Prevalence of sleep disorders in adults with down syndrome: A comparative study of self-reported, actigraphic, and polysomnographic findings

Study Objectives: Sleep problems are often undetected in adults with Down syndrome (DS). Our objective was to determine the prevalence of sleep disorders in adults with DS through self-reported and objective sleep measures. Methods: We performed a community-based cross-sectional study of 54 adults with DS not referred for sleep disorders. Two polysomnography (PSG) sleep studies were performed. Sleep quality was evaluated using the Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI); daytime sleepiness was evaluated using the Epworth Sleepiness Scale (ESS) and the risk for the sleep apnea syndrome (OSA) was identified using the Berlin Questionnaire (BQ). Participants’ sleep/wake pattern was assessed from sleep diaries and by wrist actigraphy. PSQI, ESS, and PSG measures were compared with 35 sex-, age-, and body mass index-matched patients in the control groups. Results: In PSG measures, adults with DS showed lower sleep efficiency (69 ± 17.7 versus 81.6 ± 11; P < .001), less rapid eye movement sleep (9.4 ± 5.8 versus 19.4 ± 5.1; P < .001), a higher prevalence of OSA (78% versus 14%; P < .001), and a higher apnea-hypopnea index (23.5 ± 24.5 versus 3.8 ± 10.5; P < .001) than patients in the control group. In the DS group, the questionnaires (mean PSQI 3.7 ± 2.9; mean ESS 6.3 ± 4.5 and mean BQ 1 ± 0) did not reflect the sleep disturbances detected on the PSG. Actigraphy data recorded daytime sleep that was not self-reported (118.2 ± 104.2 minutes). Conclusions: Adults with DS show severe sleep disruption and a high prevalence of OSA, undetected by self-reported sleep measures. Actigraphy, PSG, and validated simplified devices for screening OSA should be routinely recommended for this population because treatment of sleep disorders can contribute to healthy aging.Postprint (published version

Estudio de la conectividad cerebral mediante transferencia de entropía

En el presente trabajo se estudian los efectos de la privación del sueño sobre las señales electroencefalográficas de voluntarios sanos mediante la transferencia de entropía (TE), una técnica no paramétrica que permite detectar relaciones direccionales entre variables y que no ha sido utilizada antes para el estudio de la vigilia prolongada. Los resultados obtenidos concuerdan con la potencia en la banda ϴ, un marcador reconocido relacionado con la presión de sueño. Los efectos máximos de la privación del sueño se producen a partir de las 24 horas sin dormir. Durante este periodo, se producen incrementos de TE localizados en la zona anterior mientras que los decrementos principalmente se originan en la zona occipital y afectan globalmente al resto del cerebro. El promedio de estos decrementos muestra una fuerte correlación con la potencia ϴ, por lo que se podría considerar como otro marcador fiable de la presión de sueño que, además, proporciona información sobre la localización de los cambios producidos, indicando una disminución de la transferencia de información entre las regiones cerebrales.Peer ReviewedPostprint (author’s final draft

Monitoring sleep depth: analysis of bispectral index (BIS) based on polysomnographic recordings and sleep deprivation

© 2015 Springer Science+Business Media Dordrecht The assessment and management of sleep are increasingly recommended in the clinical practice. Polysomnography (PSG) is considered the gold standard test to monitor sleep objectively, but some practical and technical constraints exist due to environmental and patient considerations. Bispectral index (BIS) monitoring is commonly used in clinical practice for guiding anesthetic administration and provides an index based on relationships between EEG components. Due to similarities in EEG synchronization between anesthesia and sleep, several studies have assessed BIS as a sleep monitor with contradictory results. The aim of this study was to evaluate objectively both the feasibility and reliability of BIS for sleep monitoring through a robust methodology, which included full PSG recordings at a baseline situation and after 40 h of sleep deprivation. Results confirmed that the BIS index was highly correlated with the hypnogram (0.89 ± 0.02), showing a progressive decrease as sleep deepened, and an increase during REM sleep (awake: 91.77 ± 8.42; stage N1: 83.95 ± 11.05; stage N2: 71.71 ± 11.99; stage N3: 42.41 ± 9.14; REM: 80.11 ± 8.73). Mean and median BIS values were lower in the post-deprivation night than in the baseline night, showing statistical differences for the slow wave sleep (baseline: 42.41 ± 9.14 vs. post-deprivation: 39.49 ± 10.27; p = 0.02). BIS scores were able to discriminate properly between deep (N3) and light (N1, N2) sleep. BIS values during REM overlapped those of other sleep stages, although EMG activity provided by the BIS monitor could help to identify REM sleep if needed. In conclusion, BIS monitors could provide a useful measure of sleep depth in especially particular situations such as intensive care units, and they could be used as an alternative for sleep monitoring in order to reduce PSG-derived costs and to increase capacity in ambulatory care.Postprint (author's final draft

Efecte dels neurolèptics en el son en l'home. Estudi amb neurolèptics atípics utilitzant avaluacions polisomnogràfiques tradicionals i quantificació de la microestructura

Tot i que els neurolèptics en general milloren el son, no existeix un consens definitiu de si és per l'efecte directe de la medicació o com a conseqüència indirecta de la millora clínica general. Les dades disponibles dels canvis que els neurolèptics provoquen en el electroencefalograma (EEG) de son també són molt dispars, probablement pels diferents límits metodològics i mètodes d'anàlisi del son entre estudis. L'objectiu principal d'aquesta tesi es avaluar l'efecte "per se" dels neurolèptics en el son en l'home. Es realitzen tres estudis per tres objectius específics: 1) Avaluar els efectes de l'administració de dosi única al matí de dos antipsicòtics atípics diferents (olanzapina 5mg i risperidona 1mg) en comparació amb un antipsicòtic típic (haloperidol 3mg) en subjectes sans en un estudi, creuat, randomitzat, doble cec i controlat amb placebo, utilitzant avaluacions subjectives, i objectives per polisomnografia (PSG). L'anàlisi de les variables PSG es realitza amb mètodes d'anàlisi visual i de quantificació de la microestructura del son d'anàlisi espectral. 2) Avaluar la rellevància d'aquests canvis EEG dels antipsicòtics en el continuum vigília-son de 24 hores, investigant si la correlació existent entre els biomarcadors EEG de la homeòstasi del son [activitat theta en vigília i activitat d'ondes lentes (SWA) en vigília en el primer cicle de son de no moviments oculars ràpids (NREM) de nit] observada en condicions experimentals de privació de son, es reprodueix després de l'administració d'olanzapina al matí 3) Avaluar les possibles diferencies entre sexes en els efectes sobre el EEG de son, induïts pels antipsicòtics en voluntaris sans. Els resultats PSG mostren 1) increments significatius en el temps total de son, eficiència de son (SE), son d'ondes lentes (SWS) i en el son de moviments oculars ràpids (REM) amb l'olanzapina, augments de fase 2 de son i disminució de son REM amb la risperidona, i augment de SE amb l'haloperidol. A l'anàlisi espectral, es registren disminucions de la potencia en les freqüències superiors a 10Hz en tots els estats del son i disminucions en la dinàmia de l'activitat freqüencial fusiforme en el segon i quart episodis de son NREM amb la olanzapina. Amb risperidona i haloperidol, s'observen augments en el rang de freqüències de 3.6 a10.8 Hz i superiors a 10Hz respectivament, en els estats de son NREM i fase 2. L'anàlisi subjectiu mostra una millora significativa en la qualitat de son amb l'olanzapina. 2) S'obté un increment significatiu en la potencia absoluta theta durant la vigília i un augment del temps de SWS durant el son de nit, però no es va poder correlacionar l'augment (%) del SWA del primer cicle de son NREM (olanzapina vs. placebo) i la pendent (%/h) de la regressió ajustada entre els increments del poder relatiu theta (olanzapina vs. placebo) i el temps en la vigília. 3) Amb l'administració de dosi única matutina d'olanzapina, s'obtenen interaccions sexe-fàrmac, sobretot en el SWS, amb augment en les dones i disminució en els homes. Els resultats obtinguts permeten extrapolar les conclusions a l'àmbit clínic: 1) Possibilitat de seleccionar un neurolèptic segons l'alteració de son que presenti el pacient, recordant que l'impacte d'aquests fàrmacs en el son de nit es succeeix també si es prescriuen al matí. 2) Aquesta tesis obre una nova línea d'investigació en l'estudi dels índex EEG (de vigília i son) com a marcadors de la propensió al son, evidenciant la necessitat de realitzar més estudis per concretar llur rol i aplicabilitat clínica en l'avaluació dels efectes adversos dels fàrmacs en el sistema nerviós central. 3) Les diferencies farmacodinàmiques observades poden ajudar a determinar dosis òptimes en la prescripció dels antipsicòtics entre ambdós sexes, especialment en relació amb el son.Antipsychotics in general improve sleep. However, it is still not clear if these effects are direct effects of the compounds on sleep pathophysiology or whether they are indirect, as a consequence of the global clinical improvement. Available electroencephalographic (EEG) sleep data after antipsychotic administration are inconsistence, probably due to the different methodology and analysis methods used among studies. The main objective of the present dissertation was to evaluate the effects of antipsychotic drugs on sleep. Three studies were performed in order to assess three main objectives: 1) To evaluate the sleep effects on objective and subjective sleep variables, of two atypical antipsychotic drugs (olanzapine 5mg and risperidone1mg), in comparison with those of a typical agent (haloperidol 3mg) after one single oral morning administration in healthy volunteers, following a randomised, double-blind, placebo-controlled, four-period cross-over, clinical trial. Polisomnographic (PSG) sleep variables were analysed by traditional visual scoring and by sleep EEG spectral analysis. 2) To asses these EEG antipsychotic changes in the entire 24-hour day/night cycle, investigating if the relationship between the EEG biomarkers of the sleep homeostasis process [theta activity in wakefulness and slow wave activity (SWA) in the first non-rapid eye movement (NREM) sleep episode] observed after sleep deprivation, could be reproduced after an experimental pharmacological intervention. 3) To evaluate possible sex differences in antipsychotic induced effects on sleep EEG in healthy volunteers. PSG results showed 1) Significant increases in total sleep time, sleep efficiency (SE), slow wave sleep (SWS) and rapid eye movement (REM) sleep were observed after olanzapine, an increase in stage 2 and a decrease in REM sleep after risperidone and a tendency to increase SE after Haloperidol. Olanzapine showed decreases in power density in frequencies higher than 10 Hz during all sleep stages and decreases in the dynamics of spindle frequency activity in the second and fourth (NREM) episodes. Risperidone presented increases in the 3.6-10.8 Hz frequency band and Haloperidol in frequencies higher than 10 Hz, both in stage 2 and NREM sleep stages. A significant improvement in subjective sleep quality was observed after olanzapine. Following morning oral olanzapine administration, significant increases in theta activity during wakefulness, and increases in SWS time during sleep were observed. However, a weak and unreliable correlation was observed between the increases (%) of SWA in the first non-REM sleep episode (olanzapina vs. placebo) and the slope (%/h) of the linear least-squares regression between the increases of relative theta power (olanzapina vs. placebo) and wakefulness time. 3) Significant sex-by-drug interactions were obtained after olanzapine in SWS. Women showed an increase in SWS whereas men showed a decrease. Conclusions of these results can be extrapolated in clinical practice: 1) The possibility to select an antipsychotic drug depending on the specific patient's sleep disturbance, taking into account that the effects on night sleep will occur even when the drug is administered in the morning. 2) The present dissertation opens a new investigation line in the study of the EEG (wake and sleep) index as sleep homeostasis process markers and shows the needed of additional studies to determine their roles and utility in measuring drug central nervous system effects. 3) These sex-based differences in pharmacodynamics may help to determine distinct optimal treatment and doses between men and women

1000 preguntes per 3 qüestionaris i 500 estudiants

Assignatura de Psicofisiologia, 2n semestre, Grau de Psicologia UB. 2013-2014Cada mes, els estudiants han de contestar un qüestionari amb preguntes relacionades amb els temes treballats fins el moment en l’assignatura. Respondre’l requereix la cerca informació específica en webs, llibres o articles científics. Disposen d’una setmana per contestar-lo, sense límit d’entrades

Efecte dels neurolèptics en el son en l’home. Estudi amb neurolèptics atípics utilitzant avaluacions polisomnogràfiques tradicionals i quantificació de la microestructura

Tot i que els neurolèptics en general milloren el son, no existeix un consens definitiu de si és per l’efecte directe de la medicació o com a conseqüència indirecta de la millora clínica general. Les dades disponibles dels canvis que els neurolèptics provoquen en el electroencefalograma (EEG) de son també són molt dispars, probablement pels diferents límits metodològics i mètodes d’anàlisi del son entre estudis. L’objectiu principal d’aquesta tesi es avaluar l’efecte “per se” dels neurolèptics en el son en l’home. Es realitzen tres estudis per tres objectius específics: 1) Avaluar els efectes de l’administració de dosi única al matí de dos antipsicòtics atípics diferents (olanzapina 5mg i risperidona 1mg) en comparació amb un antipsicòtic típic (haloperidol 3mg) en subjectes sans en un estudi, creuat, randomitzat, doble cec i controlat amb placebo, utilitzant avaluacions subjectives, i objectives per polisomnografia (PSG). L’anàlisi de les variables PSG es realitza amb mètodes d’anàlisi visual i de quantificació de la microestructura del son d’anàlisi espectral. 2) Avaluar la rellevància d’aquests canvis EEG dels antipsicòtics en el continuum vigília-son de 24 hores, investigant si la correlació existent entre els biomarcadors EEG de la homeòstasi del son [activitat theta en vigília i activitat d’ondes lentes (SWA) en vigília en el primer cicle de son de no moviments oculars ràpids (NREM) de nit] observada en condicions experimentals de privació de son, es reprodueix després de l’administració d’olanzapina al matí 3) Avaluar les possibles diferencies entre sexes en els efectes sobre el EEG de son, induïts pels antipsicòtics en voluntaris sans. Els resultats PSG mostren 1) increments significatius en el temps total de son, eficiència de son (SE), son d’ondes lentes (SWS) i en el son de moviments oculars ràpids (REM) amb l’olanzapina, augments de fase 2 de son i disminució de son REM amb la risperidona, i augment de SE amb l’haloperidol. A l’anàlisi espectral, es registren disminucions de la potencia en les freqüències superiors a 10Hz en tots els estats del son i disminucions en la dinàmia de l’activitat freqüencial fusiforme en el segon i quart episodis de son NREM amb la olanzapina. Amb risperidona i haloperidol, s’observen augments en el rang de freqüències de 3.6 a10.8 Hz i superiors a 10Hz respectivament, en els estats de son NREM i fase 2. L’anàlisi subjectiu mostra una millora significativa en la qualitat de son amb l’olanzapina. 2) S’obté un increment significatiu en la potencia absoluta theta durant la vigília i un augment del temps de SWS durant el son de nit, però no es va poder correlacionar l’augment (%) del SWA del primer cicle de son NREM (olanzapina vs. placebo) i la pendent (%/h) de la regressió ajustada entre els increments del poder relatiu theta (olanzapina vs. placebo) i el temps en la vigília. 3) Amb l’administració de dosi única matutina d’olanzapina, s’obtenen interaccions sexe-fàrmac, sobretot en el SWS, amb augment en les dones i disminució en els homes. Els resultats obtinguts permeten extrapolar les conclusions a l’àmbit clínic: 1) Possibilitat de seleccionar un neurolèptic segons l’alteració de son que presenti el pacient, recordant que l’impacte d’aquests fàrmacs en el son de nit es succeeix també si es prescriuen al matí. 2) Aquesta tesis obre una nova línea d’investigació en l’estudi dels índex EEG (de vigília i son) com a marcadors de la propensió al son, evidenciant la necessitat de realitzar més estudis per concretar llur rol i aplicabilitat clínica en l’avaluació dels efectes adversos dels fàrmacs en el sistema nerviós central. 3) Les diferencies farmacodinàmiques observades poden ajudar a determinar dosis òptimes en la prescripció dels antipsicòtics entre ambdós sexes, especialment en relació amb el son.Antipsychotics in general improve sleep. However, it is still not clear if these effects are direct effects of the compounds on sleep pathophysiology or whether they are indirect, as a consequence of the global clinical improvement. Available electroencephalographic (EEG) sleep data after antipsychotic administration are inconsistence, probably due to the different methodology and analysis methods used among studies. The main objective of the present dissertation was to evaluate the effects of antipsychotic drugs on sleep. Three studies were performed in order to assess three main objectives: 1) To evaluate the sleep effects on objective and subjective sleep variables, of two atypical antipsychotic drugs (olanzapine 5mg and risperidone1mg), in comparison with those of a typical agent (haloperidol 3mg) after one single oral morning administration in healthy volunteers, following a randomised, double-blind, placebo-controlled, four-period cross-over, clinical trial. Polisomnographic (PSG) sleep variables were analysed by traditional visual scoring and by sleep EEG spectral analysis. 2) To asses these EEG antipsychotic changes in the entire 24-hour day/night cycle, investigating if the relationship between the EEG biomarkers of the sleep homeostasis process [theta activity in wakefulness and slow wave activity (SWA) in the first non-rapid eye movement (NREM) sleep episode] observed after sleep deprivation, could be reproduced after an experimental pharmacological intervention. 3) To evaluate possible sex differences in antipsychotic induced effects on sleep EEG in healthy volunteers. PSG results showed 1) Significant increases in total sleep time, sleep efficiency (SE), slow wave sleep (SWS) and rapid eye movement (REM) sleep were observed after olanzapine, an increase in stage 2 and a decrease in REM sleep after risperidone and a tendency to increase SE after Haloperidol. Olanzapine showed decreases in power density in frequencies higher than 10 Hz during all sleep stages and decreases in the dynamics of spindle frequency activity in the second and fourth (NREM) episodes. Risperidone presented increases in the 3.6–10.8 Hz frequency band and Haloperidol in frequencies higher than 10 Hz, both in stage 2 and NREM sleep stages. A significant improvement in subjective sleep quality was observed after olanzapine. Following morning oral olanzapine administration, significant increases in theta activity during wakefulness, and increases in SWS time during sleep were observed. However, a weak and unreliable correlation was observed between the increases (%) of SWA in the first non-REM sleep episode (olanzapina vs. placebo) and the slope (%/h) of the linear least-squares regression between the increases of relative theta power (olanzapina vs. placebo) and wakefulness time. 3) Significant sex-by-drug interactions were obtained after olanzapine in SWS. Women showed an increase in SWS whereas men showed a decrease. Conclusions of these results can be extrapolated in clinical practice: 1) The possibility to select an antipsychotic drug depending on the specific patient’s sleep disturbance, taking into account that the effects on night sleep will occur even when the drug is administered in the morning. 2) The present dissertation opens a new investigation line in the study of the EEG (wake and sleep) index as sleep homeostasis process markers and shows the needed of additional studies to determine their roles and utility in measuring drug central nervous system effects. 3) These sex-based differences in pharmacodynamics may help to determine distinct optimal treatment and doses between men and women

Prevalence of sleep disorders in adults with down syndrome: A comparative study of self-reported, actigraphic, and polysomnographic findings

Study Objectives: Sleep problems are often undetected in adults with Down syndrome (DS). Our objective was to determine the prevalence of sleep disorders in adults with DS through self-reported and objective sleep measures. Methods: We performed a community-based cross-sectional study of 54 adults with DS not referred for sleep disorders. Two polysomnography (PSG) sleep studies were performed. Sleep quality was evaluated using the Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI); daytime sleepiness was evaluated using the Epworth Sleepiness Scale (ESS) and the risk for the sleep apnea syndrome (OSA) was identified using the Berlin Questionnaire (BQ). Participants’ sleep/wake pattern was assessed from sleep diaries and by wrist actigraphy. PSQI, ESS, and PSG measures were compared with 35 sex-, age-, and body mass index-matched patients in the control groups. Results: In PSG measures, adults with DS showed lower sleep efficiency (69 ± 17.7 versus 81.6 ± 11; P < .001), less rapid eye movement sleep (9.4 ± 5.8 versus 19.4 ± 5.1; P < .001), a higher prevalence of OSA (78% versus 14%; P < .001), and a higher apnea-hypopnea index (23.5 ± 24.5 versus 3.8 ± 10.5; P < .001) than patients in the control group. In the DS group, the questionnaires (mean PSQI 3.7 ± 2.9; mean ESS 6.3 ± 4.5 and mean BQ 1 ± 0) did not reflect the sleep disturbances detected on the PSG. Actigraphy data recorded daytime sleep that was not self-reported (118.2 ± 104.2 minutes). Conclusions: Adults with DS show severe sleep disruption and a high prevalence of OSA, undetected by self-reported sleep measures. Actigraphy, PSG, and validated simplified devices for screening OSA should be routinely recommended for this population because treatment of sleep disorders can contribute to healthy aging

Estudio de la conectividad cerebral mediante transferencia de entropía

En el presente trabajo se estudian los efectos de la privación del sueño sobre las señales electroencefalográficas de voluntarios sanos mediante la transferencia de entropía (TE), una técnica no paramétrica que permite detectar relaciones direccionales entre variables y que no ha sido utilizada antes para el estudio de la vigilia prolongada. Los resultados obtenidos concuerdan con la potencia en la banda ϴ, un marcador reconocido relacionado con la presión de sueño. Los efectos máximos de la privación del sueño se producen a partir de las 24 horas sin dormir. Durante este periodo, se producen incrementos de TE localizados en la zona anterior mientras que los decrementos principalmente se originan en la zona occipital y afectan globalmente al resto del cerebro. El promedio de estos decrementos muestra una fuerte correlación con la potencia ϴ, por lo que se podría considerar como otro marcador fiable de la presión de sueño que, además, proporciona información sobre la localización de los cambios producidos, indicando una disminución de la transferencia de información entre las regiones cerebrales.Peer Reviewe

Estudio de la conectividad cerebral mediante transferencia de entropía

En el presente trabajo se estudian los efectos de la privación del sueño sobre las señales electroencefalográficas de voluntarios sanos mediante la transferencia de entropía (TE), una técnica no paramétrica que permite detectar relaciones direccionales entre variables y que no ha sido utilizada antes para el estudio de la vigilia prolongada. Los resultados obtenidos concuerdan con la potencia en la banda ϴ, un marcador reconocido relacionado con la presión de sueño. Los efectos máximos de la privación del sueño se producen a partir de las 24 horas sin dormir. Durante este periodo, se producen incrementos de TE localizados en la zona anterior mientras que los decrementos principalmente se originan en la zona occipital y afectan globalmente al resto del cerebro. El promedio de estos decrementos muestra una fuerte correlación con la potencia ϴ, por lo que se podría considerar como otro marcador fiable de la presión de sueño que, además, proporciona información sobre la localización de los cambios producidos, indicando una disminución de la transferencia de información entre las regiones cerebrales.Peer Reviewe

Acute sleep deprivation induces a local brain transfer information increase in the frontal cortex in a widespread decrease context

Sleep deprivation (SD) has adverse effects on mental and physical health, affecting the cognitive abilities and emotional states. Specifically, cognitive functions and alertness are known to decrease after SD. The aim of this work was to identify the directional information transfer after SD on scalp EEG signals using transfer entropy (TE). Using a robust methodology based on EEG recordings of 18 volunteers deprived from sleep for 36 h, TE and spectral analysis were performed to characterize EEG data acquired every 2 h. Correlation between connectivity measures and subjective somnolence was assessed. In general, TE showed medium-and long-range significant decreases originated at the occipital areas and directed towards different regions, which could be interpreted as the transfer of predictive information from parieto-occipital activity to the rest of the head. Simultaneously, short-range increases were obtained for the frontal areas, following a consistent and robust time course with significant maps after 20 h of sleep deprivation. Changes during sleep deprivation in brain network were measured effectively by TE, which showed increased local connectivity and diminished global integration. TE is an objective measure that could be used as a potential measure of sleep pressure and somnolence with the additional property of directed relationships