Нарушение циркадного ритма у слепых может повлиять на ежедневные функции мозга

Фото из открытых источников

Недавний протокол PLOS ONE исследовал влияние слепоты на процессы сна, сновидения и их связь с пространственным восприятием и памятью. Исследователи разработали протокол BLINDREAM, чтобы улучшить понимание влияния слепоты на процессы сна и пространственное познание.

Ученые были чрезвычайно заинтересованы в изучении того, как сенсорная обработка влияет на сон и влияют ли сенсорные нарушения на этот процесс. Чтобы понять эту связь, слепота послужила прекрасной моделью для исследования роли зрения в процессах сна.

Отсутствие зрения нарушает процессы сна через циркадный ритм, на который влияет цикл день-ночь. Нарушенный циркадный процесс может привести к расстройствам фаз сна, таким как не-24-часовое расстройство сна-бодрствования (N24SWD). Многочисленные исследования показали, что примерно у 72% слепых людей развивается N24SWD из-за несовпадения внутренних циркадных часов и 24-часового дня. Связь между годами, в течение которых человек был слепым, и степенью циркадной десинхронизации остается неясной и недостаточно изученной.

Хотя некоторые исследования показали, что изменения в стадиях сна и микроструктуре происходят из-за потенциальных изменений в структурах мозга, вызванных зрительной депривацией, другие противоречат этому наблюдению. По сравнению со зрячими контрольными лицами, у слепых людей было обнаружено снижение дельта-активности и медленноволнового сна (SWS). Более того, наблюдения относительно измененных характеристик REM (например, альфа-подобного ритма и пилообразных волн) среди слепых людей противоречивы.

Нарушения сна влияют не только на архитектуру сна, но и на многие виды повседневной деятельности. Несколько исследований показали, что нарушения фаз сна отрицательно влияют на бдительность, настроение и выполнение задач у незрячих взрослых. Предыдущие исследования подчеркивали, что недостаток сна влияет на способность человека обрабатывать пространственную информацию. Поэтому крайне важно понять, могут ли механизмы сна еще больше усугубить опыт незрячих людей в области пространственного восприятия и познания.

По сравнению с врожденно слепыми людьми, люди с поздней слепотой, которые испытали некоторый визуальный опыт ранее в жизни, имеют более высокий процент визуального содержания в своих снах, но все равно меньше, чем те, у кого нет никаких нарушений зрения. Сны могут служить формой ментального моделирования, которая интегрирует сенсорный ввод и способствует развитию или укреплению навыков, используемых в повседневной жизни.

Из огромного количества научной литературы авторы выделяют возможность того, что визуальный сенсорный вход может влиять на сны человека, что также связано с его пространственными возможностями. Текущее исследование представляет протокол BLINDREAM, направленный на изучение влияния слепоты на процесс сна, содержание сновидений и их взаимосвязь в пространственном контексте.

Протокол исследования разработан для проверки гипотезы о том, что связь между циркадными расстройствами у слепых участников и потенциальными изменениями в поведенческих задачах зависит от продолжительности и тяжести потери зрения. Кроме того, влияние циркадного сбоя может повлиять на ежедневную производительность.

В этом исследовании также была выдвинута гипотеза о том, что годы зрительной депривации привели к десинхронизации циркадного ритма у людей с врожденной слепотой/тяжелым нарушением зрения (BSI) и у людей с поздним началом слепоты. Более выраженная циркадная десинхронизация может быть связана с плохим пространственным восприятием и выполнением задач памяти у слепых людей. Кроме того, в этом исследовании была выдвинута гипотеза о корреляции между макро- и микроструктурой сна и пространственным восприятием и производительностью памяти.

Текущее исследование также выдвинуло гипотезу, что участники BSI с типично регулируемым циркадным ритмом могут демонстрировать значительные различия по сравнению с контрольной группой, включая паттерны сна, связанные с сенсомоторной обработкой и консолидацией пространственной информации. Была выдвинута гипотеза о связи между частотой воспоминаний о сновидениях и пространственными задачами. Большее присутствие содержания сновидений может быть потенциально связано с лучшими пространственными показателями, что может показать, может ли сенсорное содержание сновидений влиять на способности бодрствования.

Важно отметить, что эта публикация описывает протокол исследования и пока не представляет экспериментальных результатов. Упомянутые гипотезы подлежат проверке посредством многофазного исследования.

Этический комитет одобрил название исследования «Влияние лет слепоты на процессы сна и сновидений и связь с пространственными способностями». Будут собраны данные за одну неделю от сорока взрослых, включая двадцать BSI и двадцать соответствующих по возрасту и биологическому полу зрячих (S) контрольных лиц. Все участники должны быть в возрасте от 18 до 85 лет. Лица с тактильной гиперчувствительностью, нарушениями слуха, принимавшие нейроактивные препараты в течение шести месяцев до начала исследования, а также лица с анамнезом расстройств центральной нервной системы должны быть исключены.

Участник, выбранный для исследования, может отказаться от участия при определенных условиях, например, в случае возникновения логистических или технических проблем. Ученые разделили исследование на три экспериментальных фазы, соответствующих трем отдельным визитам в лабораторию сна больницы IRCCS San Martino, во время которых проводятся различные измерения.

На первом этапе участники будут оценивать качество сна и сновидений с помощью анкет, включая Питтсбургский индекс качества сна (PSQI), опросник утреннего-вечернего сна (MEQ) и шкалу частоты воспоминаний о сновидениях (DRFS) для оценки аспектов, связанных со сновидениями. Кроме того, будет проводиться предварительный скрининговый опросник для прогнозирования N24HSWD у слепых субъектов. Архитектура сна будет оцениваться с помощью домашней полисомнографии (ПСГ) в течение одной ночи. Оценка циркадных ритмов и сновидений будет проводиться на втором этапе, а нейропсихологическая оценка — на третьем этапе.

Согласно плану управления данными, каждому участнику будет присвоен общий буквенно-цифровой код (например, S001) в начале протокола. Экспериментальные данные будут собираться с помощью бумажной формы отчета о случае (CRF) в псевдонимизированном формате и передаваться в защищенную базу данных. Статистический анализ данных будет проводиться с использованием стандартных параметрических и непараметрических тестов с корректировками для множественных сравнений, где это необходимо.

Авторы также признают потенциальные ограничения в исследовании, такие как относительно небольшой размер выборки, сложность полной характеристики нарушений зрения и проблемы использования ЭЭГ низкой плотности для микроструктурного анализа сна. Тем не менее, исследовательский и доказательный характер протокола направлен на предоставление основополагающих идей для будущих исследований.

Текущий протокол исследования направлен на объяснение взаимосвязей между клиническими, психологическими, нейробиологическими и электрофизиологическими факторами, чтобы понять, как слепота влияет на эти взаимосвязанные области. Параллельно изучая ритмы сна, модели сновидений и пространственные способности, исследование предоставит целостную основу для будущих исследований.

Хотя никаких результатов пока не опубликовано, результаты завершенного исследования могут помочь ученым разработать новые реабилитационные стратегии или инструменты для повышения качества жизни и когнитивных функций слепых людей.