[論文レビュー] COVID-19 Related Mobility Reduction: Heterogenous Effects on Sleep and Physical Activity Rhythms

Ju Lynn Ong, T.Y. Lau+8 more|arXiv (Cornell University)|Jun 3, 2020

Sleep and related disordersPsychology参考文献 15被引用数 18

ひとこと要約

本研究は、COVID-19の移動制限期における1,824名の労働者成人のウェアラブルデバイスデータを分析し、睡眠および身体活動リズムに及ぼす多様な影響を明らかにした。平均で38%の身体活動の低下にもかかわらず、平日における睡眠時間は24分延長され、睡眠効率および安静時心拍数も改善された。一方、若年層で単身、かつ活動量が少ない一部の群では最大の低下を示し、封鎖措置に対する行動反応の差が浮き彫りになった。

ABSTRACT

Mobility restrictions imposed to suppress coronavirus transmission can alter physical activity (PA) and sleep patterns. Characterization of response heterogeneity and their underlying reasons may assist in tailoring customized interventions. We obtained wearable data covering baseline, incremental movement restriction and lockdown periods from 1824 city-dwelling, working adults aged 21 to 40 years, incorporating 206,381 nights of sleep and 334,038 days of PA. Four distinct rest activity rhythms (RARs) were identified using k-means clustering of participants' temporally distributed step counts. Hierarchical clustering of the proportion of time spent in each of these RAR revealed 4 groups who expressed different mixtures of RAR profiles before and during the lockdown. Substantial but asymmetric delays in bedtime and waketime resulted in a 24 min increase in weekday sleep duration with no loss in sleep efficiency. Resting heart rate declined 2 bpm. PA dropped an average of 38%. 4 groups with different compositions of RAR profiles were found. Three were better able to maintain PA and weekday/weekend differentiation during lockdown. The least active group comprising 51 percent of the sample, were younger and predominantly singles. Habitually less active already, this group showed the greatest reduction in PA during lockdown with little weekday/weekend differences. Among different mobility restrictions, removal of habitual social cues by lockdown had the largest effect on PA and sleep. Sleep and resting heart rate unexpectedly improved. RAR evaluation uncovered heterogeneity of responses to lockdown and can identify characteristics of persons at risk of decline in health and wellbeing.

研究の動機と目的

• パンデミック期における移動制限が、労働者成人の睡眠および身体活動リズムに与える影響を理解すること。
• 休息活動リズム（RAR）のクラスタリングを用いて、封鎖措置に対して異なる行動反応を示すサブグループを同定すること。
• 社会的シグナルおよび移動制限が、睡眠および身体活動パターンの変化をどのように規定しているかを検討すること。
• パンデミック関連の制限下で、健康関連の行動低下に脆弱な要因を特定すること。

提案手法

• 参加者の間で時間的分布に基づく歩数を用いて、K-meansクラスタリングを実施し、4つの明確な休息活動リズム（RAR）プロファイルを同定した。
• 封鎖前および封鎖中のRARプロファイルの混合に基づき、個々の人物を階層的クラスタリングでグループ化した。
• ウェアラブルデバイスデータを、ベースライン、段階的移動制限、完全封鎖の各期間にわたり収集し、合計で206,381夜分の睡眠および334,038日分の身体活動をカバーした。
• 睡眠時間、睡眠効率、安静時心拍数、および身体活動レベルを時間経過およびサブグループごとに定量化・比較した。
• 統計解析により、睡眠および活動パターンの変化を評価し、平日と週末の差異およびサブグループの多様性に注目した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 COVID-19に伴う移動制限は、労働者成人の睡眠時間および睡眠効率にどのように影響したか？
• RQ2 都市部に住む労働者成人において、封鎖期に観察された明確な休息活動リズム（RAR）プロファイルは何か？
• RQ3 身体活動レベルは、異なるサブグループでどのように変化したか。また、より大きな低下を予測する要因は何か？
• RQ4 封鎖期における習慣的な社会的シグナルの欠如が、睡眠および活動パターンに及ぼす影響の程度はどの程度か？
• RQ5 どの人口統計的および行動的特徴が、移動制限下での睡眠および身体活動の悪化を予測したか？

主な発見

• 封鎖期に平日の睡眠時間が24分延長され、睡眠効率の低下は認められず、睡眠の統合性が向上したことが示唆された。
• 安静時心拍数が1分間に2回低下し、封鎖期中に自律神経調節が改善された可能性が示唆された。
• 全被験者で平均して38%の身体活動の低下が認められ、特に若年層で単身である割合が51%を占める群で最も顕著な減少が見られた。
• 同定された4つのRARグループのうち3つは、平日と週末の身体活動パターンの違いが維持されていたが、最も活動量が少なかった群は差がほとんどなく、最大の低下を示した。
• 習慣的な社会的シグナルの欠如が、封鎖期における身体活動および睡眠パターンに最も大きな影響を与えた。他の移動制限レベルよりも顕著であった。
• RAR評価を通じて多様な反応が明らかとなり、身体活動の低下およびリズムの乱れにより健康および wellbeing の悪化が懸念される脆弱なサブグループが同定された。