Tổng quan
Các mô hình chu kỳ ngủ-tỉnh được đo bằng thiết bị đeo tay có thể giúp xác định người cao tuổi có nguy cơ mắc bệnh mất trí cao hơn nhiều năm trước khi chẩn đoán. Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đã xem xét liệu các biện pháp dựa trên chuyển động về thời gian nghỉ ngơi, hoạt động và sự tiếp tục của giấc ngủ có liên quan đến bệnh mất trí sau này hay không, và liệu chúng có thêm giá trị cho các mô hình dự đoán rủi ro đã bao gồm độ tuổi và các yếu tố nguy cơ đã được xác định hay không.
Tìm hiểu cho thấy rằng một số mô hình hoạt động hàng ngày và giấc ngủ bị rối loạn có liên quan đến khả năng cao hơn để phát triển bệnh mất trí. Giá trị dự đoán thêm là nhỏ nhưng có ý nghĩa thống kê, có nghĩa là các biện pháp kỹ thuật số này có thể trở nên hữu ích như một phần của các công cụ đánh giá rủi ro rộng rãi hơn trong tương lai.
Tại sao nhịp sinh học ngủ-tỉnh lại quan trọng
Giấc ngủ và hoạt động tuân theo một mẫu nhịp sinh học, chu kỳ khoảng 24 giờ được điều chỉnh bởi đồng hồ nội bộ của não. Ở lão hóa lành mạnh, mọi người thường duy trì nhịp điệu ổn định: giấc ngủ chủ yếu diễn ra vào ban đêm, hoạt động tập trung vào ban ngày, và các chuyển đổi giữa nghỉ ngơi và chuyển động là có thể dự đoán được.
Tuy nhiên, ở giai đoạn tiền lâm sàng của bệnh mất trí, các mô hình này có thể trở nên kém ổn định. Người cao tuổi sau này phát triển bệnh mất trí có thể biểu hiện giấc ngủ phân mảnh, ít hoạt động vào ban ngày, ngủ ngắn không đều, thức dậy sớm hơn hoặc chuyển đổi thường xuyên giữa trạng thái nghỉ ngơi và di chuyển. Những thay đổi này có thể phản ánh chức năng mạng lưới não sớm bị rối loạn, giảm điều chỉnh nhịp sinh học, hoặc các thay đổi về lối sống và sức khỏe trước khi có chẩn đoán chính thức.
Thiết kế nghiên cứu
Các nhà nghiên cứu sử dụng dữ liệu từ hai nghiên cứu dựa trên cộng đồng ở Anh:
UK Biobank, được sử dụng làm nhóm phát triển, bao gồm dữ liệu thiết bị đeo tay thu thập từ 2013 đến 2015.
Whitehall II, được sử dụng làm nhóm kiểm chứng, bao gồm dữ liệu thiết bị đeo tay thu thập từ 2012 đến 2013.
Người tham gia từ 60 tuổi trở lên, không có bệnh mất trí tại thời điểm bắt đầu, và có dữ liệu thiết bị đeo tay và biến số đồng biến hợp lệ. Kết quả chính là bệnh mất trí do mọi nguyên nhân, được xác định thông qua hồ sơ y tế điện tử liên kết.
Phân tích được thực hiện trong hai giai đoạn. Đầu tiên, các nhà nghiên cứu trích xuất 36 chỉ số chu kỳ ngủ-tỉnh từ bản ghi thiết bị đeo tay. Sau đó, bằng cách sử dụng phương pháp học máy, họ đã chọn các biện pháp dự đoán rủi ro mất trí tốt nhất và kết hợp chúng thành các thành phần tổng hợp.
Thiết bị đeo tay đo gì
Thiết bị đeo tay không trực tiếp đo giấc ngủ như một nghiên cứu giấc ngủ chính thức. Thay vào đó, chúng ghi lại các mẫu chuyển động có thể được sử dụng để suy ra mức độ hoạt động hoặc tĩnh của một người suốt ngày và đêm. Từ dữ liệu này, các nhà nghiên cứu có thể ước tính:
Thời gian một người ngủ
Tần suất giấc ngủ bị gián đoạn
Mức độ hoạt động của họ vào ban ngày
Hoạt động có tập trung hay phân mảnh
Thời gian thức dậy và nghỉ ngơi
Xác suất chuyển đổi từ hoạt động sang nghỉ ngơi, hoặc từ thức tỉnh sang ngủ
Những biện pháp này cung cấp bức tranh kỹ thuật số về nhịp sinh học hàng ngày, liên tục và khách quan hơn so với các bảng câu hỏi về giấc ngủ tự khai báo.
Kết quả chính trong UK Biobank
Trong mẫu phát triển UK Biobank, có 53.448 người tham gia. Độ tuổi trung bình là 67,5 tuổi, 54,2% là phụ nữ, và thời gian theo dõi trung bình là 7,8 năm.
Chín chỉ số chu kỳ ngủ-tỉnh được nhóm thành hai thành phần chính.
Giá trị cao hơn trong thành phần 1 phản ánh mô hình hoạt động ban ngày kém lành mạnh: thời gian tổng cộng của hoạt động vừa phải đến mạnh ngắn hơn, ít đợt hoạt động như vậy hơn, thời gian dành cho hoạt động cường độ thấp hơn, đa dạng ít hơn về cường độ hoạt động, và xác suất cao hơn của việc chuyển đổi từ hoạt động sang nghỉ ngơi vào ban ngày.
Giá trị cao hơn trong thành phần 2 phản ánh giấc ngủ và thời gian nhịp sinh học bị rối loạn hơn: thời gian ngủ cực đoan hơn, thời gian thức dậy trong giấc ngủ dài hơn, xác suất thấp hơn của việc chuyển đổi từ thức tỉnh sang ngủ, và thời gian thức dậy sớm hơn.
Cả hai thành phần đều liên quan đến nguy cơ mất trí cao hơn trong tương lai:
Thành phần 1: tỷ lệ nguy cơ 1,43, khoảng tin cậy 95% 1,33-1,54
Thành phần 2: tỷ lệ nguy cơ 1,10, khoảng tin cậy 95% 1,04-1,17
Theo cách đơn giản, những người tham gia có mô hình chuyển động và giấc ngủ bị rối loạn hơn có khả năng được chẩn đoán mắc bệnh mất trí trong thời gian theo dõi.
Việc dự đoán đã cải thiện bao nhiêu?
Các nhà nghiên cứu cũng đã kiểm tra liệu việc thêm các biện pháp kỹ thuật số về chu kỳ ngủ-tỉnh có cải thiện dự đoán mất trí vượt quá các yếu tố truyền thống như độ tuổi, giáo dục, rủi ro hành vi, và các biến số liên quan đến sức khỏe hay không.
Câu trả lời là có, nhưng lợi ích là nhỏ. Chỉ số C, một biện pháp về cách mô hình tách biệt những người sẽ và sẽ không phát triển bệnh mất trí, tăng 0,018. Đây là một cải thiện nhỏ, nhưng có ý nghĩa thống kê.
Quan trọng hơn, khi so sánh với mô hình chỉ dựa trên độ tuổi, việc thêm các thành phần chu kỳ ngủ-tỉnh cải thiện dự đoán bằng một lượng tương đương với việc thêm gen APOE, một dấu hiệu rủi ro di truyền nổi tiếng cho bệnh mất trí liên quan đến Alzheimer. Điều này không có nghĩa là các chỉ số mới thay thế gen hoặc đánh giá lâm sàng. Thay vào đó, nó cho thấy chúng có thể cung cấp thông tin có ý nghĩa khi kết hợp với các yếu tố dự đoán khác.
Kiểm chứng trong Whitehall II
Các kết quả đã được kiểm chứng trong nhóm Whitehall II, bao gồm 3.965 người tham gia với độ tuổi trung bình 69,4 tuổi và thời gian theo dõi trung bình 10,6 năm. Kết quả phù hợp với những gì được thấy trong UK Biobank, tăng cường sự tự tin rằng các mối liên hệ không chỉ giới hạn trong một nhóm.
Việc tái tạo trong một dân số độc lập là đặc biệt quan trọng trong nghiên cứu dự đoán, vì nó cho thấy mô hình có nhiều khả năng là vững chắc và có thể tổng quát hóa.
Những kết quả này có thể có ý nghĩa sinh học như thế nào
Một số cơ chế có thể giải thích tại sao chu kỳ ngủ-tỉnh bị rối loạn liên quan đến nguy cơ mất trí.
Đầu tiên, rối loạn nhịp sinh học có thể là dấu hiệu sớm của những thay đổi não ảnh hưởng đến các vùng điều tiết trí nhớ và giấc ngủ, bao gồm hạ thị não và các mạch thần kinh liên quan.
Thứ hai, chất lượng giấc ngủ kém và nhịp sinh học không đều có thể ảnh hưởng đến việc loại bỏ chất thải chuyển hóa từ não, có thể ảnh hưởng đến sự tích tụ của các protein liên quan đến sự thoái hóa thần kinh.
Thứ ba, giấc ngủ bị rối loạn và ít hoạt động vào ban ngày có thể liên quan đến các tình trạng khác làm tăng nguy cơ mất trí, chẳng hạn như trầm cảm, bệnh mạch máu, suy yếu, vấn đề chuyển hóa, hoặc cô lập xã hội.
Ngoài ra, việc thay đổi chu kỳ ngủ-tỉnh có thể không phải là nguyên nhân gây ra mất trí mà chỉ là dấu hiệu sớm của các quá trình bệnh lý tinh vi đang diễn ra. Nghiên cứu này hỗ trợ mối liên hệ và dự đoán, nhưng không chứng minh được mối quan hệ nhân quả.
Những hàm ý lâm sàng
Nghiên cứu này cho thấy các thiết bị đeo tay đơn giản và có thể mở rộng có thể giúp xác định người cao tuổi cần theo dõi chặt chẽ hơn về sự suy giảm nhận thức. Vì các thiết bị đeo tay tương đối rẻ và dễ sử dụng, chúng có thể bổ sung cho các công cụ đánh giá rủi ro mất trí hiện tại trong chăm sóc sức khỏe ban đầu, các thiết lập nghiên cứu, hoặc các chương trình sàng lọc dân số.
Các ứng dụng tiềm năng bao gồm:
Đánh dấu cá nhân để đánh giá nhận thức chi tiết hơn
Hỗ trợ phân tầng rủi ro ở người cao tuổi
Giúp các nhà nghiên cứu xác định các mô hình bệnh tiền lâm sàng
Theo dõi sự thay đổi về hoạt động và giấc ngủ theo thời gian
Tuy nhiên, các biện pháp này chưa sẵn sàng để sử dụng riêng lẻ như một bài kiểm tra chẩn đoán. Lợi ích dự đoán của chúng là nhỏ, và nhiều người có mẫu bất thường sẽ không bao giờ mắc bệnh mất trí. Ngược lại, một số người có mẫu nhịp sinh học bình thường vẫn sẽ phát triển bệnh.
Hạn chế
Nghiên cứu này có một số hạn chế quan trọng khi diễn giải các kết quả.
Thiết kế nhóm nghiên cứu cho thấy mối liên hệ, không phải mối quan hệ nhân quả.
Người tham gia từ các nhóm nghiên cứu dựa trên Anh, có thể hạn chế khả năng tổng quát hóa cho các dân số khác.
Thiết bị đeo tay suy ra giấc ngủ từ chuyển động, do đó không cung cấp chi tiết như điện não đồ hoặc đánh giá giấc ngủ lâm sàng.
Kết quả là bệnh mất trí do mọi nguyên nhân, có nghĩa là nghiên cứu không tập trung vào các subtype cụ thể.
Mặc dù các mô hình đã điều chỉnh cho các yếu tố đã biết, nhưng vẫn có thể còn sót lại sự nhiễu loạn.
Ngoài ra, việc sử dụng dữ liệu đeo tay trong một tuần có thể không hoàn toàn nắm bắt được các mẫu chu kỳ ngủ-tỉnh dài hạn trong nhiều năm.
Kết luận
Trong nghiên cứu lớn này về người cao tuổi, các chỉ số chu kỳ ngủ-tỉnh được thu thập từ thiết bị đeo tay có liên quan đến bệnh mất trí trong tương lai và cải thiện nhẹ việc dự đoán rủi ro vượt quá độ tuổi và các yếu tố nguy cơ truyền thống. Các kết quả đã được tái tạo trong một nhóm độc lập, cho thấy các dấu hiệu nhịp sinh học kỹ thuật số có thể cuối cùng giúp xác định người có nguy cơ cao hơn sớm hơn so với đánh giá lâm sàng tiêu chuẩn.
Các nghiên cứu thêm là cần thiết để xác định liệu các biện pháp này có thể được sử dụng trong thực hành thường xuyên, hiệu suất của chúng trên các dân số khác nhau, và liệu việc cải thiện giấc ngủ và nhịp sinh học có thể giảm nguy cơ mất trí hay không.
