Дальнейший план исследования кратко и по пунктам.
1) Дизайн
- Тип: рандомизированный кроссоверный эксперимент с дополнительной когорой наблюдения (mixed design) для внешней валидности.
- Условия: «ночное использование смартфона» vs «запрет использования после отбоя». Каждая участница/участник проходит оба условия по $2$ недели с washout‑периодом $1$ неделя; порядок рандомизируется.
- Дополнение: подвыборка для лабораторного контроля сна (полисомнография) $n_{PSG}$ для валидации актиграфии.
2) Переменные
- Независимая переменная:
- ночное использование смартфона: бинарно (да/нет) и непрерывно — суммарное время использования в интервале «от отбоя до пробуждения» ($мин$).
- Зависимые переменные:
- качество сна (объективно: актиграфия — сонность, латентность, время и эффективность сна; субъективно: PSQI, дневник сна).
- сонливость/утренняя бодрость: KSS или Karolinska (шкала).
- когнитивная продуктивность: тесты внимания и скорости реакции (PVT), рабочая память (n‑back), исполнительные функции (Stroop) — измеряемые ежедневно или через приложение.
- академическая продуктивность: краткосрочная (выполнение заданий, самодекларированное время на учёбу) и среднесрочная (оценки за семестр).
- Контролирующие (ковариаты): хронотип (MEQ), возраст, пол, базовый индекс сна, употребление кофеина/алкоголя, уровень стресса/тревоги (DASS), физическая активность, использование фильтров синего света.
3) Методы сбора данных
- Мониторинг использования смартфона:
- системный лог (screen time/API) + стороннее приложение для точного таймстампа активности и типов приложений (соцсети, мессенджеры, чтение).
- датчики экрана/яркости и данные о включённом ночном режиме.
- Сон:
- носимые актиграфы (все участники) — ночные параметры сна; дневники сна каждое утро.
- полисомнография (PSG) в лаборатории для подвыборки $n_{PSG}$ (1 ночь в конце каждой экспериментальной фазы).
- Когнитивные тесты:
- мобильные версии PVT, n‑back, Stroop — выполняются утром и/или вечером в фиксированные часы.
- Оценки самочувствия/поведение:
- EMA (короткие опросы) вечером и утром: сонливость, утомляемость, настроение, потребление стимуляторов.
- Академические метрики:
- данные преподавателей или LMS (при согласии), самозаписи выполненных задач и времени учёбы.
- Дополнительно:
- базовый опрос о здоровье, медикаментах, психиатрической истории.
- измерение освещённости в спальне (датчик света или смартфон‑сенсор).
4) Выборка и мощность
- Оценка мощности (пример для парного дизайна): требуемый размер выборки рассчитывается по формуле
$$n=\frac{(Z_{1-\alpha /2}+Z_{1-\beta }{)}^2{\sigma }^2}{{\Delta }^2},$$ где $\Delta$ — минимально значимый эффект на измеримой шкале, ${\sigma }^2$ — дисперсия разницы.
- Практический ориентир: при ожидаемом эффекте средней силы $d=0.5$, $\alpha =0.05$, мощность $1-\beta =0.8$ — требуется примерно $n\approx 34$ пар участников; с учётом отсевов и подгрупп рекомендуется рекрутировать $\sim 80\text{–}120$ студентов.
5) Анализ данных
- Основной анализ: линейные смешанные модели для повторных измерений
$$Y_{it}={\beta }_0+{\beta }_1{\text{SmartUse}}_{it}+{\mathbf{X}}_{it}\mathbf{\gamma }+u_i+{ϵ}_{it},$$ где $u_i$ — случайный эффект участника, ${\mathbf{X}}_{it}$ — ковариаты.
- Дополнительно: анализ медиаторов/модераторов (хронотип, тип контента), мультивариантное сравнение для нескольких исходов с поправкой (FDR или Бонферрони).
- Проверка чувствительности: исключение ночей с алкоголем/болезнью, анализ последовательностей (порядок кроссовера).
6) Возможные этические проблемы и меры
- Конфиденциальность и приватность: сбор логов использования приложений и времени требует явного информированного согласия; данные анонимизировать/псевдонимизировать; хранение на защищённых серверах, шифрование.
- Информированное согласие: подробно описать, какие данные собираются, цель исследования, право на выход без последствий.
- Риск вреда: ограничение эксперимента по длительности, мониторинг ухудшения сна/психического состояния; при выявлении серьёзных проблем (сильная депрессия, мысли о суициде) — протокол клинической интервенции и направление к специалистам.
- Добровольность: участие не должно влиять на оценки/учёбу; компенсация адекватна и не принуждает.
- Доступ к результатам: участники получают сводные результаты и индивидуальные рекомендации по улучшению сна по запросу.
- Этический комитет: протокол обязателен к одобрению IRB/локальным ЭК.
7) Практические замечания
- Пробный пилот $2\text{–}4$ недели для тестирования процедур и мобильных тестов.
- Учесть сезонность (экзаменационные периоды) и распределять наборы равномерно.
- План по минимизации выпадения: регулярные напоминания, компенсация, гибкость в выполнении тестов.
Если нужно, могу кратко привести примерный протокол дня/периода для участника и шаблон EMA‑опроса.