Ambulante thermoregulatoire systeem identificatie in relatie tot vigilantie en slaperigheid

'Verstoorde vigilantie', waaronder vermoeidheid, slaperigheid en slapeloosheid,
zijn een gemeenschappelijke noemer van functionele beperkingen die de kwaliteit
van leven beïnvloeden in aandoeningen van het centrale zenuwstelsel. De
hersengebieden die betrokken zijn bij slaap en waak regulatie zijn gevoelig
voor temperatuur, dat in evolutionaire zin een van de oudste cyclisch
variërende aspecten van de leefomgeving is. Deze hersengebieden omvatten de
hypothalame suprachiasmatische nucleus (SCN) en het preoptische gebied (POAH);
belangrijke spelers in de regulatie van zowel de temperatuur als alertheid en
waakzaamheid - met aangetoonde overlappende respons voor zelfs individuele
neuronen. We hebben onlangs geconstateerd dat de spontane fluctuatie in
huidtemperatuur - bepaald door thermoregulatoire huiddoorbloeding - een
belangrijke voorspeller is voor schommelingen in de alterheid bij zowel gezonde
controles als narcoleptie patienten. Ook hebben we aangetoond dat milde
manipulaties van de huid temperatuur een prominente effect hebben op slaap en
alertheid.
Men vergeet vaak dat belangrijkste thermoregulatoire regelaar van de mens, de
huid, in feite het grootste orgaan van het lichaam is. Het is dan ook niet
verwonderlijk dat een groot deel van de ganglion motorneuronen gewijd is aan de
regulatie van de doorbloeding van de huid. Bovendien hebben studies gedurende
de laatste decennia aangetoond dat, anders dan gesuggereerd wordt door de
oudere handboeken, de autonome uitstroom niet somatotopisch wordt
gegeneraliseerd, maar juist gedifferentieerd. De sympathische motorneuronen die
het vaatstelsel van de huid innerveren zijn klein en tonen daardoor weinig
integratie, waardoor topografische specificiteit van de huidvasoconstrictie
mogelijk is. Er is dus een gegronde reden om te veronderstellen dat de
spatiotemporele karakterisering van spontane fluctuaties en responses in lokale
vasoconstrictie, en bijgevolg de huidtemperatuur, inzicht kunnen geven in
subtiele afwijkingen in autonoom functioneren.
Deze spatiotemporele fluctuaties en reacties zijn onderdeel van een gesloten
lus die de POAH omvat, zoals eerder genoemd een cruciaal hersengebied met
betrekking tot de slaap-waak regulatie. In het kort, de POAH reguleert huid
vasoconstrictie door aansturing van ganglion motorneuronen via de medulla. De
schommelingen in huidtemperatuur die gepaard gaan met veranderingen in de
doorbloeding van de huid worden waargenomen door een netwerk van
zenuwuiteinden, die terug projecteren naar, o.a. de POAH. Inmiddels is er
aanzienlijk bewijs voor een causale relatie tussen spontane en opgelegde
veranderingen in huidtemperatuur en de variatie in alertheid en slaapkwaliteit
in zowel gezonde proefpersonen alsmede in patienten.
Dit resulteert in de hypothese dat spatiotemporele kenmerken van de
huidtemperatuur mogelijk een ziekte-specifiek zijn en daardoor diagnostische
waarde zouden kunnen hbben. Tevens geven de kenmerken aanwijzingen die kunnen
leiden tot een beter begrip van verstoorde alertheid en slaperigheid in
aandoeningen van het zenuwstelsel. Het huidige protocol streeft naar een
uitgebreid spatiotemporele karakterisering van de huidtemperatuur in zowel
gecontroleerde laboratoriumomstandigheden alsmede onder ambulante
omstandigheden. Een validatie van het ambulante karakterisering door middel
van een vergelijking met de laboratorium metingen zal inzicht moeten geven in
de toepasbaarheid van een ambulante meting als een kostenefficiënt instrument
om neurologisch onderzoek te helpen.

De huidige studie heeft als doel om systematisch te onderzoeken of het
thermoregulatoire profiel van spontane fluctuaties in huidtemperatuur en de
reacties op verstoringen verschilt per diagnose en met individuele verschillen
in de ernst van alertheids klachten.
Secundaire doelstelling is om te bepalen of het profiel van thermoregulatoire
parameters van spontane fluctuaties en reacties op verstoringen zoals verkregen
in het laboratorium kan worden benaderd met behulp van een meer
kostenefficiënte ambulante meting.
Om de relatieve bijdrage van de baroreceptor en huidtemperatuur bepalen aan de
daling van de waakzaamheid die ontstaat door het veranderen van een staande
naar een liggende houding.

Een 7 dagen durende ambulante within-subject observatie periode en 2 lab dagen,
waarvan een gerandomiseerd laboratoriumprotocol van 1 dag. Het lab protocol
bevat manipulaties van licht (dim, helder), temperatuur (mild koeling, milde
opwarming), houding (zitten, liggen), gerandomiseerd over de dag. Op de andere
dag worden de deelnemers voorgelicht over het onderzoek en worden enkele
kortdurende metingen verricht.

Acht van de niet actieve vliegers zullen worden verzocht de slaap in de 4 nachten voorafgaande aan de lab metingen de slaap met 1 uur te verminderen. Acht andere niet actieve vlieger zal worden gevraagd de slaap in de 4 nachten voorafgaande aan de lab metingen met 1 uur te verlengen. De overige vliegers wordt verzocht de gebruikelijke slaapduur niet aan te passen. Voor het lab protocol komen deelnemers naar het instituut om 9:00 en blijven vervolgens tot ongeveer 18:00. Elke deelenemer ondergaat 12 condities. Elke conditite bestaat uit een combinatie van de volgende manipulaties: houdingsverandering (liggen, zitten), milde warme en koude temperatuursveranderingen in de thermoneutrale zone, of geen temperatuur verandering en fel of dim licht. Het thermopak moet geen water bevatten om een goede response te meten van de huidtemperatuur. Daarom worden de manipulaties zonder temperatuur sequentieel afgenomen in een 2 (licht blootstelling) x 2 (houding) factorieel onderzoeksprotocol. Een tweede factorieel protocol wordt afgenomen waarin temperatuur wordt meegenomen 2 (houding) x 2 (licht) x 2 (temperatuur). De volgorde van de condities en de protocollen wordt gerandomiseerd binnen elke groep patiënten. Elke conditie duurt 30 minuten. Gedurende de eerste 19 minuten van elke conditie consumeren deelnemers een isocalorische snack en 100 ml ice tea. Van t= 00:19 tot t = 00:26 doet de deelnemer een reactietaak (psychomotor vigilance task). Daarna scoren deelnemers de subjectieve vermoeidheid, slaperigeheid, stress, thermisch comfort en thermische sensatie. Tot slot wordt rust EEG gemeten gedurende 1 minuut met de ogen dicht en 1 minuut met de ogen open.

De last van deelnemen is het dragen van de ambulante sensoren en het dagelijks
meermaals invullen van een vragenlijst op een mobiele telefoon. De last van het
lab protocol is met name het aanbrengen en dragen van de sensoren (inclusief
een rectale thermistor) en het pak voor de temperatuur manipulatie.
Hier staat een financiële vergoeding tegenover.