The association of irregular sleep schedules with circadian timing and academic performance has not been systematically examined. We studied 61 undergraduates for 30 days using sleep diaries, and quantified sleep regularity using a novel metric, the sleep regularity index (SRI). In the most and least regular quintiles, circadian phase and light exposure were assessed using salivary dim-light melatonin onset (DLMO) and wrist-worn photometry, respectively. DLMO occurred later (00:08 ± 1:54 vs. 21:32 ± 1:48; p < 0.003); the daily sleep propensity rhythm peaked later (06:33 ± 0:19 vs. 04:45 ± 0:11; p < 0.005); and light rhythms had lower amplitude (102 ± 19 lux vs. 179 ± 29 lux; p < 0.005) in Irregular compared to Regular sleepers. A mathematical model of the circadian pacemaker and its response to light was used to demonstrate that Irregular vs. Regular group differences in circadian timing were likely primarily due to their different patterns of light exposure. A positive correlation (r = 0.37; p < 0.004) between academic performance and SRI was observed. These findings show that irregular sleep and light exposure patterns in college students are associated with delayed circadian rhythms and lower academic performance. Moreover, the modeling results reveal that light-based interventions may be therapeutically effective in improving sleep regularity in this population.

Context

Sleep disorders often remain undiagnosed. Untreated sleep disorders among police officers may adversely affect their health and safety and pose a risk to the public.

Objective

To quantify associations between sleep disorder risk and self-reported health, safety, and performance outcomes in police officers.

Design, Setting, and Participants

Cross-sectional and prospective cohort study of North American police officers participating in either an online or an on-site screening (n=4957) and monthly follow-up surveys (n=3545 officers representing 15 735 person-months) between July 2005 and December 2007. A total of 3693 officers in the United States and Canada participated in the online screening survey, and 1264 officers from a municipal police department and a state police department participated in the on-site survey.

Main Outcome Measures

Comorbid health conditions (cross-sectional); performance and safety outcomes (prospective).

Results

Of the 4957 participants, 40.4% screened positive for at least 1 sleep disorder, most of whom had not been diagnosed previously. Of the total cohort, 1666 (33.6%) screened positive for obstructive sleep apnea, 281 (6.5%) for moderate to severe insomnia, 269 (5.4%) for shift work disorder (14.5% of those who worked the night shift). Of the 4608 participants who completed the sleepiness scale, 1312 (28.5%) reported excessive sleepiness. Of the total cohort, 1294 (26.1%) reported falling asleep while driving at least 1 time a month. Respondents who screened positive for obstructive sleep apnea or any sleep disorder had an increased prevalence of reported physical and mental health conditions, including diabetes, depression, and cardiovascular disease. An analysis of up to 2 years of monthly follow-up surveys showed that those respondents who screened positive for a sleep disorder vs those who did not had a higher rate of reporting that they had made a serious administrative error (17.9% vs 12.7%; adjusted odds ratio [OR], 1.43 [95% CI, 1.23-1.67]); of falling asleep while driving (14.4% vs 9.2%; adjusted OR, 1.51 [95% CI, 1.20-1.90]); of making an error or safety violation attributed to fatigue (23.7% vs 15.5%; adjusted OR, 1.63 [95% CI, 1.43-1.85]); and of exhibiting other adverse work-related outcomes including uncontrolled anger toward suspects (34.1% vs 28.5%; adjusted OR, 1.25 [95% CI, 1.09-1.43]), absenteeism (26.0% vs 20.9%; adjusted OR, 1.23 [95% CI, 1.08-1.40]), and falling asleep during meetings (14.1% vs 7.0%; adjusted OR, 1.95 [95% CI, 1.52-2.52]).

Conclusion

Among a group of North American police officers, sleep disorders were common and were significantly associated with increased risk of self-reported adverse health, performance, and safety outcomes.

Differences in sensory tuning are reported to maintain species boundaries and may even lead to speciation. Variation in the tuning of color vision is likely due to differences in the expression of opsin genes. Over 1,000 species of African cichlid fishes provide an excellent model system for studying the genetic basis of opsin gene expression because of the presence of seven distinct genes, yet individual species typically express only a divergent set of three opsins. The evolution of such shifts is expected to arise through either (a) two simultaneous regulatory changes (one for each opsin), or (b) one regulatory change that simultaneously promotes expression of one opsin while repressing another. Here, we used QTL analyses, genome sequencing, and gene expression studies to identify the transcription factor Tbx2a as likely driving a switch between LWS and RH2 opsin expression. Binding sites for Tbx2a in the LWS promoter and the highly conserved Locus Control Region of RH2 act to concurrently promote LWS expression while repressing RH2 expression. Our data support the hypothesis that instant changes in visual tuning can be achieved by switching the expression of multiple genes by a single mutation and do not require independent changes in the regulatory regions of each opsin.