Human PhysiologyHuman PhysiologyФизиология человека0131-16463034-6150The Russian Academy of Sciences66409210.31857/S0131164623700285XAXTHIArticlesСтатьиHeart Rate Variability as a Predictor of Daytime Sleepiness During Prolonged IsolationПоказатели вариабельности сердечного ритма и артериального давления как предикторы развития дневной сонливости в условиях длительной изоляцииKovrovG. V.КовровГ. В.olga.isaeva33@yandex.ruIsaevaO. N.ИсаеваО. Н.olga.isaeva33@yandex.ruChernikovaA. G.ЧерниковаА. Г.olga.isaeva33@yandex.ruInstitute of Biomedical Problems of the RASФГБУН ГНЦ РФ – Институт медико-биологических проблем РАН01112023496616625022025Copyright ©; 2023, Г.В. Ковров, О.Н. Исаева, А.Г. ЧерниковаCopyright ©; 2023, Г.В. Ковров, О.Н. Исаева, А.Г. Черникова2023Г.В. Ковров, О.Н. Исаева, А.Г. ЧерниковаГ.В. Ковров, О.Н. Исаева, А.Г. Черниковаhttps://journals.eco-vector.com/0131-1646/article/view/664092

The 120-day isolation experiment (SIRIUS-19 program) within the SIRIUS project (http://sirius.imbp.ru/) involved 6 volunteers aged 28 to 44 years (three men and three women). Research methods included daily ECG registration to assess heart rate variability, blood pressure measurement and self-assessment of sleep quality over the past night using a visual analogue scale. The studies were carried out in the morning after waking up. Once a week in the evening (17.00–19.00), volunteers filled out a scale of clinical daytime sleepiness self-assessment, which allows evaluate the subjective condition over the past day. During the regression analysis, the possibility of predicting the appearance of daytime sleepiness in terms of cardiac activity was assessed. It was found, that the heart rate, blood pressure and heart rate variability indicators recorded in the morning time make it possible to measure the quality of past sleep and predict the level of subsequent daytime sleepiness. We assume that the increased activity of the parasympathetic branch of the autonomic nervous system in the morning characterizes both the previous lack of sleep and the risk of developing sleep inertia and daytime sleepiness in general.

В эксперименте со 120-дневной изоляцией (программа SIRIUS-19) в рамках проекта SIRIUS (http://sirius.imbp.ru/) участвовали 6 добровольцев в возрасте от 28 до 44 лет (трое мужчин и трое женщин). Методы исследования включали еженедельную регистрацию электрокардиограммы в утреннее время через 20 мин после пробуждения, измерение артериального давления и самооценку качества сна за прошедшую ночь с использованием визуально-аналоговой шкалы. В вечернее время того же дня (17.00–19.00) добровольцы заполняли шкалу клинической самооценки дневной сонливости, позволяющую оценивать уровень сонливости в течение дня. При проведении регрессионного анализа оценивалась возможность прогнозирования появления дневной сонливости по показателям сердечной деятельности. Было выявлено, что увеличение частоты сердечных сокращений, повышение PNN50 и снижение индекса Робинсона в утреннее время предопределяют появление субъективной дневной сонливости. Можно предполагать, что усиление активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы в утреннее время характеризует как предшествующий недостаток сна, так и риск развития инерции сна и дневной сонливости в целом.

heart rate variabilitydaytime sleepiness.вариабельность сердечного ритмадневная сонливость.Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology // Circulation. 1996. V. 93. № 5. P. 1043.Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В. и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем // Вестник аритмологии. 2001. Т. 24. С. 67.Funtova I.I., Luchitskaya E.S., Slepchenkova I.N., Chernikova A.G. Noninvasive investigation of the body functional state during night sleep in microgravity // Cardiometry. 2014. № 5. P. 50.Башмаков М.Ю., Вейн А.М., Посохов С.И. и др. Идентификация функционального состояния человека во время ночного сна по показателям сердечного ритма // Физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 1996. Т. 82. № 5–6. С. 43.Henelius A., Sallinen M., Huotilainen M. et al. Heart rate variability for evaluating vigilant attention in partial chronic sleep restriction // Sleep. 2014. V. 37. № 7. P. 1257.Vicente J., Laguna P., Bartra A., Bailón R. Drowsiness detection using heart rate variability // Med. Biol. Eng. Comput. 2016. V. 54. № 6. P. 927.Awais M., Badruddin N., Drieberg M. A Hybrid approach to detect driver drowsiness utilizing physiological signals to improve system performance and wearability // Sensors (Basel). 2017. V. 17. № 9. P. 1991.Kim Y.S., Baek H.J., Kim J.S. et al. Helmet-based physiological signal monitoring system // Eur. J. Appl. Physiol. 2009. V. 105. № 3. P. 365.Skurvydas Al., Kazlauskaite D., Zlibinaite L. et al. Effects of two nights of sleep deprivation on executive function and central and peripheral fatigue during maximal voluntary contraction lasting 60s // Physiol. Behav. 2021. V. 229. P. 113226.Buendia R., Forcolin F., Karlsson J. et al. Deriving heart rate variability indices from cardiac monitoring-An indicator of driver sleepiness // Traffic. Inj. Prev. 2019. V. 20. № 3. P. 249.Abbood H., Al-Nuaimy W., Al-Ataby A. et al. Prediction of driver fatigue: approaches and open challenges, in Computational Intelligence (UKCI) / Bradford: 14th UK Workshop, 08–10 September 2014. IEEE, 2014. P. 1.Berg J., Neely G., Wiklund U., Landström U. Heart rate variability during sedentary work and sleep in normal and sleep-deprived states // Clin. Physiol. Funct. Imaging. 2005. V. 25. № 1. P. 51.Majeed F., Latif R., Latif A., Bibi R. Sleep Patterns and Their Association with Blood Pressure and Heart Rate Variability Parameters in Young Saudi Females // Sultan Qaboos Univ. Med. J. 2021. V. 21. № 3. P. 394.Reips U., Funke F. Interval-level measurement with visual analogue scales in Internet-based research: VAS Generator // Behav. Res. Methods. 2008. V. 40. № 3. P. 699.Ковров Г.В., Посохов С.И., Шадыжева Т.И. и др. Шкала клинической оценки сонливости // Российский неврологический журн. 2020. № 25(1). С. 38.Баевский P.M. Анализ вариабельности сердечного ритма в космической медицине // Физиология человека. 2002. Т. 28. № 2. С. 32. Baevskii R.M. Analysis of heart rate variability in space medicine // Human Physiology. 2002. V. 28. № 2. P. 202.Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В. и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем // Вестник аритмологии. 2001. № 24. С. 69.Kerdo I. An index for the evaluation of vegetative tonus calculated from the data of blood circulation // Acta Neuroveg (Wien). 1966. V. 29. № 2. P. 250.Zdanowicz T., Turowski K., Celej-Szuster J. et al. Insomnia, Sleepiness, and Fatigue Among Polish Nurses // Workplace Health Saf. 2020. V. 68. № 6. P. 272.Raikes A., Athey A., Alfonso-Miller P. et al. Insomnia and daytime sleepiness: risk factors for sports-related concussion // Sleep Med. 2019. V. 58. P. 66.Демин А.В., Суворов А.В., Fietze I. и др. Количественная оценка восстановительных свойств сна у людей во время 2-недельной изоляции при моделировании полета к Луне // Авиакосм. и экол. мед. 2019. Т. 53. № 7. С. 55.Баевский Р.М., Фунтова И.И., Лучицкая Е.С. и др. Исследования вариабельности сердечного ритма во время сна на борту международной космической станции // Вестник Удмуртского университета. Серия Биология. Науки о Земле. 2012. № 1. С. 30.Hilditch C.J., Dorrian J., Banks S. Time to wake up: reactive countermeasures to sleep inertia // Ind. Health. 2016. V. 54. № 6. P. 528.Trotti LM. Waking up is the hardest thing I do all day: Sleep inertia and sleep drunkenness // Sleep Med. Rev. 2017. V. 35. P. 76.Hilditch C.J., McHill A.W. Sleep inertia: current insights // Nat. Sci. Sleep. 2019. V. 11. P. 155.