Effecten van een middagwandeling onder verschillende lichtomstandigheden op alertheid, slaapkwaliteit en -waarneming

Zonlicht is één van de meest belangrijke tijdsindicatoren in mensen om de
interne klok te synchroniseren met de 24 uur-dag: licht kan endogene
oscillatoren in de Suprachiasmatische Nucleus (SCN) synchroniseren met de
dag-nacht cyclus. De activiteit van de SCN verandert gedurende de dag en nacht.
Gedurende de dag, wanneer intrinsically photosensitive retinal ganglion cells
(ipRGCs) geactiveerd zijn door verschillende hoeveelheden en golflengten licht,
is SCN activiteit hoog, wat gepaard gaat met verhoogde alertheid en
onderdrukking van het nachtelijk hormoon melatonine. Gedurende de nacht,
wanneer er geen licht is, is er minder SCN activiteit, waardoor mensen vaak
minder alert zijn. Dit gaat gepaard met een toename in melatonine
concentraties.
Slaap wordt gereguleerd door een combinatie van circadiane en homeostatische
processen. Hoe deze processen zich tot elkaar verhouden, wordt beschreven in
het twee-processen model, wat aangeeft dat slaap bestaat uit een homeostatische
component, welke bijhoudt hoeveel slaap nodig is, en een circadiaan proces,
welke bepaalt wanneer je moet slapen. De twee processen samen beïnvloeden slaap
architectuur, timing, duur en kwaliteit. EEG wordt vaak gebruikt als
meetinstrument om slaap stadia vast te stellen, aangezien de hersengolven die
hiermee gemeten worden de verschillende slaap stadia kunnen reflecteren. Slaap
kan ingedeeld worden in vier fasen, drie stadia van non-REM slaap en één
stadium REM slaap.
Er zijn al veel experiment gedaan om te onderzoeken hoe de klok van fase kan
veranderen door licht, maar minder onderzoek is gedaan naar de effecten van
licht op andere processen die niet geassocieerd zijn met zien en de
homeostatische slaap druk. Voorgaande onderzoeken hebben een positief effect
van daglicht laten zien op alertheid, subjectieve slaap kwaliteit en duur. Een
ander onderzoek, uitgevoerd door de Chronobiologie afdeling van de
Rijksuniversiteit Groningen, suggereert ook een link tussen licht blootstelling
en slaap architectuur. Ook fysieke activiteit lijkt hier een rol in te spelen;
over het algemeen wordt aangenomen dat een avondwandeling een positief effect
heeft op slaap.

Om vast te stellen of drie uur aaneengesloten daglicht gecombineerd met
activiteit, subjectieve alertheid en zowel subjectieve als objectieve slaap
kunnen verbeteren.

Het onderzoek heeft een binnen de proefpersonen opzet en zal een veldstudie
zijn.
Proefpersonen zullen een avond onder dimlicht omstandigheden thuis doorbrengen,
om hun Dim Light Melatonin Onset (DLMO) te bepalen. Dit is noodzakelijk om hun
klok fase vast te stellen, wat noodzakelijk is om te bepalen op welk tijdstip
van de dag ze blootgesteld moeten worden aan zonlicht. DLMO wordt bepaald aan
de hand van 5 speekselmonsters die elk uur worden genomen, vanaf 6 uur voor de
normale bedtijd (bepaald uit de Münich Chronotype Questionnaire). Daarnaast
worden proefpersonen gevraagd om elke keer wanneer ze een speekselmonster
nemen, een alertheidsvragenlijst in te vullen via hun telefoon. Er is een
sterke correlatie tussen DLMO en Core Body Temperature (CBT), beschreven door
de volgende formule: CBTminimum=(DLMO-20)*1,25+317. Vanuit de CBTminimum kan
het tijdstip van het experiment worden bepaald. Op de dag van DLMO bepaling
(vanaf ontwaken tot en met het gaan slapen) mogen proefpersonen geen cafeïne of
alcohol drinken, bananen of chocola eten of drugs gebruiken.

Proefpersonen zullen daarna nog tweemaal deelnemen, gescheiden door precies één
week. Ze zullen tweemaal een wandeling van 3 uur maken, éénmaal zullen zij
hierbij een bril dragen die bedekt is met neutral densitiy filters (die de
licht intensiteit verminderen maar de spectrale compositie niet aanpassen, deze
bril zullen ze gedurende de gehele wandeling dragen), de andere keer hoeven ze
deze bril niet te dragen. De volgorde van interventie wordt per proefpersoon
gerandomiseerd.
Proefpersoon komen naar de Rijksuniversiteit Groningen 30 minuten voordat ze
moeten starten met de wandeling (wat bepaald is uit DLMO - CBT relatie). Ze
ontvangen daar een actiwatch die activiteit en lichtblootstelling bijhoudt, om
naderhand te kunnen controleren of proefpersonen het protocol hebben gevolgd.
Ook zullen zij light watchers rond de nek dragen, om de spectrale compositie
van het licht vast te stellen. Na 3 uur wandelen, wat op een zelf gekozen route
mag zijn, zullen proefpersonen terug komen naar de Rijksuniversiteit Groningen
(wat het start en eindpunt is van de wandeling). Hier zullen ze de actiwatch en
light watchers inleveren. Actiwatch data zal onmiddellijk gecheckt worden om
vast te stellen of proefpersonen het protocol hebben gevolgd. Wanneer dit zo
is, mogen proefpersonen naar huis gaan om daar, 6 uur voor de normale bedtijd,
wederom in dim licht te zitten en nogmaals een DLMO bepaling te doen. Dit wordt
gedaan om te controleren dat de interventie inderdaad de klok niet heeft
verschoven. Tijdens deze DLMO bepaling zullen elektrodes op 8 plaatsen op hun
schedel worden geplakt. Ook zullen zij een logger krijgen die de waardes van de
elektrodes registreert. Na DLMO bepaling mogen proefpersonen gaan slapen op een
tijdstip dat zij prefereren. Wanneer proefpersonen ontwaken, wordt hun gevraagd
een vragenlijst aangaande hun slaapkwaliteit in te vullen. Ook vullen zij
nogmaals een vragenlijst in die naar hun alertheid vraagt. Daarna zal de
onderzoeker langs komen om de elektrodes te verwijderen. Een week later zal
hetzelfde protocol herhaald worden met de andere interventie.

Er zijn geen risico's verbonden aan deelname, aangezien de lichtcondities
natuurlijk zijn en we hier regelmatig aan blootgesteld worden.
Een mogelijk nadeel voor de proefpersonen zou kunnen zijn dat ze 3
aaneengesloten uren moeten wandelen, ongeacht het weer. Dit kan als nadelig
worden ervaren. Daarnaast zullen ze 3 dagen geen cafeïne bevattende drankjes,
bananen of chocolade mogen eten, aangezien deze de DLMO bepaling kunnen
beïnvloeden.