Liliana Patrícia Carvalho Amorim
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Universidade do Minho Escola de Medicina Liliana Patrícia Carvalho Amorim Putting the focus on sleep quality: subjective : subjective sleep sleep measures, actigraphy and brain correlates in ageing y and brain correlates in ageing raph he focus on sleep quality Putting t measures, actig valho Amorim atrícia Car Liliana P 9 1 UMinho|20 setembro de 2019 Universidade do Minho Escola de Medicina Liliana Patrícia Carvalho Amorim Putting the focus on sleep quality: subjective sleep measures, actigraphy and brain correlates in ageing Tese de Doutoramento Doutoramento em Ciências da Saúde Trabalho efetuado sob a orientação da Doutora Nadine Correia Santos e do Professor Doutor Nuno Jorge Carvalho Sousa setembro de 2019 DIREITOS DE AUTOR E CONDIÇÕES DE UTILIZAÇÃO DO TRABALHO POR TERCEIROS Este é um trabalho académico que pode ser utilizado por terceiros desde que respeitadas as regras e boas práticas internacionalmente aceites, no que concerne aos direitos de autor e direitos conexos. Assim, o presente trabalho pode ser utilizado nos termos previstos na licença abaixo indicada. Caso o utilizador necessite de permissão para poder fazer um uso do trabalho em condições não previstas no licenciamento indicado, deverá contactar o autor, através do RepositóriUM da Universidade do Minho. Licença concedida aos utilizadores deste trabalho ii Acknowledgments I would first like to express my sincere gratitude to my supervisors, Nadine Santos and Professor Nuno Sousa, for challenging me and providing me the opportunity to learn a great amount of skills beyond my area of expertise. I also want to acknowledge the ICVS colleagues, who contributed to my growth during this PhD journey, and that took time to share ideas and discuss science with me. A special thanks to Miguel Pais-Vieira, Hugo Almeida, João Sousa, Patrício Costa and Mónica Gonçalves. I also want to acknowledge a very special group of people that made my PhD “sunnier”. Thank you: Teresa and Belina, my anchors; Sofia, my “social manager” and companion in the cortisol adventures; Madalena, my ”Wednesdays’ of sushi” partner; Paulinho, Pedro, Ricardo and Carlos for all the pacience, help and partnership; Rui, Luís, Patrícia e Rita for all the laughs and conversations; Margarida, Eduardo, Catarina, Dinis, Sandro, Gabriela, Ricardo and Sónia, for the friendship, the brunchs and afternoons of games. Susana, Patrícia, São, Cassandra and Ângela, thank you for the “rainbows” in rainy days. I also want to acknowledge my family; thank you for being able to take the absences with patience and provide me with all the love and understanding that I needed! Thank you João, for the love, late night discussions and for pushing me out of my confort zone; this journey would not have been the same without you! The work presented in this thesis was performed in the Life and Health Sciences Research Institute (ICVS), Minho University and the Clinical Academic Center (2CA), Hospital of Braga. Financial support was provided by grants from the Foundation for Science and Technology (FCT) through the PhD grant SFRH/BD/101398/2014, by FEDER funds through the Operational Programme Competitiveness Factors - COMPETE and National Funds through FCT - Foundation for Science and Technology under the project POCI-01-0145-FEDER-007038; and by the projects NORTE-01-0145-FEDER-000013 and NORTE-01-0145- FEDER-000023, supported by Norte Portugal Regional Operational Programme (NORTE 2020), under the PORTUGAL 2020 Partnership Agreement, through the European Regional Development Fund (ERDF). Financial Support was also obtained from “SwitchBox” (Contract HEALTH-F2-2010-259772), co-financed by the Portuguese North Regional Operational Program (ON.2 – O Novo Norte), under the National Strategic Reference Framework (QREN), through the European Regional Development Fund (FEDER), and by the Fundação Calouste Gulbenkian (Portugal) (Contract grant number: P-139977; project “Better mental health during ageing based on temporal prediction of individual brain ageing trajectories (TEMPO)”). “To go far you must begin near, and the nearest step is the most important one.” (Jiddu Krishnamurti) iii STATEMENT OF INTEGRITY I hereby declare having conducted this academic work with integrity. I confirm that I have not used plagiarism or any form of undue use of information or falsification of results along the process leading to its elaboration. I further declare that I have fully acknowledged the Code of Ethical Conduct of the University of Minho. iv Putting the focus on sleep quality: subjective sleep measures, actigraphy and brain correlates in ageing Abstract Sleep is a multidimensional phenomenon with a relevant role in the maintenance of organism homeostasis, overall well-being and optimal cognitive function. Throughout the lifespan, changes in sleep dimensions occur, namely on its timing, duration, architecture and quality. In what concerns to sleep quality, studies are highly heterogeneous; not only the tools used are extremely variable, but also the way this concept is defined. Thus, the present thesis aims at providing a thorough analysis on the meaning of sleep quality, contributing to the clarification of its definition. It also aims to determine the sleep patterns, routines and quality of Portuguese community-dwellers across the adult lifespan and determine the main predictors of self-reported sleep. It is also an aim to explore the association between a composite measure of sleep quality and brain correlates. For these purposes, a systematic review of the literature on sleep quality meaning was performed and three original studies developed considering a cross-sectional and/or a longitudinal approach. Portuguese community-dwellers within the adult lifespan (18 and more years) were recruited and self-reported sleep quality and psychological variables were assessed in the first two studies and in the third, neuroimaging information was also collected. Results show that sleep quality is a multidimensional concept that should integrate information from different settings (e.g. clinical measures such as the Pittsburgh Sleep Quality Index, and parameters that reflect the interpretation of lay individuals of it). Lay people interpretation of sleep quality seems to be stable across the adult lifespan and no differences between men and women are observed regarding the parameters reported. Poor subjective sleep quality is associated with decreases in functional and structural connectivity of specific brain networks, with an overlapping node in the middle left temporal region. Overall, the present work contributes for the clarification of sleep quality concept, enabling a better comparison between study results. Despite the contributions of this doctoral work to the body of literature, there are still avenues to be explored so that individuals can benefit from personalized sleep care, and physicians can better act on the subjective informations reported by their patients, feasibly taking advantages of the new technologies to better monitor sleep in ecological settings. Key Words: Actigraphy; MRI; PSQI; Psychological Variables; Subjective sleep quality. v Colocando o foco na qualidade de sono: medidas subjetivas de sono, actigrafia e correlatos cerebrais no envelhecimento Resumo O sono é um fenómeno multidimensional, com um papel relevante na manutenção da homeostasia do organismo, no seu bem-estar geral e no bom funcionamento da sua função cognitiva. Ao longo da vida ocorrem alterações nas suas diferentes dimensões, nomeadamente nos seus horários, duração, arquitetura e qualidade. No que respeita à qualidade de sono, os estudos são altamente heterogéneos; não só os instrumentos utilizados são muito variáveis, mas também a forma como o conceito é definido. Assim, a presente tese tem como objetivos realizar uma análise aprofundada do conceito “qualidade de sono” e contribuir para a clarificação da sua definição; determinar os padrões, rotinas e a qualidade de sono de uma amostra de indivíduos potugueses adultos, bem como os principais preditores das variáveis de sono reportadas; e determinar a associação entre uma medida compósita de qualidade de sono e correlatos cerebrais. Para este propósito, realizaram-se uma revisão sistemática da literatura sobre a definição de qualidade de sono e três estudos empíricos com uma abordagem transversal e/ou longitudinal, onde se recrutaram indivíduos de 18 e mais anos, e se avaliaram a qualidade de sono e algumas variáveis psicológicas nos dois primeiros estudos, e se realizou ainda uma ressonância magnética cerebral no terceiro. Os resultados indicam que a qualidade de sono é um conceito multidimensional, que deve integrar informação de de diferentes contextos (ex. medidas clínicas como a do Índice de Qualidade de Sono de Pittsburgh, mas também parâmetros que decorrem da interpretação do conceito pelo indivíduo). A interpretação deste conceito pelos indivíduos da comunidade parece ser estável ao longo da vida adulta, não se observando diferenças entre homens e mulheres nos parâmetros reportados. Uma má qualidade de sono correlaciona-se com uma diminuição da conectividade funcional e estrutural em redes cerebrais que se sobrepõem na região temporal média esquerda. O presente trabalho contribui para a clarificação da definição de qualidade de sono, promovendo comparações mais adequadas entre resultados de estudos. No entanto, apesar das contribuições, existem ainda caminhos a serem explorados, para que os indivíduos possam beneficiar de cuidados de sono personalizados e para que os seus médicos possam agir