NASAs Sleep Doc

Søvn astronauter om bord den siste romferd av Atlantis ble avbrutt av en alarm som forteller plass mannskap som en av de viktigste datamaskiner hadde mislyktes. Astronautene var i stand til raskt å fikse feil, men ikke uten å måtte møte en hyppig problem i rommet — forstyrret søvn. Avbrutt søvn på romferder har lenge vært på radar av NASA. Nå, med avtroppende av romfergeprogrammet, søvnforskere, under ledelse av Smith L. Johnston, MD, ser frem til en ny æra av etterforskning for å låse opp hemmeligheter i søvn i verdensrommet. "Som en flytur lege, har Smith vært veldig mye i frontlinjen for å prøve å finne ut hvordan å håndtere sove på en effektiv måte i romfart," sier David F. Dinges, PhD, professor og sjef for Division of Sleep og kronobiologi, Department of Psychiatry, University of Pennsylvania. "Jeg tror de fleste av oss ser på ham som en av de, om ikke den mest, engasjert fly leger i området for å prøve å sikre astronauter få sunn søvn før, under og etter romfart." Visning som medisinsk offiser og flight kirurg for NASA Johnson Space Center i løpet av de siste 17 årene, sier Johnston, "Det er min jobb å sikre at enkeltpersoner i verdensrommet er sunt. Når det gjelder søvn, er det mitt ansvar å bruke alt i vår armamentarium å gjøre at astronautene kan sove og skifte mens i bane. "astronauter er opp mot en rekke faktorer når du prøver å sove i rommet. For en, hver gang astronauter i bane rundt jorden, det er en 90-minutters lys /mørke syklus, noe som betyr at i løpet av romfart mannskapet erfaringer ca 16 "solnedganger" per dag. På grunn av dette lys /mørk timeplan, kan astronautenes døgnrytme bli kastet av. "Døgnrytme kan bli forskjøvet når du har disse 90-minutters lys /mørke sykluser sender feilaktig tidsbestemte signaler til klokken i hjernen," sier Laura K. Barger, PhD, instruktør i medisin, Harvard Medical School. "På grunn av dette, kan astronautene ikke være i stand til å opprettholde innretting med 24-timers dag. Hvis døgnrytme ikke er synkronisert til det ytre miljø, har du problemer med å sove," sier Barger, som også er førsteamanuensis fysiolog, Seksjon for Sleep Medicine, Department of Medicine, Brigham and Women Hospital, Boston. Den fysiske sovemiljø er også en utfordring. Siden det ikke er noen tyngdekraft og astronauter ville være flytende på annen måte, blir de velcroed til veggen under søvn. "Å måtte sove i en pose velcroed til veggen, som er egentlig hva som skjer, er det fysiske miljøet," sier Steven W. Lockley, PhD, assisterende professor i medisin, Harvard Medical School. "Det er ofte mye støy, er det ofte ganske varmt, og det er ofte mye eksternt lys, så det fysiske miljøet er ganske vanskelig for folk å sove i," legger Lockley, som også er førsteamanuensis hjerneforsker, Division of Sleep Medicine, Department of Medicine, Brigham and Women Hospital. Legge til disse forstyrrelsene er de uvanlige skiftordninger som astronauter kan jobbe mens i verdensrommet, noe som ville føre til de samme problemene som skiftarbeidere har på jorden. Astronauter ofte møter smell skift – alvorlige endringer i sove /våkne mønstre grunn docking eller å måtte utføre en kritisk operasjon. Slike endringer tvinger mannskapet å holde seg våken, selv om deres døgnrytme signaliserer at det er på tide å sove. "Selv unngår smell skift er foretrukket, kan et mannskap har en slem skift når shuttle dokker med den internasjonale romstasjonen (ISS), og deretter må være på den tiden, og da må være på et annet slam skift når shuttle blader," sier Johnston. Alle disse faktorene legger opp, øker potensialet for søvnmangel og for driftsfeil. Bakkebasert forskning har vist at det i mindre enn en uke av 4 til 6 timer søvn per dag (som er typisk hva astronauter opplever), nedskrivninger og lærevansker begynne å skje. En annen studie fra Dinges 'laboratorium ved Van Dongen et al viste at kognitiv ytelse og arbeidsminne falt etter fagene sov bare 4 eller 6 timer per dag for flere påfølgende dager. Deltakere som sov bare fire timer ble svekket i 6 dager, og anses alvorlig svekket i 11 dager. Deltakere som sov 6 timer ble svekket i 7 dager. Studier har også likhetstegn mellom ytelse etter søvnmangel til ytelse i beruset tilstand. Forskere har vist at ytelsen etter begrensende søvn til 4 til 5 timer per natt for 7 dager eller holde seg våken for 17,7 til 19,7 timer ble tilsvarende ytelse med en alkoholpromille på 0,1% .I for å redusere søvnmangel og dens innvirkning på plass oppdrag, fungerer Johnston med en gruppe av søvnforskere som spesialiserer seg på en rekke søvn medisin disipliner for å hjelpe NASA å forstå søvn i verdensrommet og implementere sove helse praksis for transport oppdrag og mens ombord den internasjonale romstasjonen. PLANLEGGING TOOLSTwo av disse forskerne er David F. Dinges og Hans Van Dongen, PhD, forskning professor og assisterende direktør, Sleep and Performance Research Center ved Washington State University. Van Dongen og Dinges utviklet Astronaut Planleggingsassistent – programvare basert på en matematisk modell av søvn og biologiske effekter på ytelse, for å gjøre spådommer om når ytelsen vil endre seg og i hvilken retning, fra verre til bedre, basert på samspillet mellom den homeostatiske stasjonen for søvn og biologiske system. "Det er viktig at vi ikke vente til noen er ekstremt trøtt, ekstremt søvn fratatt, eller veldig sliten og har problemer med å utføre," Dinges sier. "Faktisk hva vi virkelig ønsker å gjøre er å finne måter å bruke modeller og forebyggende strategier som profylaktisk søvn, i forbindelse med sporingsteknologien, for å avgjøre når tretthet er til stede i rommet, og deretter iverksette akutte tiltak for å dempe den." Mange verktøy som ligner på Astronaut Planleggingsassistent utviklet av Van Dongen og Dinges blir brukt i varierte grader, men mer forskning er nødvendig før modeller som forutsier astronaut ytelse i forhold til tretthet og døgn desynkronisering brukes i verdensrommet. "Ytterligere validering av matematiske modeller er nødvendig, men de er absolutt en meget lovende avenue av teknologi for å prøve å hjelpe administrere trøtthet i miljøer som romfart," sier Dinges. ACTIGRAPHYSimilar til matematiske planlegging verktøy, har forskning ved hjelp actigraphy løftet for fremtidige studier om effekten av romfart på søvn. På de tidlige stadiene av søvnen forskning i romfart, ble standard polysomnografi ansatt. Mens drive slik forskning var mulig, det var dyrt og tidkrevende. Ved hjelp av standard polysomnografi også begrenset hvor mye data som kan samles på astronauter og derfor gjorde det vanskelig for forskerne å trekke konklusjoner. Resultater funnet ved hjelp av standard polysomnografi ble også tolket som oppdrag avhengig. På grunn av disse faktorene, forskere og NASA bestemte seg for å ansette actigraphy å maksimere mengden av data samlet mens kostnader og tid minimeres. Foreløpige resultater fra en studie ved hjelp actigraphy har anslått at under flyturen shuttle mannskapet sover i gjennomsnitt ca 6 timer hver kveld og ca 7 timer +/- en time i den første uken etter flight.4 Tidlige funn involvert en analyse av 23 astronauter i løpet ni oppdrag. Ved hjelp actigraphy blir baseline data samlet inn for 2 uker 90 dager før oppskytingen av en romferge. Data blir deretter samlet inn fra 11 dager før shuttle tar av før lansering, i flukt, og for en uke etter shuttle lander. Ansette actigraphs har forskere også funnet ut at søvnkvaliteten er hemmet når shuttle mannskap står overfor et kritisk oppdrag som en romvandring (EVA). Ved å analysere data på ni besetningsmedlemmer fra fem oppdrag som var involvert i en slik oppgave, fant de at gjennomsnittlig total søvntid kvelden før den kritiske oppdraget var 5,6 timer +/- 1,1 hours.Using actigraphy, kan resultatet også bli videreformidlet til ISS mannskap slik at de kan faktor i søvne når du utfører EVA. "Vi har funnet det å være svært nyttig," sier Barger om actigraphy. "Faktisk har vi fått informasjon ned fra stasjonen og sendte den tilbake til astronautene, via mannskapet kirurger, for å gi dem tilbakemelding på hvor mye søvn de får før noen kritiske oppgaver som plassen spaserturer eller EVA. " Johnston har referert til actigraphy som å være i stand til å overvåke en "ekstra vitale tegn." Planer om å gjøre actigraphy en operativ kravet er på trappene. Sammen med søvn logger, kan actigraphy hjelpe forskere finne ut trender i forstyrret søvn for å iverksette mottiltak som lysterapi.

Finn mer informasjon om Sleep omtale