IDENTIFICATION OF BIO AND DIGITAL MARKERS OF SLEEP, FATIGUE AND ACTIVITIES OF DAILY LIVING IN NEURODEGENERATIVE DISEASES

Existing measures of sleep quality, daytime sleepiness and fatigue based on subjective, self-reported measures have many limitations for use in clinical studies and therapeuticdevelopment. Validated objective measures are not available for fatigue. In the case of sleep, the objective measure polysomnography is expensive, inconvenient for the participant, labour intensive and does not assess the impact of sleep problems. Furthermore, existing measures are unsuitable for use in ecological settings. Research in fatigue and sleep have shown that these symptoms are associated with changes in biophysiology, neurocognitive performances as well as physical and social behaviours. For instance, autonomic dysfunction has been shown to be common among patients with fatigue in many neurodegenerative diseases. Furthermore, fatigued patients often report reduced levels of physical activities and activities of daily living especially those requiring moderate to strenuous physical efforts. Reduced social interaction and function as a result of fatigue are often identified by patients as key impacts of this disabling symptom. It is noteworthy that the changes in biophysiology, neurocognitive performances and behaviours are similar among patients with neurodegenerative diseases regardless of their underlying conditions. These observations suggest that there may be common fatigue “biosignature” in chronic conditions. Importantly, with the advances in digital technologies, it is now possible to monitor some of these parameters continuously or semi-continuously in the natural living environment. Such technological advances raise the possibility of identifying objective bio and digital biomarkers of fatigue, sleepiness and sleep quality. This thesis aims to find objective parameters for sleep quality, sleepiness and fatigue, as assessed with mobile digital devices in patients suffering from neurodegenerative diseases, as sleep disturbances and fatigue are prevalent and burdensome in these diseases. The objective is to further explore selected digital measures for sleep quality, sleepiness and fatigue which can be assessed with digital technologies in the home environment.

Le misure esistenti della qualità del sonno, della sonnolenza diurna e della fatica, basate su misure soggettive e auto-riportate, presentano molte limitazioni per l'uso negli studi clinici e nello sviluppo terapeutico. Per la fatica non sono disponibili misure oggettive convalidate. Nel caso del sonno, la misura oggettiva della polisonnografia è costosa, scomoda per i partecipanti, richiede molto lavoro e non valuta l'impatto dei problemi del sonno. Inoltre, le misure esistenti non sono adatte all'uso in contesti ecologici. Le ricerche sulla fatica e sul sonno hanno dimostrato che questi sintomi sono associati a cambiamenti nella biofisiologia, nelle prestazioni neurocognitive e nei comportamenti fisici e sociali. Ad esempio, è stato dimostrato che la disfunzione autonomica è comune tra i pazienti affaticati in molte malattie neurodegenerative. Inoltre, i pazienti affaticati spesso riferiscono livelli ridotti di attività fisiche e di vita quotidiana, in particolare quelle che richiedono sforzi fisici da moderati a impegnativi. La riduzione dell'interazione sociale e delle funzioni a causa della fatica sono spesso identificate dai pazienti come impatti chiave di questo sintomo invalidante. È interessante notare che i cambiamenti nella biofisiologia, nelle prestazioni neurocognitive e nei comportamenti sono simili tra i pazienti con malattie neurodegenerative, indipendentemente dalle loro condizioni di base. Queste osservazioni suggeriscono che potrebbe esistere una “biosegnale” comune della fatica nelle condizioni croniche. È importante notare che, grazie ai progressi delle tecnologie digitali, è ora possibile monitorare alcuni di questi parametri in modo continuo o semi-continuo nell'ambiente di vita naturale. Tali progressi tecnologici aprono la possibilità di identificare biomarcatori oggettivi e digitali della fatica, della sonnolenza e della qualità del sonno. Questa tesi mira a trovare parametri oggettivi per la qualità del sonno, la sonnolenza e la fatica, valutati con dispositivi digitali mobili in pazienti affetti da malattie neurodegenerative, poiché i disturbi del sonno e la fatica sono prevalenti e onerosi in queste malattie. L'obiettivo è quello di esplorare ulteriormente misure digitali selezionate per la qualità del sonno, la sonnolenza e la fatica che possono essere valutate anche con tecnologie digitali in ambiente domestico.