Сон и фитнес-браслеты. Руководство для чайников

Все современные фитнес-браслеты и смарт-часы умеют отслеживать сон своего владельца. Какие-то устройства следят за фазами сна, другие отображают лишь общую информацию о степени подвижности. А некоторые поддерживают умный будильник и даже могут оценивать качество дыхания во время сна.

Но зачем вся эта информация простому пользователю? Насколько точно эти устройства отслеживают сон и что лучше всего выбрать? Могут ли фитнес-браслеты или умные часы помочь тем, кто страдает от бессонницы? Да и что, в конце концов, означают все эти фазы и умные будильники?

Последние 5 лет я периодически занимаюсь исследованием данной темы, тестируя различные фитнес-браслеты и смарт-часы, попутно интересуясь сомнологией (раздел медицины, посвященный исследованиям сна — прим.ред.). И в этой статье я постараюсь максимально просто и в то же время подробно ответить на все поставленные выше вопросы.

Несколько слов о сне. Или что такое фазы сна и зачем их отслеживать?

С ростом популярности фитнес-трекеров многие пользователи узнали о существовании так называемых фаз сна. Медицина знает об этом уже около 70 лет, но модным это понятие стало только недавно. Впрочем, как и многие другие понятия, которые популяризировали фитнес-трекеры, включая VO2 max, SpO2 и вариабельность пульса, о чем вы можете почитать на Deep-Review. Но что же такое фазы сна?

Все мы уверены в том, что ночью наш организм отдыхает, восстанавливаясь после рабочего дня. И, с одной стороны, это действительно так. Но, в то же время, ночью активность мозга, особенно некоторых его участков, на треть выше, чем во время бодрствования. Другими словами, ночью наш мозг работает еще активнее, чем днем. Но работа его состоит из нескольких этапов.

Весь сон делится на две основные фазы — медленный и быстрый сон. В свою очередь, медленный сон делится еще на 3 фазы, которые по-научному называются «первая», «вторая» и «третья» фазы. Стоит уточнить, что раньше фаз было четыре, но затем третью и четвертую фазы объединили в одну.

При наступлении темноты, наши внутренние часы (циркадные ритмы) переводят организм в режим сна, замедляя активность нервной системы. Для этого мозг подает сигнал на выработку гормона под названием мелатонин.

Нас начинает клонить в сон и когда мы ложимся в постель, наступает первая фаза медленного сна, которую еще называют дремотой. В нормальном состоянии она должна длиться порядка 5-15 минут. И это первый важный показатель, который может отследить фитнес-браслет.

О чем говорит первая фаза сна и как она может улучшить сон

Если вы засыпаете буквально сразу — это явный показатель того, что вам нужно ложиться спать пораньше или увеличить время сна.

Если же, наоборот, вы не можете уснуть в течение длительного времени, следует также внести ряд изменений в свой распорядок и окружающую обстановку:

• Обеспечить полную темноту в комнате
• Постараться не использовать смартфон перед сном
• Снизить температуру в комнате

Но при чем здесь фитнес-трекер?

Проблема заключается в том, что человек неадекватно воспринимает реальность во время первой фазы сна. Иногда вам может казаться, что прошла уже целая вечность, а вы все никак не уснете. Хотя в действительности прошло не более 10 минут. Из-за этого вы начинаете волноваться, что само по себе отодвигает наступление второй фазы сна.

Некоторые фитнес-браслеты и смарт-часы показывают реальное время, которое потребовалось, чтобы уснуть. Анализируя эти данные за несколько дней, можно увидеть определенную закономерность и принимать адекватные решения, а также отслеживать свой прогресс.

К примеру, вот как выглядит информация о сне в приложении SleepMatic на Apple Watch:

Нас интересует пока только первый красный столбик — именно он показывает время, проведенное в постели в бодрствовании. Но, к сожалению, далеко не все трекеры отображают эту информацию. Поэтому на многих браслетах и часах можно лишь примерно оценить время засыпания.

Вот как выглядит отчет о сне на всех смарт-часах и фитнес-трекерах от компании Samsung:

На этом скриншоте хорошо видно время бодрствования в постели — первый оранжевый сектор.

С браслетами Xiaomi Mi Band и Amazfit все немножко сложнее, так как официальное приложение Mi Fit плохо показывает отчет о сне в плане разбивки по фазам, он малоинформативен. Однако, с этими трекерами можно использовать приложение Notify & Fitness, которое предоставляет более наглядные отчеты:

Здесь уже можно отследить время засыпания по оранжевой линии в начале графика .

С фитнес-браслетами и умными часами от Huawei ситуация не лучшая, и время засыпания можно косвенно оценить, проанализировав первый участок графика. Чем быстрее он проваливается вниз, тем короче время засыпания:

С трекерами от Withings (они же Nokia) никаких проблем нет. Здесь четко указывается время бодрствования перед сном и сразу после сна (серые столбики в начале и в конце графика):

Теперь поговорим о других фазах медленного сна. Это легкий сон (вторая фаза) и глубокий сон (третья фаза). Иногда легкий сон называют неглубоким.

Зачем нужен медленный сон?

При анализе медленного сна важна именно его вторая и третья фаза. Это время восстановления организма, когда производятся гормоны роста и половые гормоны, строятся и восстанавливаются ткани.

При болезни или в период восстановления именно медленный сон играет ключевую роль для скорейшего выздоровления. Также медленный сон крайне важен для спортсменов и людей, занимающихся тяжелым физическим трудом. К примеру, легенда большого тенниса Роджер Федерер перед матчами спит по 12 часов.

Фитнес-браслеты способны показывать количество медленного сна. И если его слишком мало, необходимо принимать определенные меры. Но под «мерами» не следует подразумевать снотворные препараты, так как некоторые лекарства просто «отключают» организм, разрушая структуру сна (подавляют различные фазы). В таком случае, даже проспав 12 часов, вы не получите положительного эффекта.

Быстрый сон (REM-сон) — что это такое и почему он так важен?

Быстрый сон или REM-сон (от англ. Rapid Eye Movement — быстрое движение глаз) — это состояние, при котором мозг показывает очень высокую активность, как во время бодрствования или даже выше, при этом, все тело «парализовано».

В этой фазе, которая обычно длится 10-20 минут, происходит обработка информации, поступившей за день. Мозг структурирует полученные знания (в основном, неосознаваемые, такие как навыки или опыт), сохраняет важную информацию и «стирает» второстепенную. К примеру, у спортсменов мозг прокручивает в памяти выполнение определенных приемов, у пианиста — движение пальцев при игре определенной композиции.

Нарушение или недостаток быстрого сна приводит к различным психическим проблемам — раздраженности, чувству тревоги и даже жестокому поведению. Если лабораторную мышь лишить быстрого сна, через 40 дней она умирает, несмотря на полноценный медленный сон.

Свое название REM-сон получил по той причине, что во время быстрого сна у зрячего человека можно наблюдать едва заметное движение век, вызванное быстрым движением глаз. У слепых от рождения людей подобный эффект отсутствует.

Если подвести небольшой итог, можно сделать вывод, что медленный сон отвечает за физиологическое восстановление, а быстрый сон — за психическое и эмоциональное восстановление.

У здорового человека сон начинается с первой фазы медленного сна (10-15 минут), затем наступает вторая фаза (20 минут) и третья фаза (30-45 минут), после чего снова возвращается вторая фаза на короткое время, после которой следует быстрый сон (5-10 минут). Эта последовательность называется циклом. Один цикл занимает примерно полтора часа. И за ночь наблюдается около 5 циклов. Причем, в каждом последующем цикле становится меньше медленного сна и больше быстрого.

Учимся понимать график сна, который показывают различные фитнес-браслеты и часы

Некоторые фитнес-браслеты и умные часы показывают только легкий и глубокий сон. То есть, детализируют лишь медленную фазу, полностью игнорируя быстрый (REM) сон. Другие трекеры могут показывать глубокий и быстрый сон, игнорируя легкий.

Ниже рассмотрим все популярные трекеры, чтобы лучше понять, что именно они показывают.

Как понимать сон на фитнес-браслетах Amazfit?

Сюда входят такие устройства, как Amazfit Bip, Amazfit GTS, Amazfit GTR и другие. Все они учитывают только медленный сон с разбивкой на глубокий и неглубокий, что наглядно показано на графиках в приложении Amazfit:

Как видим, быстрый сон (REM-фаза) здесь не отображается, но остальные фазы определяются неплохо. Правда, относится это только к новым трекерам (например, Amazfit Bip S), так как раньше Amazfit не умела нормально учитывать фазы..

В среднем, у взрослого человека глубокий сон занимает порядка 20% от общего времени сна, а на скриншоте выше мы видим 27%. Легкий сон должен составлять около 75% от общего времени, что, собственно, и показывает браслет (73%). Так как REM-фаза не отображается, скорее всего, браслет учитывает его, как легкий сон.

Как понимать сон на фитнес-браслетах Xiaomi Mi Band?

Браслеты Mi Band никогда не умели нормально отслеживать сон. Ситуция кардинально изменилась с выходом Mi Band 5. Теперь браслет не только учитывает все фазы сна, включая быстрый сон (REM-фазу), но и делает это достатоно точно.

Кроме того Mi Band показывает пробуждения ночью, даже если вы при этом не вставали с постели, а тажке учитывает дневной сон. Всё это появилось только с 5-й версии браслета.

Вот как выглядит типичный отчет о сне в приложении Mi Fit:

Как видим, данные Mi Band 5 соответствуют стандартным показателям сна взрослого здоровго человека:

Единственный недостаток — это проблемы с русификацией. Здесь дважды указывается быстрый сон, хотя светло-фиолетовым цветом отображается легкий сон. Скорее всего, эти проблемы исправят в обновлениях.

Как понимать сон на фитнес-браслетах и смарт-часах Samsung?

Все трекеры от Samsung также всегда отличались крайне низким качеством отслеживания сна, однако с последними обновлениями приложения Samsung Health ситуация стала меняться в лучшую сторону.

Посмотрим график в новой версии Samsung Health (здесь в качестве трекера выступили часы Galaxy Watch Active 2):

Этот график подозрительно точно отобразил сон. Это касается не только общего времени, но и цикличности, продолжительности циклов и пр.

Еще раз для сравнения приведу реалистичные средние значения того, сколько должны занимать по времени все фазы сна у взрослого человека, согласно современной медицине:

Повторюсь, эти значения могут варьироваться в зависимости от возраста, а также ситуации. Иногда после большого стресса (например, экзамены) будет больше быстрого сна, а после тяжелых физических нагрузок — больше медленного сна.

Часы Galaxy Watch Active 2 показали 23% быстрого сна (при норме 20-25%), 59% легкого сна (при норме 50-60%) и 6% глубокого сна (при норме 15-20%). Кроме того, на графике хорошо видно тенденцию — постепенное увеличение неглубокого и быстрого сна и сокращение глубокого сна.

Повторюсь, для этой статьи я хотел использовать совершенно другие графики и делать совершенно другие выводы, но буквально перед тем, как приступить к работе над материалом, приложение обновилось и показало невероятно качественный анализ.

Касается ли это всех трекеров или только последней модели их смарт-часов, сказать пока трудно, так как у меня попросту не было возможности заново отследить сон с помощью предыдущих моделей.

Как понимать сон на фитнес-браслетах и смарт-часах Huawei?

Фитнес-браслеты и часы от Huawei отслеживают сон при помощи технологии TruSleep. Более того, анализируя вариабельность пульса, эти трекеры могут также отслеживать качество дыхания ночью.

Посмотрим на график сна в приложении Huawei Здоровье:

Трекеры Huawei и Honor разделяют сон на легкий, глубокий и быстрый. Здесь мы также можем наблюдать схему сна, соответствующую действительности — вначале больше глубокого сна, затем увеличивается продолжительность легкого сна и чаще встречается быстрый сон.

Время быстрого сна составило 10%, легкого сна — 57% и глубокого сна — 33%.

Повторюсь, в целом, трекеры Huawei достаточно точно определяют фазы сна и, помимо этого, дают рекомендации по улучшению качества сна и продолжительности отдельных его фаз.

Как понимать сон на фитнес-браслетах и смарт-часах Withings/Nokia?

Трекеры Withings также неплохо отслеживают сон, однако они не отображают очень важную фазу — быстрый сон, разделяя весь график только на легкий и глубокий. То есть, эти фитнес-браслеты и часы показывают лишь медленный сон.

Вот как выглядит график в приложении Health Mate:

Здесь часы показали количество глубокого сна — 27% при норме 15-20%, а также 73% легкого сна при норме 50-60%. Схема сна также достаточно правдоподобна.

Другие полезные функции фитнес-браслетов и умных часов

Практически все фитнес-браслеты и смарт-часы очень точно определяют время отхода ко сну и время пробуждения. Это позволяет с высокой точностью отслеживать регулярность сна и его количество.

При любом нарушении сна, первое, на что обратит свое внимание врач — это регулярность отхода ко сну. И в большинстве случаев проблемы со сном можно решить банально ложась спать в одно и то же время.

Что касается количества сна, средняя его продолжительность за последние 50-70 лет снизилась с 8 часов до 6 с половиной. Это довольно негативно сказывается на здоровье человека. Связь количества сна с заболеваемостью можно посмотреть на следующем графике, предоставленном BBC:

Многие современные люди даже не задумываются о том, сколько времени они спят. Да и узнать это не так-то просто, ведь нужен сторонний наблюдатель, фиксирующий время отхода ко сну и пробуждения. Поэтому использование фитнес-браслета или умных часов позволит точно ответить на этот вопрос.

Некоторые трекеры отслеживают дневной сон. Это касается всех фитнес-браслетов от компании Huawei/Honor. У них есть специальная отдельная функция для его отображения.

Также браслеты Xiaomi и Amazfit (Mi Band, BIP, GTS/GTR) могут показывать дневной сон, но только при использовании стороннего приложения, например, упомянутого выше Notify & Fitness. Стандартное приложение Mi Fit не отслеживает дневной сон.

Смарт-часы от Samsung могут также определить сон днем, но само приложение не классифицирует этот сон именно как дневной, а просто показывает общее время сна за сутки, прибавляя к ночному сну и дневной.

Умный будильник

Это одна из самых спорных и редко встречающихся функций на современных трекерах. Спорных по той причине, что работает она далеко не так хорошо, как хотелось бы. Для тех, кто не знает, что такое умный будильник, вкратце объясню.

Как я уже говорил выше, наш сон состоит из последовательно чередующихся циклов, которые в свою очередь состоят из медленного и быстрого сна. А медленный сон делится еще на три фазы.

Так вот, в конце каждого цикла, а именно сразу после окончания быстрого сна (REM-фазы), наступает самый благоприятный момент для пробуждения. В это время мы менее всего погружены в сон. Наш мозг уже полностью реагирует на все внешние раздражители и в любую секунду готов проснуться.

Если нас разбудить в это время, мы будем чувствовать себя хорошо отдохнувшими, бодрыми и веселыми. Если же ничто не разбудило нас, мы снова начинаем погружаться в глубокий сон, вывести из которого становится намного труднее.

Разбудив человека в глубокой фазе сна, он будет дезориентирован и раздражен, ему будет казаться, что он совершенно не выспался. Если человека разбудить прямо посреди быстрой фазы сна, он будет очень хорошо помнить сон, так как именно в этой фазе мы видим самые яркие сны. К слову, если вам уже давно не снились сны, вы просто просыпаетесь явно не посреди быстрого сна и поэтому ничего не помните.

Так вот, некоторые фитнес-трекеры умеют будить в нужной фазе сна. Для этого достаточно установить будильник на нужное время, а затем задать интервал, в который трекеру позволено вас разбудить, если благоприятное время наступит немножко раньше.

К примеру, мы ставим будильник на 8 утра, а в качестве временного интервала задаем 30 минут. Начиная с пол восьмого, фитнес-браслет будет активно следить за фазами, чтобы разбудить вас сразу под конец быстрого сна.

Именно так работают трекеры от Huawei, по крайней мере, в теории. Что же касается практики, дела обстоят немножко иначе. Зачастую трекеры просто будят в начале временного интервала или в установленное время.

Как фитнес-браслеты определяют фазы сна и другую информацию?

Все, что было сказано выше — хорошо и правильно, но как это работает и можно ли доверять информации, получаемой фитнес-браслетами? Если вы интересовались сомнологией, то знаете, что фазы сна можно определить по электроэнцефалограмме (ЭЭГ).

Процесс регистрации ЭЭГ выглядит далеко не так изящно, как современный фитнес-браслет или элегантные смарт-часы. Электроэнцефалограф — это сложное оборудование, которое при помощи электродов, надеваемых на голову, регистрирует электрическую активность мозга. И только этот метод позволяет точно проанализировать сон пациента.

У нас есть отдельная статья, в которой очень подробно рассказывается о том, что вообще такое фазы сна с физиологической точки зрения, что именно происходит в мозге и что конкретно регистрирует ЭЭГ. В указанной статье мы также подробно разбираем циклы сна, учтенные различными трекерами. В общем, если вас интересует более подробная информация о фазах сна, читайте новый материал «Фазы сна для чайников«!

Тем не мнее, фитнес-трекеры также неплохо справляются с этой задачей. Если верить исследованию, проведенному Центром изучения динамических биомаркеров (DBIOM), точность определения фаз некоторыми фитнес-браслетами достигает 93%, правда в сравнении с показаниями электрокардиограммы, а не ЭЭГ.

Конечно же, никакого датчика сна в фитнес-браслетах или смарт-часах не существует. Фазы определяются исключительно двумя датчиками: пульсометром и акселерометром/гироскопом. Первый отслеживает пульс и его вариабельность, а второй — степень подвижности пользователя. Поэтому, к слову, очень важно, чтобы пульсометр трекера работал правильно.

Дело в том, что каждая фаза сопровождается определенными внешними проявлениями, которые можно зарегистрировать браслетом.

Когда мы только ложимся в постель, основные движения нашего тела прекращаются. Браслет сопоставляет низкую активность с поздним временем и начинает отслеживать фазы сна. В первой фазе (дремота) сон очень поверхностный, если человека разбудить в это время, он и вовсе будет доказывать, что вообще не спал. Это время сопровождается чувством падения, происходят случайные вздрагивания, которые браслет регистрирует.

При наступлении второй фазы дыхание и пульс выравниваются, движений становится меньше. Это также легко определить при помощи любого фитнес-трекера.

Третья и последняя фаза медленного сна (глубокий сон) сопровождается заметным снижением пульса и дыхания, что также можно зарегистрировать пульсометром браслета.

Ну и наступление быстрого сна не заметить сложно. В это время наблюдается резкое ускорение и такое же резкое торможение сердечно-сосудистой системы при полном отсутствии движений тела. Мозг специально парализует мышцы для комфортного и, главное, безопасного просмотра сновидений. Иначе нас пришлось бы привязывать к кровати, чтобы не навредить себе или, как минимум, не прерывать свой сон при каждом наступлении быстрой фазы.

Что интересно, если разбудить человека в разгар быстрого сна, может наступить сонный паралич — состояние, при котором человек в сознании не может пошевелиться. Это вызывает сильный стресс и страх, так как может продолжаться от нескольких секунд до нескольких минут. По статистике около 7% всех людей хотя бы раз в жизни испытывали это состояние.

Как видим, датчика сердечного ритма, акселерометра/гироскопа и качественных алгоритмов вполне достаточно для более-менее точного определения фаз сна. И с каждым годом эти устройства становятся все более умными, а алгоритмы — более сложными.

Является ли фитнес-трекер панацеей от бессонницы? Конечно нет. Но он способен выявить ряд проблем, включая психосоматические. Иногда человек так сильно накручивает себя, что ему кажется, будто он совершенно не спит. И когда фитнес-браслет покажет ему противоположную картину, это нередко дает эффект плацебо — человек успокаивается и от этого его сон в реальности нормализуется.

Алексей, глав.редактор Deep-Review