2013-­‐12-­‐09 Trö+het, sömnighet, sömn, Karolinska sleepiness scale, Three-­‐process model of alertness Sömnighet & trö+het, oFa men inte allAd samma sak Torbjörn Åkerstedt Karolinska insAtutet Stockholms universitet Hur ser det ut? Vad är sömnighet?
- en strävan mot
avstängning av
vakenheteten i en hjärna
som har för låga
energinivåer
1 2013-­‐12-­‐09 Mikrosömnen The sluggishness of the sleep deprived brain Balkin et al 2004
8% reduc)on in blood flow missad
hastighets
nedsättnin
g
missad
signal i
stopp
25% affected Nattur kl 22:33-03:24
Dagtur kl 07:22-11:16
sömnighets spektra
4-12 Hz (theta-alpha)
Falling asleep during work 0
R
-2
-3
-4
-5
22
2 2
(Torsvall & Åkerstedt, 1987)
R
-1
Sleep stages
Sömnighet och missade signaler EEG registrering av en lokförare under en dagtur och en na<ur
Work
2 8
04
Non-work
10
3 4
Time of day
4 0
16
Torsvall et al 1987 2 2013-­‐12-­‐09 Vol New-York -> Bruxelles - CDB
-1
Sleepiness & microevents during flight – at the end of several legs over the Pacific Hypno corrigé
Awake
0
1
2
3
4
4:00
5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
11:00
12:00
10:00
11:00
12:00
-1
Microevents Vol New-York -> Bruxelles - Copilote
Hypno corrigé
Awake
0
1
2
3
4
4:00
5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
Hypnogramme au cours de siestes en vol
Rosekind et al 97 Mollard Sleepiness in occupa)onal groups very sleepy
effort/fight
9
SHIFT W
TRUCK D
AIR CREW
HiRng a rumble strip 0.5‰ BAC 8
sleepyno effort
Alertness (KSS)
7
Hur mäts den? night
late
6
return
neither
5
4
alert
3
evening
out
early
2
1
-12
0
12
1
2
24
2
4
06
3
6
18
4
8
24
6
0
12
7
2
24
8
4
12
9
6
24
1 0 8
Time of day
3 2013-­‐12-­‐09 EEG och EOG -­‐ ögonrörelser Med Karolinska Sleepiness Scale 1 Extremely alert 2 Very alert 3 Alert 4 Rather alert 5 Neither alert nor sleepy 6 Some signs of sleepiness 7 Slepy, but no difficulty remaining awake 8 Sleepy, some effort to remain awake 9 Very sleepy, great effort stay awake, fighAng sleep KSS och EEG, ögon, körvaribilitet 0,6
slow eye movements
2,5 50
SD lateral positiion (m)
Relative EEG Power & % SEM
3
2
25
1,5
1
se
total
range at
KSS=9
0,5
Dangerous driving 0,4
0,3
N=45; 90min se
alpha
power
0
3
A criterion – hiRng a rumble strip driving the simulator home aFer a night shiF 0,2
4
5
6
7
KSS
8
9
3
4
5
6
7
KSS
8
9
Anund et al 2007 4 2013-­‐12-­‐09 Felhandlingar / olyckor Beteendeeffekter av sömnighet/
trö+het (KSS = 8-­‐9) • Luckor i uppmärksamhet – ingen reakAon på signaler – instabilitet i beteendet • Långsamma reakAoner – nervsystemet tar längre Ad på sig • Svårare a+ hi+a i minnet – en lat hjärna som inte söker ny informaAon NTSB • 15-­‐30% av olyckor på väg, i luFen och på spår är orsakade av trö+het (1999) • Numera finns samma data för sjöfart I kustnära va+en – några spektakulära olyckor – stora barriärrevet 2010, t.ex – sovande kapten I 6/6 vaktsystem Tågolyckan i NY Tågolyckan i NY Olyckan inträffade klockan 07.20 på söndagsmorgonen. Tåget avgick från Poughkeepsie klockan 05.54 på morgonen lokal Ad Nu uppger tågföraren William Rockefeller fackförbund a< han somnade vid spakarna. Enligt tågets svarta låda försökte Rockefeller bromsa först fem sekunder innan tåget spårade ur, skriver New York Post. 5 2013-­‐12-­‐09 Fatal occupa)onal accidents Disturbed sleep
Male
Physical load
Above 45 years
Blue collar
Stress
Overtime>10h/v
Shift work
OR
1.78
2.35
0.94
0.91
0.70
1.42
0.77
1.52
95%Ci
1.14-2.77*
1.60-3.44*
0.61-1.45
0.56-1.49
0.39-1.25
0.86-1.80
0.33-1.80
1.01-2.28*
One of the most complete sleepiness/
accident studies? Apnea sympt
Epworth>16
34
Sleepiness(4-7)
02-05h
33
Connor et al 2002 New Zealand Police collaboraAon Case control Controls from road samples N=615 Control for age, gender alcohol (rep) Alcohol 30% / Sleepiness 20% < >5h sleep
0
5
10
15
20
Åkerstedt et al 2002 N=51000 N/cases=137 Åkerstedt et al 2002 Vad gör sömnen ? Vad gör sömnen • Bränslepåfyllning I hjärnan (ATP) (Dvorak et al 2010) • Bortspolning av toxiska substanser (Xie et al 2013) • Minneskonsolidering och –utstädning (Tononi et al ) • Återställande av emoAonell balans (Yoo et al 2009) • Justering av immunsystemet 6 2013-­‐12-­‐09 Sömnens utveckling Effekten av sömnbrist Maximal återhämtning 2005 Perski & Åkerstedt 25 The acute effect of f night shiF TST on sleepiness at 5pm Sömnbrist och funkAon 0h
4h
alert OBS:
60yrs=6.5
20yrs=8.5
6h
7h OK
sleepy 8h
2
6
10
14 day
Härmä et al 1998 7 2013-­‐12-­‐09 Experimental cold virus Andra delar av mekanismen High sleep efficiency Low sleep efficiency Dygnsrytm och Ad sen uppvaknande Sömnfragmentering alert Sleep
Alertness level!
3
2
1
0
-1
-2
-3
1700h
0500h
Sleep
16
14
12
10
8
6
sleepy Alertness
4
2
0
Folkard et al 1990 7
Adensoin I hjärnan 10 13 16 19 22
1
4
7
10 13 16
Bonnet and Arand 2001 8 2013-­‐12-­‐09 Vakenhetsnivå Nedtryckning av sömnkvalitet Cabin crew show Similar suppression of deep sleep before early morning flights Fragmentering -­‐ stress Normal
0
1
2
4
R
R
R
R
R
Long term stress
Ekstedt et al 2009 Sömnens reakAon på vakenhet och placering SWS response to sleep loss • Faster onset • 40% increase in amount 2005 Perski & Åkerstedt 36 9 2013-­‐12-­‐09 ShiFing sleep Effect of bedAme TST
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
CharacterisAc Post-­‐night shiF bedAme 0
2
4
6
8
10
12
Bedtime after drive
Åkerstedt et al 1982 Foret & Lantin, 1972
Modellen -­‐ mekanismen I prakAken – vad avgör trö+heten? •
•
•
•
•
•
Överhoppad na+sömn Nawlygning VakenAdens längd Start före kl 7 (upp 0530) Tid i arbete Arbetsbelastning • KombinaAoner röd+röd, röd+svart = fara 10 2013-­‐12-­‐09 Treprocessmodellen 1 The biological clock ”C” 15
Alertness level
2 Hours since last sleep ”S” 3 DuraAon and quality of 10
last sleep (<6h) S’ 4 (Work load) 5
∑ The effects add up S'
DemonstraAon av treprocessmodellen S
risk
S+C
C
0
-sleep-
-5
6
6
12
1 2
18
24
Time of day
1 8
2 4
6
3 0
12
3 6
torbjorn.akerstedt@su.se torbjorn.akerstedt@ki.se 11
