安排相关的认知障碍。 我们期望我们的实验和分析范式能成为基础资源，可扩展到未来研究睡眠不足和不规律睡眠安排相关的认知障碍和神经退行性疾病机制，并通过指导睡眠障碍患者和广大经历慢性可变性睡眠不足的普通人群的治疗策略，产生积极的公共卫生影响。