Potato

Soil erosion is a serious agricultural problem. Most of the available literature on the subject concerns nonirrigated cropland where natural precipitation and snowmelt water produce the forces needed to erode soil and transport sediment. Most of the water providing those forces for erosion on irrigated land is that applied by humans to supply water to growing crops. The purpose of this chapter is to provide a review of irrigation-induced soil erosion and to supply some insight into its hazards and control

Effects of total sleep deprivation on performance in a manual spacecraft docking task

Sleep deprivation and circadian rhythm disruptions are highly prevalent in shift workers, and also among astronauts. Resulting sleepiness can reduce cognitive performance, lead to catastrophic occupational events, and jeopardize space missions. We investigated whether 24 hours of total sleep deprivation would affect performance not only in the Psychomotor Vigilance Task (PVT), but also in a complex operational task, i.e. simulated manual spacecraft docking. Sixty-two healthy participants completed the manual docking simulation 6df and the PVT once after a night of total sleep deprivation and once after eight hours of scheduled sleep in a counterbalanced order. We assessed the impact of sleep deprivation on docking as well as PVT performance and investigated if sustained attention is an essential component of operational performance after sleep loss. The results showed that docking accuracy decreased significantly after sleep deprivation in comparison to the control condition, but only at difficult task levels. PVT performance deteriorated under sleep deprivation. Participants with larger impairments in PVT response speed after sleep deprivation also showed larger impairments in docking accuracy. In conclusion, sleep deprivation led to impaired 6df performance, which was partly explained by impairments in sustained attention. Elevated motivation levels due to the novelty and attractiveness of the task may have helped participants to compensate for the effects of sleepiness at easier task levels. Continued testing of manual docking skills could be a useful tool both to detect sleep loss-related impairments and assess astronauts’ readiness for duty during long-duration missions

Impact of Common Diabetes Risk Variant in MTNR1B

The risk of type 2 diabetes (T2D) is increased by abnormalities in sleep quantity and quality, circadian alignment, and melatonin regulation. A common genetic variant in a receptor for the circadian-regulated hormone melatonin (MTNR1B) is associated with increased fasting blood glucose and risk of T2D, but whether sleep or circadian disruption mediates this risk is unknown. We aimed to test if MTNR1B diabetes risk variant rs10830963 associates with measures of sleep or circadian physiology in intensive in-laboratory protocols (n = 58–96) or cross-sectional studies with sleep quantity and quality and timing measures from self-report (n = 4,307–10,332), actigraphy (n = 1,513), or polysomnography (n = 3,021). In the in-laboratory studies, we found a significant association with a substantially longer duration of elevated melatonin levels (41 min) and delayed circadian phase of dim-light melatonin offset (1.37 h), partially mediated through delayed offset of melatonin synthesis. Furthermore, increased T2D risk in MTNR1B risk allele carriers was more pronounced in early risers versus late risers as determined by 7 days of actigraphy. Our results provide the surprising insight that the MTNR1B risk allele influences dynamics of melatonin secretion, generating a novel hypothesis that the MTNR1B risk allele may extend the duration of endogenous melatonin production later into the morning and that early waking may magnify the diabetes risk conferred by the risk allele

Many Labs 5:Testing pre-data collection peer review as an intervention to increase replicability

Replication studies in psychological science sometimes fail to reproduce prior findings. If these studies use methods that are unfaithful to the original study or ineffective in eliciting the phenomenon of interest, then a failure to replicate may be a failure of the protocol rather than a challenge to the original finding. Formal pre-data-collection peer review by experts may address shortcomings and increase replicability rates. We selected 10 replication studies from the Reproducibility Project: Psychology (RP:P; Open Science Collaboration, 2015) for which the original authors had expressed concerns about the replication designs before data collection; only one of these studies had yielded a statistically significant effect (p < .05). Commenters suggested that lack of adherence to expert review and low-powered tests were the reasons that most of these RP:P studies failed to replicate the original effects. We revised the replication protocols and received formal peer review prior to conducting new replication studies. We administered the RP:P and revised protocols in multiple laboratories (median number of laboratories per original study = 6.5, range = 3?9; median total sample = 1,279.5, range = 276?3,512) for high-powered tests of each original finding with both protocols. Overall, following the preregistered analysis plan, we found that the revised protocols produced effect sizes similar to those of the RP:P protocols (?r = .002 or .014, depending on analytic approach). The median effect size for the revised protocols (r = .05) was similar to that of the RP:P protocols (r = .04) and the original RP:P replications (r = .11), and smaller than that of the original studies (r = .37). Analysis of the cumulative evidence across the original studies and the corresponding three replication attempts provided very precise estimates of the 10 tested effects and indicated that their effect sizes (median r = .07, range = .00?.15) were 78% smaller, on average, than the original effect sizes (median r = .37, range = .19?.50)

Trading Accuracy for Speed in Selective Attention Tasks during Sleep Deprivation

Objective Selective attention is a critical cognitive function in tasks that require careful monitoring of visual information. An increasing amount of night work on jobs that meet such requirements motivates the study of the effects of sleep deprivation (SD) on selective attention. Monitoring tasks in occupational settings can be operationalized for study in the laboratory by visual search tasks, in which the subject has to identify rare target items among distractor items. Visual search under SD leads to a decrease of overall response speed and accuracy. However, an increase of response speed per item with increasing number of items was also found under SD. This might indicate an unfavorable speed-accuracy trade-off: decision speed per item increases, while accuracy decreases in turn. Eye gaze tracking may provide additional indications for the duration of individual decisions during the search process. Methods We recorded gaze behavior during two standard visual search tasks to explore if SD leads to faster and sloppier decisions per item (shorter fixation durations). Visual search performance (response time and sensitivity d’) in the conjunction (CST) and spatial configuration (SST) search task and the associated gaze behavior were tested in two groups of subjects. While sleep deprived participants (N=24, age: 25 ± 5 SD; 12 women) were kept awake during a 24 hour period, participants of a control group (N=24, age: 26 ± 4 SD; 10 women) were allowed to sleep (TIB: 8 hours). Results We found an increase of response time under SD compared to the control group (CST: p = 0.019, MSD= 128 ms ± 220 SD , MC= 1 ms ± 169 SD; SST: p < 0.001, MSD= 65 ms ± 755 SD , MC=- 45 ms ± 604 SD) and a decrease in sensitivity d’ (CST: p = 0.03, MSD= -0.14 ± 0.65 SD , MC= 0.01 ± 0.58 SD; SST: p < 0.001, MSD=-0.43 ± 0.82 SD , MC= 0.10 ± 0.64 SD) . For gaze behavior, we found indications of a cognitive slowing in slower saccade velocities for the SD group compared to the control group (CST: p < 0.001, MSD= -38.8 °/s ± 42.4 SD , MC= -5.1 °/s ± 33.8 SD; SST: p < 0.001, MSD= -29.0 °/s ± 32.4 SD , MC= -2.8 °/s ± 23.7 SD) but not in terms of longer fixation durations. On the contrary, fixation durations decreased in the SD group relative to the control group (CST: p = 0.018, MSD= -16.1 ms ± 30.3 SD , MC= -6.2 ms ± 25.1 SD; SST: p = 0.008, MSD= -11.0 ms ± 23.4 SD , MC= -2.2 ms ± 19.7 SD). Moreover, the change in fixation duration was positively correlated with the change in task accuracy (CST: ρ = 0.29, p = 0.048; SST: ρ = 0.33, p = 0.022), suggesting that subjects that showed the strongest decrease in fixation duration exhibited also the strongest decrease in search accuracy. Further analysis showed that the general decrease of fixation duration was mainly associated with a steep increase of the frequency of very brief fixation durations, so called ‘express fixations’ with durations shorter than 120 ms. Conclusion The decrease in fixation duration under SD is further evidence for a shifted speed-accuracy trade-off as indicated by earlier search studies. SD seemingly leads to an increase of decision speed at the cost of reduced accuracy. Consequently, SD not only results in overall cognitive slowing but also in an impairment of adequate resource allocation in selective attention, potentially due to the absence of prefrontal inhibitory control

Sleep and anxiety: From mechanisms to interventions

Anxiety is the most common mental health problem worldwide. Epidemiological studies show that sleep disturbances, particularly insomnia, affect -50% of individuals with anxiety, and that insufficient sleep can instigate or further exacerbate it. This review outlines brain mechanisms underlying sleep and anxiety, by addressing recent human functional/structural imaging studies on brain networks underlying the anxiogenic impact of sleep loss, and the beneficial effect of sleep on these brain networks. We discuss recent developments from human molecular imaging studies that highlight the role of specific brain neurotransmitter mechanisms, such as the adenosinergic receptor system, on anxiety, arousal, and sleep. This review further discusses frontline sleep interventions aimed at enhancing sleep in individuals experiencing anxiety, such as nonbenzodiazepines/antidepressants, lifestyle and sleep interventions and cognitive behavioral therapy for insomnia. Notwithstanding therapeutic success, up to -30% of individuals with anxiety can be nonresponsive to frontline treatments. Thus, we address novel noninvasive brain stimulation techniques that can enhance electroencephalographic slow waves, and might help alleviate sleep and anxiety symptoms. Collectively, these findings contribute to an emerging biological framework that elucidates the interrelationship between sleep and anxiety, and highlight the prospect of slow wave sleep as a potential therapeutic target for reducing anxiety. (c) 2021 Elsevier Ltd. All rights reserved

Die Beeinträchtigung der Schlafarchitektur durch nächtlichen Fluglärm bei Grundschulkindern

Fragestellung: Ungestörter Schlaf gilt als eine bedeutsame Voraussetzung für eine gesunde körperliche und geistige Entwicklung von Kindern. Fluglärm kann Änderungen in der Schlafarchitektur sowie Aufwachreaktionen hervorrufen. Da insbesondere Grundschulkinder zu Zeiten schlafen, zu denen das Flugverkehrsaufkommen und die resultierende Lärmbelastung noch relativ hoch sind, gilt ihr Schlaf als vulnerabel gegenüber Fluglärmwirkungen. Studien zu den Akutwirkungen von nächtlichem Fluglärm auf den kindlichen Schlaf existierten bisher jedoch nicht. Die Studie untersuchte daher den Einfluss nächtlichen Fluglärms auf die Schlafarchitektur im Grundschulalter. Methoden: In einer Feldstudie wurden 51 gesunde und normalhörende Kinder (8-10 Jahre, 23 Mädchen) zu Hause während vier aufeinanderfolgender Nächte schlafphysiologisch untersucht. Die Messung der Fluglärmbelastung erfolgte kontinuierlich während jeder Nacht im Kinderschlafzimmer am Ohr des schlafenden Kindes. Die Studie fand im Umfeld des Flughafens Köln/Bonn statt, an dem durchgehend Nachtflugbetrieb vorherrscht. In einer Mixed ANOVA wurden zentrale Schlafparameter (die Einschlaflatenz, die Dauer von Tiefschlaf, REM-Schlaf, Wachphasen sowie die Schlafeffizienz) in zwei Lärmbelastungsgruppen verglichen. Es wurde unterschieden zwischen höherer und niedrigerer Belastung, definiert durch die Anzahl an Überflügen mit einem Innenmaximalpegel von mindestens 30 dB(A) (Median-Split aller 144 auswertbaren Nächte bei 37,5 Überflügen pro Nacht). Ergebnisse: Kinder, die in Nächten mit einer höheren Fluglärmbelastung schliefen, verbrachten weniger Zeit im Tiefschlaf (p=.010), lagen während der Schlafperiodenzeit länger wach (p=.016) und zeigten mehr lärmassoziierte Wechsel in S1 oder wach (p<.001) als Kinder, die bei niedrigerer Lärmbelastung schliefen. Außerdem war die Schlafeffizienz in Tendenz (p=.054) niedriger, die Einschlaflatenz dagegen tendenziell länger (p=.077) in der höher lärmbelasteten Gruppe. Die im REM-Schlaf verbrachte Zeit unterschied sich zwischen den beiden Gruppen nicht (p=.682). Schlussfolgerung: Nächtlicher Fluglärm wirkte sich auf die Schlafarchitektur von Grundschulkindern aus. Verglichen mit den Beeinträchtigungen durch schlafbezogene Atemstörungen, die in Studien bei Kindern beobachtet wurden, waren die Lärmeffekte etwas geringer. Welche gesundheitlichen Auswirkungen chronische, verkehrslärmbedingte Änderungen in der Schlafarchitektur, insbesondere die andauernde Verkürzung des Tiefschlafes, haben können, sollte im Fokus zukünftiger Untersuchungen stehen

Kurzzeitbelästigung und subjektive Schlafstörungen durch Fluglärm bei Grundschulkindern: Ergebnisse der Studie MIDAS

Fragestellung: Der kindliche Schlaf gilt gegenüber nächtlichen Verkehrslärmwirkungen als gefährdet, da Kinder mehr Schlaf benötigen und abends früh zu Bett gehen, wenn Verkehrsströme und Lärmbelastungen noch relativ hoch sind. Lärmbedingte Schlafstörungen können psychologische Sekundärreaktionen zur Folge haben, z.B. eine erhöhte Müdigkeit und Belästigung am Tag. Studien zu den Akutwirkungen von nächtlichem Fluglärm auf den Schlaf und die resultierenden psychologischen Effekte bei Kindern gab es bisher nicht. Methoden: In einer Feldstudie am Flughafen Köln/Bonn wurden 51 gesunde und normalhörende Kinder (8-10 Jahre, 23 Mädchen) zu Hause während vier aufeinanderfolgender Nächte untersucht. Die Kinder bewerteten am Morgen nach dem Aufstehen jede vergangene Nacht rückblickend in Bezug auf ihre Kurzzeitbelästigung durch Fluglärm. Zusätzlich wurde die subjektive Müdigkeit und Schlafqualität erfragt. Persönliche und situative Moderatoren der Kurzzeitbelästigung (z.B. Lärmempfindlichkeit, Bewertung des Flugverkehrs) wurden im Rahmen eines Interviews erfasst. Die Messung der Lärmbelastung erfolgte kontinuierlich während jeder Nacht im Kinderschlafzimmer. Die Fluglärmbelastung wurde operationalisiert durch die Anzahl der Fluglärmereignisse (FLE) mit einem Maximalpegel ≥ 30 dB(A). Ergebnisse: Eine gemischte ANOVA ergab, dass bezüglich der subjektiven Beurteilung der Schlafqualität und der Müdigkeit kein Unterschied zu erkennen war zwischen geringer vs. höher fluglärmbelasteten Nächten (Median-Split bei 37 FLE, p=0,694 bzw. p=0,269). Für die Kurzzeitbelästigung fand sich ebenfalls kein Effekt des Fluglärms (p=0,396). Ein logistisches Regressionsmodell zeigte, dass die Wahrscheinlichkeit während der Nacht durch Fluglärm belästigt zu sein, bei Kindern überwiegend von persönlichen Eigenschaften abhängig war. Sie war höher bei Kindern, die sich selbst als lärmempfindlich einschätzten, Flugzeuge als gefährlich betrachteten und die bei geistigen Aufgaben lärmreduzierende Maßnahmen ergriffen (z.B. Fenster schließen). Sie stand in keinem statistisch signifikanten Zusammenhang mit der tatsächlichen Fluglärmbelastung in der Nacht, (p=0,050). Schlussfolgerung: Anders als bei Erwachsenen hat die nächtliche Fluglärmbelastung kaum Einfluss auf die kurzzeitige Belästigung und die selbst eingeschätzte Schlafqualität und Müdigkeit bei Kindern. Persönliche Faktoren wie die individuelle Lärmempfindlichkeit der Kinder sind hingegen maßgebliche Faktoren der Bewertungen