Principale Proponente (Tutor): Dott.ssa Katia Mattarozzi. Membro: Prof.ssa Maria Paola Zamagni

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1 Principale Proponente (Tutor): Dott.ssa Katia Mattarozzi Membro: Prof.ssa Maria Paola Zamagni Titolo dello Studio: Qualità del sonno e benessere percepito: uno studio per la valutazione delle applicazioni dedicate al monitoraggio del sonno notturno A. PROGETTO DI RICERCA BACKGROUND È ormai consolidato che il sonno rivesta un importanza cruciale per assicurare buoni livelli di benessere psicofisiologico e un ottimale funzionamento cognitivo durante la veglia (per una rassegna, si veda Diekelmann, 2014). Se non si raggiunge una quantità (e una qualità) di sonno sufficiente, possono risultare deficitarie diverse funzioni cognitive, quali attenzione, linguaggio, ragionamento, capacità decisionale, apprendimento e memoria, così come la regolazione emozionale (si vedano le rassegne di Durmer and Dinges, 2005; Killgore, 2010; Jackson et al., 2013). In virtù di tali effetti, sembra di fondamentale importanza promuovere negli individui una maggiore consapevolezza delle proprie abitudini di sonno, fornendo loro la possibilità di monitorare e valutare non solo la propria quantità di sonno, ma anche la qualità (i.e., profondità del sonno, continuità, assenza di frammentazione) che caratterizza il sonno di ogni notte. A questo proposito, la valutazione delle applicazioni per il monitoraggio del sonno è stata oggetto di una recente rassegna (Behar et al., 2013), in cui è stato messo in evidenza come tali applicazioni non debbano essere considerati dispositivi medici e, dunque, non possano essere in nessun caso sostitutivi di percorsi diagnostici per la rilevazione e il monitoraggio di disturbi del sonno (quali insonnia, apnea ostruttiva del sonno e narcolessia). Tuttavia, tali applicazioni sono particolarmente diffuse e si può ipotizzare che possano costituire uno strumento efficace nell aiutare l individuo (essenzialmente sano, vale a dire non affetto da disturbi del sonno conclamati) a: 1. monitorare il proprio sonno notturno; 2. migliorare le proprie abitudini inerenti la gestione del ciclo sonnoveglia (incrementando la cosiddetta «igiene del sonno», mantenendo costanti l ora di addormentamento e risveglio, scegliendo supporti che consentano un sonno ristorativo, evitando il consumo di sostanze eccitanti nelle ore serali ); 3. scegliere di svegliarsi quando dovrebbe essere massima la propensione al risveglio e la conseguente reattività psicofisiologica, ovvero durante l emergere del sonno leggero (stadio 1 del mattino) o comunque al compimento di un ciclo completo di sonno. OBIETTIVO La presente ricerca si propone dunque lo scopo di valutare l effettiva efficacia di quattro delle applicazioni più diffuse su supporto Iphone (Sleep Cycle; Sveglia intelligente; Sense by Hello; axbo) nel consentire all individuo di monitorare il proprio sonno, definendo l efficacia in termini di:

2 A. Validità concomitante delle applicazioni nel fornire dati inerenti i parametri del sonno: i risultati forniti (stadi e cicli notturni, stadio al risveglio) verranno comparati a quelli rilevati mediante ACTIGRAFIA (braccialetto da indossare quotidianamente, in grado di rilevare i macro e i micro-movimenti dell individuo e risalire allo stadio di sonno in funzione della tensione muscolare; una precedente ricerca sperimentale (Natale et al., 2012) ha mostrato una buona convergenza dei parametri del sonno rilevati mediante actigrafia e acceleromentro dell Iphone) e a quelli derivati dall utilizzo di una recente tecnologia sviluppata per il monitoraggio domiciliare degli stadi di sonno [wireless dry headband technology (WS) for automatic sleep monitoring (Zeo, Inc., Newton, MA], che si è rivelata a sua volta dotata di buona validità convergente nella stadiazione del sonno rispetto all elettropoligrafia (Tonetti et al., 2013); B. Efficacia percepita dal soggetto in termini di maggiore reattività al risveglio, diminuita sonnolenza e inerzia da sonno: i partecipanti dovranno compilare, immediatamente dopo il risveglio, scale di sonnolenza (Epworth Sleepiness Scale (ESS), 1991) e di efficienza psicofisiologica; C. Validità predittiva rispetto a un incremento nella qualità del sonno percepita e all igiene del sonno: le abitudini e la soddisfazione del partecipante per il proprio sonno verranno monitorate attraverso la compilazione di diari del sonno, in cui si riportano orario di messa a letto, orario di risveglio, presenza di risvegli notturni, difficoltà di addormentamento, episodi di parasonnie (i.e., alterazioni non patologiche del sonno, quali sonnambulismo e sonniloquio); D. Validità predittiva rispetto a una maggiore reattività psicofisiologica in compiti somministrati in laboratorio: verranno rilevate le performance a compiti inerenti la prontezza psicofisiologica e le capacità attentive (Attention Network Test (ANT), Fan et al. Testing the efficiency and independence of attentional networks. J Cogn Neurosci 2002, 14: )) E. Validità predittiva rispetto a una maggiore capacità di regolazione e gestione delle emozioni: verranno rilevati il tono dell umore (attraverso la compilazione di questionari) e la reattività a stimoli emotigeni e neutri (attraverso compiti di categorizzazione di stimoli visivi). CAMPIONE PREVISTO - Quattro gruppi sperimentali (ciascuno per una delle quattro applicazioni), di almeno 24 partecipanti ciascuno. - Un gruppo di controllo di almeno 24 soggetti. PROCEDURA I partecipanti verranno arruolati su base volontaria e dovranno essere di età compresa tra i 18 e i 35 anni, senza disturbi neurologici o psichiatrici, senza deficit cognitivi. Inoltre, non dovranno aver utilizzato in precedenza applicazioni per il monitoraggio del sonno.

3 Ciascun partecipante verrà assegnato a uno dei cinque gruppi (4 sperimentali e uno di controllo) e dovrà monitorare il proprio sonno per un tempo complessivo di due settimane. Nella prima, sarà chiesto a tutti i soggetti di utilizzare esclusivamente diari del sonno (in cui sarà riportato il momento della messa a letto e il momento del risveglio, più, al mattino, il tempo di addormentamento stimato ed eventuali interruzioni nel sonno notturno) e scala Epworth (ESS) per la valutazione, al mattino, della sonnolenza percepita, oltre a monitorare ogni notte il proprio sonno con lo strumento actigrafico e il WS. Nella seconda settimana, mentre i soggetti del gruppo di controllo continueranno ad utilizzare esclusivamente diario del sonno, actigrafia e WS, quelli dei quattro gruppi sperimentali aggiungeranno al monitoraggio di base l utilizzo di una applicazione. Al termine di ciascuna settimana, ciascun partecipante si recherà in laboratorio, per effettuare test presentati al computer, mirati alla valutazione della reattività psicofisiologica (capacità attentive e di elaborazione emozionale). TEMPO DI MONITORAGGIO PER SINGOLO PARTECIPANTE: Due settimane, a domicilio, in due tempi: Prima sessione di una settimana, senza utilizzo di applicazioni (baseline); Seconda sessione di una settimana (sessione sperimentale), con utilizzo di applicazioni per i gruppi sperimentali, senza utilizzo di applicazioni per il gruppo di controllo. STRUMENTI STRUMENTI MONITORAGGIO SONNO Actigrafi WS Diari del sonno ESS Applicazioni Iphone (Sleep Cycle; Sveglia intelligente; Sense by Hello; axbo) Prime sessione di una settimana: solo compilazione dei diari del sonno e della ESS (affiancata dalla registrazione con actigrafi e WS). Seconda sessione di una settimana: oltre alla compilazione dei diari del sonno e della ESS, all actigrafia e all utilizzo di WS, i soggetti dei quatro gruppi sperimentali utilizzireanno una delle applicazioni su Iphone. STRUMENTI EFFICIENZA COGNITIVA Compiti dedicati per il monitoraggio delle funzioni attentive: Attention Network Test (ANT: (Attention Network Test (ANT), Fan et al. Testing the efficiency and independence of attentional networks. J Cogn Neurosci 2002, 14: )) I compiti al computer saranno somministrati in laboratorio, nell ultima giornata delle due settimane di monitoraggio, a inizio mattinata.

4 STRUMENTI REATTIVITÀ EMOZIONALE Categorizzazione stimoli visivi emotigeni e neutri Compilazione questionari (di tratto e stato) I compiti al computer saranno somministrati in laboratorio, nell ultima giornata delle due settimane di monitoraggio, a inizio mattinata. I questionari saranno somministrati in parte (tratto) a inizio protocollo e in parte (stato) durante le settimane di monitoraggio, a domicilio. OUTPUT ATTESI (PARAMETRI DI EFFICIENZA DELLE APPLICAZIONI): A: Valutazione dell accuratezza con cui vengono monitorati gli stadi/i cicli di sonno e lo stadio del risveglio (attraverso il confronto col monitoraggio actigrafico e dato dalla WS); B: Valutazione della sonnolenza soggettiva/grado di arousal percepito al risveglio (attraverso la compilazione al risveglio della Epworth Sleepiness Scale (ESS), e di altri questionari dedicati); C: Valutazione dell incremento della qualità del sonno e dell igiene del sonno (attraverso la compilazione dei diari del sonno); D: Valutazione dell efficienza cognitiva dopo una settimana di utilizzo delle applicazioni (attraverso la somministrazione in laboratorio di compiti dedicati per la valutazione delle capacità attentive (Attention Network Test (ANT). E: Valutazione della stabilità e della reattività emozionale dopo una settimana di utilizzo delle applicazioni (attraverso la somministrazione di questionari e di compiti dedicati). RICADUTE APPLICATIVE Confronto comparativo delle quattro applicazioni e restituzione dei risultati alla comunità scientifica e ai soggetti interessati (società ALTROCONSUMO per la diffusione dei dati ai potenziali utenti; sviluppatori di applicazioni). B. PIANO DELLE ATTIVITÀ Il progetto, a durata annuale, prevede: 1) Studio della letteratura esistente, da parte dell assegnista, relativa al rapporto tra sonno e benessere psicologico e alle principali metodologie per la rilevazione e l analisi della quantità e della qualità del sonno. 2) Analisi e studio delle Applicazioni che dovranno essere testate e sviluppo degli algoritmi per le analisi dei dati actigrafici e WS. 3) Implementazione dei compiti da somministrare ai partecipanti allo studio e preparazione di tutti i materiali. L assegnista sarà chiamato ad acquisire competenze specifiche in merito all utilizzo di software per lo sviluppo e progettazione di esperimenti in ambito psicologico ed elaborazione dati come E-PRIME, MATLAB.

5 4) Identificazione del campione e arruolamento dei soggetti. Consegna degli strumenti per l utilizzo a domicilio. Somministrazione dei compiti in laboratorio. Rilevazione dei dati complessivi. 5) Immissione ed analisi dei dati. Relativamente alle analisi dei dati, l assegnista sarà chiamato ad acquisire competenze specifiche in merito a tecniche avanzate di analisi multivariata dei dati, attraverso l utilizzo del software SPSS. 6) Preparazione di articoli e divulgazione dei risultati, con presentazione dei risultati della ricerca a convegni nazionali e internazionali, dimostrando quindi l acquisizione di competenze specifiche nella comunicazione dei risultati ottenuti alla comunità scientifica. RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI Behar et al. A review of current sleep screening applications for smartphones, Physiol. Meas. 2013, 34: R29 R46). Diekelmann, S. Sleep for cognitive enhancement. Front Syst Neurosci. 2014, 8:46. Durmer, J. S., and Dinges, D. F. Neurocognitive consequences of sleep deprivation. Semin. Neurol. 2005, 25: Fan et al. Testing the efficiency and independence of attentional networks. J Cogn Neurosci 2002, 14: Jackson, M. L., Gunzelmann, G., Whitney, P., Hinson, J. M., Belenky, G., Rabat, A., et al. Deconstructing and reconstructing cognitive performance in sleep deprivation. Sleep Med. Rev. 2013, 17: Johns MW. A new method for measuring daytime sleepiness: the Epworth sleepiness scale. Sleep 1991, 14: Killgore, W. D. Effects of sleep deprivation on cognition. Prog. Brain Res. 2010, 185: Natale et al., Monitoring sleep with a smartphone accelerator, Sleep and Biological Rhythms 2012, 10: Tonetti et al., Polysomnographic validation of a wireless dry headband technology for sleep monitoring in healthy young adults, Physiology & Behavior 2013, 118: