Уровень стресса на часах от Samsung, Apple, Huawei и Garmin — самая важная функция в 21 веке?

А что, если я скажу вам, что современные фитнес-браслеты и смарт-часы могут показывать не только количество пройденных шагов или потраченных калорий, но и ваши страхи, переживания, самооценку и даже наличие проблем в личной или семейной жизни?

Ну глупости же! Ладно — пульс, пускай даже — фазы сна, но чтобы какие-то там лампочки определяли самооценку — это уже перебор…

Или не всё так однозначно?

В этой статье мы поговорим об измерении уровня стресса — одной из самых спорных и непонятных функций, встречающихся на фитнес-трекерах от Samsung, Huawei, Honor, Garmin, Xiaomi и других производителей. Спорной и в то же время важнейшей функции для людей, живущих в самый сумасшедший период истории, когда стресс стал нашим главным спутником жизни.

Но прежде, чем ответить на вопрос, могут ли смарт-часы измерять стресс и каким образом они это делают, нужно разобраться с тем, что вообще такое стресс. Это настолько важно для понимания, что я отведу данному вопросу большую часть статьи, так как, уверен, подавляющее большинство читателей имеют совершенно неверные представления о стрессе, полагая, будто это всего лишь нервное напряжение или эмоциональное переживание.

Часть 1. Что такое стресс? Или почему люди боятся гадалок и прочих шарлатанов шаманов

Меня уволили с работы и я всю ночь не спал, переживая о том, как теперь выплачивать кредит — вот и стресс. Или завтра придут анализы обследования, а у меня уже третий день нет аппетита — типичное проявление стресса. С этим все понятно.

Еще мы чувствуем, что во время любой интенсивной тренировки организм также испытает стресс и ему нужно какое-то время, чтобы восстановиться.

Но, оказывается, с точки зрения физиологии не важно, кто вы — жертва в темном переулке или грабитель, — в обеих организмах произойдут одни и те же изменения, вызванные стрессом.

Я скажу больше: не важно, бросил ли вас муж, уволили с работы, сгорел дом, вас догоняет бешеная собака или вы просто обо всем этом очень переживаете (пусть даже без объективных причин) — внутри организма запускается одна и та же цепочка реакций, называемая стрессом.

По большому счету, любая активность, начиная от приятного ужина в ресторане и заканчивая попытками выбраться из горящего здания, начинается в организме со стресса.

Есть даже немало свидетельств, как человек умирал буквально на глазах после того, как на него «навели порчу» или «прокляли». И это не шутки, и даже не «черная магия». Все дело в нашей уникальной способности «накручивать себя». Повторюсь, при «накручивании» в организме происходит ровно то же, что и при наступлении реального события. Поэтому нет большой разницы, навел ли кто-то «порчу» или вашей жизни угрожает реальная опасность.

Что же происходит в организме во время стресса? Или о том, как работает детектор лжи

Ответ на этот вопрос крайне важен, так как именно он позволит понять — могут ли фитнес-браслеты и смарт-часы измерять уровень стресса и что вообще нужно измерять, чтобы узнать тот самый стресс. Ведь на фитнес-трекерах нет никаких специальных «датчиков стресса».

Для начала нужно кое-что знать о нашей нервной системе, а именно то, что она делится на две основные части: центральную и периферическую. При этом, большая часть нервных клеток принадлежит именно периферической нервной системе.

Периферическая система, в свою очередь, делится еще на две: соматическую и вегетативную. Первая полностью подконтрольна нашей воле и сознанию. Хотите поднять руку — соматическая нервная система позаботится о том, чтобы все прошло гладко. К вам прикоснулись — соматическая нервная система отправит соответствующий импульс в мозг.

А вот вегетативная нервная система — это нечто, не подконтрольное нашей воле, чем мы не можем управлять сознательно. Она отвечает за сердцебиение, дыхание, выделение пота, контроль работы внутренних органов и пр.

За работу механизма под названием стресс в организме отвечает именно вегетативная нервная система

Любое стрессовое событие, будь-то ссора в семье или переживание о будущем, провоцирует выделение определенных гормонов в гипоталамусе, что и запускает весь процесс под названием «стресс»:

• Учащается сердцебиение
• Повышается давление
• Прекращается выделение слюны и слёз
• Приостанавливается работа желудка (он прекращает сокращаться, ферменты перестают выделяться)
• Иногда организм может попытаться сбросить «лишний вес», задержавшийся в мочевом пузыре или кишечнике (чтобы можно было быстрее убегать от хищника). Частично и по этой причине, на заключенного надевают подгузник, прежде чем посадить его на электрический стул
• Повышается уровень внимания
• Активизируется иммунная система, чтобы эффективно справиться с полученными ранениями и возможным заражением
• Учащается дыхание
• Увеличивается потоотделение
• При сильном страхе тысячи крошечных нервов, подключенных к каждому волоску на теле, активируются, заставляя волосы вставать дыбом (некоторые животные от этого выглядят более устрашающе, чем и спасаются от проблем)
• Повышается болевой порог, чтобы боль не отвлекала от главной задачи — спасти свою жизнь. Именно благодаря этому эффекту антилопа продолжает убегать от хищника, даже если ее внутренние органы практически полностью вывалились из разорванного тела и волочатся по пыльной земле, а солдат продолжает выносить раненных с поля боя, даже не замечая, что сам истекает кровью от сквозного ранения, находясь при этом в сильнейшем стрессе.

Продолжать этот список можно долго, но я еще раз хочу обратить ваше внимание на то, что всё это в той или иной степени активируется даже тогда, когда человек просто пытается солгать следователю, сидя на допросе с полиграфом. Именно на этом принципе и построен детектор лжи — во время вопросов анализируется даже незначительное повышение потоотделения, частоты дыхания и сердцебиения.

Ложь, как и всё остальное, вызывает стресс, но само наличие стресса во время полиграфа совсем не обязательно свидетельствует о лжи, поэтому, кстати, полиграфология и считается лженаукой.

Мысли убивают!?

Каждый раз, переживая о чем-то, организм ускоряет износ сердечно-сосудистой системы, совершенно бесполезно нагружает иммунную систему, готовясь к получению ранений, и производит другие ненужные в такой ситуации изменения.

Более того, стресс даже ускоряет старение клеток, чем, собственно, и приближает нашу кончину. Напомню, происходит это из-за негативного влияния на теломеры — своеобразные защитные «колпачки» из мусорного ДНК на кончиках наших хромосом:

При каждом делении клетки (и, соответственно, хромосом), теломера сокращается. Когда она полностью исчезнет — деление клеток будет заблокировано. В среднем, у человека теломеры заканчиваются после 50 делений, чем и обусловлено время жизни среднестатистического человека (так называемый предел Хейфлика). И стресс довольно активно участвует в этом процессе (подавляет выработку теломеразы — фермента, восстанавливающего длину теломер). За все эти открытия Элизабет Блэкберн в 2009 году получила Нобелевскую премию по медицине.

Повторюсь, стресс — это не просто эмоциональное состояние, как многие ошибочно считают, это конкретные физиологические изменения внутри организма, запускаемые каждый раз вегетативной нервной системой в качестве ответа на любой внешний и внутренний раздражитель.

Постоянный стресс ослабляет иммунную систему, что часто приводит к развитию болезней, которые уже есть внутри нашего организма, но постоянно подавляются иммунитетом. Бесконечное выделение определенных гормонов стресса, нагрузка на надпочечники и другие органы, могут спровоцировать сахарный диабет, появление прыщей, выпадение волос, потерю веса, язву желудка, замедление восстановления тканей организма и костей.

Очень часто неадекватная реакция нашего организма на стресс является гораздо более опасной, чем то, что вызывает эту реакцию. Особенно, если стрессор — это лишь плод нашего воображения.

Ты — неудачник, а гепард — нет (даже если вы оба облажались)!

Вы знаете, как охотится гепард? Это самое быстрое животное на земле. Он способен разгоняться от нуля до ста километров в час всего за 2-3 секунды, т.е. быстрее, чем большинство современных спорткаров! Но есть одна проблема. У гепарда всего один шанс (максимум — два) на то, чтобы догнать антилопу и разорвать ее.

Когда гепард видит жертву, в его организме возникает стресс, активируя все системы. Теперь он может совершить взрывную атаку, длящуюся короткое время. У антилопы, соответственно, возникает ровно такой же стресс, активирующий ее системы, чтобы убежать. По сути, в организмах обеих животных происходят идентичные изменения, хотя одно из этих животных — жертва, другое — хищник.

Но самое важное (то, что отличает нас от животных) происходит после того, как гепард не смог поймать добычу. Он просто ложится под дерево и расслабляется, восстанавливая организм для следующей атаки (следующего стресса). В его голове не возникают знакомые нам, людям, мысли:

Может я неудачник, раз не справился с медленной антилопой? Интересно, кто-то из других гепардов видел этот позор? Получится ли у меня в следующий раз поймать антилопу!? Кого я обманываю, моя бывшая была права насчет меня…

Вместо этих глупостей гепард просто отдыхает, а его организм быстро восстанавливается от стресса, не причиняя ему никакого вреда. Мы же своими мыслями продолжаем вызывать стрессовую реакцию внутри организма, не давая ему возможности нормально восстановиться.

Стресс — это очень хорошо. Без стресса человек просто физически не смог бы выжить (ни поесть нормально, ни сходить на работу, ни что-либо сделать на самой работе). Но, одно дело, когда у вас повышается артериальное давление, сердцебиение, уровень глюкозы, потоотделение, выброс адреналина и активируется иммунная система во время спортивного соревнования, и совсем другое, когда это происходит из-за того, что кто-то не оценил вашу шутку или написал плохой комментарий в интернете.

Организму просто незачем бороться с долгосрочными проблемами (скажем, раковыми клетками, способными через 10 лет спровоцировать рак), если прямо сейчас над ним нависла угроза «пострашнее». Повторюсь в который раз, с точки зрения физиологии, мысль запускает в организме ровно такую же реакцию, что и реальная угроза.

Краткий итог первой части

Итак, стресс — это не просто неприятные мысли, эмоциональное и нервное напряжение, не безобидные переживания. Стресс — это определенный механизм, запускающийся внутри организма при возникновении любой ситуации, выводящей его из равновесия (гомеостаза).

Получается, если во время стресса (включая переживания и негативные мысли) происходят физические изменения, их можно как-то измерять и в дальнейшем интерпретировать.

Но как именно они измеряются браслетами и можно ли вообще серьезно относиться к таким измерениям? Перейдем ко второй части.

Часть 2. Как смарт-часы измеряют уровень стресса и для чего нам нужно знать этот показатель?

Когда я говорил, что за стресс отвечает вегетативная нервная система, я немножко упростил картину. Дело в том, что вегетативная нервная система делится еще на две: симпатическую и парасимпатическую (или, если хотите, газ и тормоз).

И вот здесь мы уже подходим к самой сути. Когда возникает стресс, мозг активирует одну часть системы — симпатическую, и отключает другую — парасимпатическую. Когда же стресс миновал и нужно восстановить все резервы организма, мозг должен отключить симпатическую систему (в том числе выработку гормонов, вроде эпинефрина, норадреналина и пр.) и включить парасимпатическую. То есть, симпатическая система — это непосредственно реакция стресса, а парасимпатическая возвращает организм в норму.

Эти две системы оказывают противоположный эффект, например:

Как вы понимаете, работать одновременно обе системы не способны. Когда работает первая, вторая подавляется. И наоборот.

Теперь подходим ближе к фитнес-браслетам и датчику, который измеряет пульс. Но вначале позвольте кое-что спросить. Вы знаете, с какой частотой бьется сердце взрослого человека, если на него не оказывать никакого воздействия (возбуждающего или успокаивающего)? Никогда не догадаетесь — 100 ударов в минуту!

Этот пульс называется истинным ритмом сердца. Вернее, не сердца, а синусового узла — небольшого участка сердечной мышцы (3 на 15 миллиметров), клетки которого способны самопроизвольно возбуждаться и сокращать сердечную мышцу:

Так почему же наше сердце бьется в покое не с частотой 100 ударов/мин., а где-то ближе к 60 сокращениям? Это и есть преобладающее влияние парасимпатической («успокаивающей») нервной системы. Если симпатическая система получит контроль над сердцем, пульс начнет расти.

Что же это получается — чем выше пульс, тем выше уровень стресса, а низкий пульс говорит об отсутствии стресса? Нет!

Это так не работает. Если ваше сердце не колотится со скоростью 120 ударов в минуту, пока вы в депрессии уставились в потолок, это не значит, что внутри организма не запущена цепочка адаптационных реакций под названием стресс.

Браслеты анализируют кое-что другое, а именно — разницу во времени между последовательными сокращениями сердца.

Дело в том, что симпатическая система (стресс) ускоряет пульс, но при этом снижает разницу во времени между последовательными сокращениями, а парасимпатическая система, наоборот, замедляет пульс, увеличивая временную разницу между двумя сокращениями сердца.

Например, пульс может составлять 60 ударов в минуту, но если между каждым ударом проходит ровно 1 секунда (1000 мс) — это уже говорит о стрессе. Когда организм не испытывает стресс, должна присутствовать разница между ударами. Предположим, между первым и вторым сокращением прошло 1000 миллисекунд, между вторым и третьим — 800 мс, а между третьим и четвертым — 1200 мс.

Получается, суммарно за 3 секунды сердце сократилось 3 раза, но в одном случае (сокращение каждую секунду) организм испытывал стресс, а во втором (разные промежутки времени между сокращениями) — восстановление и полное отсутствие стресса, прямо как у гепарда после провалившейся охоты.

Чтобы закрепить понимание этого момента, давайте проведем простой эксперимент. Пусть человек спокойно сидит в течение 5 минут, а затем резко встанет и продолжит стоять еще 3 минуты.

В первом тесте мы не будем никак влиять на его вегетативную нервную систему, во втором тесте мы подавим его парасимпатическую систему (с помощью атропина), а в третьем — подавим симпатическую систему (введя метопролол). Вот как будет изменяться в каждом случае разница между сокращениями сердца:

Посмотрите на первый неровный график. Сердце человека сокращалось в среднем каждые 1000 миллисекунд, но мы хорошо видим, что всякий раз время между последовательными сокращениями менялось (600 мс, 800 мс, 1000 мс, 950 мс).

Теперь подавляем парасимпатическую систему (которая отвечает за расслабление и восстановление). Пульс сильно учащается, но главное — график становится практически ровным. То есть, сердце не просто сокращается каждые 500 мс, но и вариативности мы почти не наблюдаем.

На третьем графике видно, что когда мы подавили симпатическую систему (отвечающую за стресс), разница во времени между сокращениями стала достигать 1500 мс (то есть, сердцебиение замедлилось вполовину). При этом, график остался довольно рваный, иногда между сокращениями могло пройти 1000 мс, иногда — почти 1500 мс.

Существует тысячи исследований и научных докладов (еще со времен СССР), подтверждающих один простой факт: анализируя работу синусового узла (тот самый участок сердца, задающий его ритм), мы можем со 100% вероятностью отслеживать работу автономной нервной системы (симпатической и парасимпатической). А она, в свою очередь, отвечает за стресс, вызванный как физическими факторами (реальными угрозами), так и психологическими (страх, переживания, «накручивания»).

Это знание уже давно официально используется в профессиональном спорте. Ведь тренировки — это такой же стресс для организма, как и переживание по поводу разговора с начальником о повышении зарплаты или приятный сюрприз от любимого человека. И необходимо так дозировать нагрузки, чтобы организм не перетренировался и имел достаточно времени на восстановление.

Что конкретно делает фитнес-браслет или смарт-часы?

Трекер делает именно то, что нам и нужно — анализирует разницу во времени между последовательными сокращениями сердца (вариабельность пульса). Для получения более точной информации анализ идет непрерывно 24/7, чтобы лучше понимать, какая вариативность между ударами происходит во время тренировок и во время отдыха.

При этом, показания во время тренировок не могут быть использованы для непосредственного определения уровня стресса. Ведь стресс — это неотъемлемый компонент любой физической нагрузки и нам незачем подтверждать тот факт, что стресс во время активности присутствует. Но затем, когда человек находится в состоянии покоя, часы уже пытаются определять тот самый стресс.

Прежде всего, берется во внимание дыхание. Да, часы без проблем могут определять вдохи и выдохи, так как эти процессы регулируются той же автономной нервной системой, которую можно анализировать по работе синусового узла.

При вдохе сердцебиение немного ускоряется, а разница по времени между ударами — сокращается, т.е. включается в работу симпатическая нервная система. При выдохе происходит обратное — включается парасимпатическая система, пульс замедляется, а длительность между сердечными сокращениями увеличивается:

Если этого не происходит, т.е. вариабельность пульса очень низкая, это один из главных показателей наличия стресса в организме, пусть даже пульс при этом будет очень низкий.

Для более точного расчета стресса во внимание берутся следующие параметры: пульс, вариабельность, частота дыхания, максимальное потребление кислорода (VO2max), а также избыточное потребление кислорода после тренировки (EPOC).

Все эти значения браслеты и часы получают исключительно при помощи оптического пульсометра, так как пульс содержит гораздо больше информации, чем может показаться на первый взгляд. Например, можно даже определять артериальное давление исключительно при помощи светодиодов оптического пульсометра (того, что используется на всех фитнес-трекерах).

В чем измеряется стресс?

На самом деле, ни в чем! Но все смарт-часы и браслеты для удобства показывают уровень стресса в виде числа от нуля до 100, где 0 — полное восстановление организма и отсутствие стресса (то есть, можно смело идти на тренировку), а 100 — максимальный стресс (нужно успокоиться).

На смарт-часах от Samsung это выглядит следующим образом (мы видим уровни стресса от низкого — зеленого, до максимального — красного за последние 60 минут, можно смотреть и за 24 часа):

На смарт-часах от Huawei и Honor картина примерно та же (вместо цвета используется шкала от нуля до 100, а также показывается суммарное количество часов, когда организм находился в стрессе и когда восстанавливался):

Часы от Garmin показывают уровень стресса следующим образом (время также разбивается на количество часов, проведенное в стрессе, восстановлении и тренировках):

Часы от Apple, по совершенно непонятной мне причине, никак не интерпретируют вариабельность, но измеряют ее и прямо показывают пользователю в «сыром» виде:

Соответственно, понимать показания нужно иначе — чем выше значение, тем ниже стресс (то есть, присутствует высокая вариабельность) и наоборот — низкая вариабельность говорит о перегрузках внутри организма. Более подробно об этом можете почитать в этой статье.

К слову, уверен, очень скоро (вполне возможно, в Apple Watch 6) мы увидим какую-то функцию, связанную с интерпретацией вариабельности. Например, часы будут показывать приближающиеся панические атаки или тот же уровень стресса, как это делают другие производители.

Какие смарт-часы умеют измерять стресс?

Это далеко не полный список устройств, умеющих измерять и показывать уровень стресса, но по мере возможностей будем пополнять его:

• Samsung Galaxy Watch
• Samsung Galaxy Watch Active 2
• Samsung Galaxy Watch 3
• Samsung Galaxy Fit
• Samsung Galaxy Fit 2
• Apple Watch 5
• Huawei Watch GT 2
• Huawei Watch GT 2e
• Garmin Vivoactive 4
• Garmin Vivosmart 4
• Garmin Fenix 6
• Fitbit Charge 4
• Fitbbit Versa 2
• Xiaomi Mi Band 5

Ложка дегтя

Ну вот и разобрались! Функция, которая казалась многим совершенно бесполезной ерундой, теперь приобретает ключевое значение. Ведь мы далеко не всегда можем определить наличие стресса в организме. Особенно, если это состояние стало для нас нормой.

Получается, мы сами себя убиваем, провоцируя появление различных болезней и даже не догадываемся об этом. Благодаря часам, это можно легко изменить. Ведь знать о наличии проблемы — это уже половина решения!

Но есть одно маленькое «но». В книге «Спорт, стресс, вариабельность» можно прочесть такую интересную фразу:

При анализе вариабельности нельзя использовать пульсометрию (например, сигнал с фитнес-браслета — мое прим.), поскольку без анализа ЭКГ происхождение пульса остается неизвестным

«Спорт, стресс, вариабельность», Елена Гаврилова

Как я уже говорил выше, именно анализ работы синусового узла позволяет нам оценить стресс. Несмотря на то, что этот узел задает основной ритм, в нем могут присутствовать и другие источники (не будем вдаваться в подробности, так как это совершенно сейчас неважно, просто перечислю их: экстрасистолы, атриовентикулярный узел, ножки пучка Гиса).

Если мы просто измеряем пульс и вариабельность при помощи фитнес-трекера, мы не в состоянии точно сказать, вызвано ли конкретное изменение в пульсе синусовым узлом или чем-то другим, а это может вносить определенные помехи и неточности.

Но, эта ложка дегтя, действительно, незначительная. Во-первых, нам не нужно с медицинской точностью определять работу вегетативной нервной системы. Нас, как простых пользователей, вполне устраивает наличие возможных небольших ошибок и погрешностей. Во-вторых, именно благодаря математике и очень активному развитию нейронных сетей (искусственного интеллекта), приложения постоянно фильтруют сигнал и пытаются максимально точно рассчитать нужные параметры.

Поэтому, нет никаких оснований не пользоваться функцией измерения уровня стресса на часах. Лучше хоть какая-то информация о состоянии организма, чем никакой (т.е. полагаться только на свои ощущения).

Выводы. Или что со всем этим делать

Надеюсь, эта статья не только объяснила принцип работы функции измерения стресса при помощи смарт-часов, но и рассказала много интересного об устройстве вашего организма и о происходящих внутри него процессах.

Если вы увидели высокий уровень стресса или же просто осознали, что все это время подвергали себя риску переживаниями о будущем и негативными мыслями, то, скорее всего, задаетесь вопросом — что же делать дальше?

На самом деле, уже понимание самой сути стресса частично является решением проблемы.

Задумайтесь, почему пожарный испытывает колоссальный стресс на первом вызове и практически ничего не ощущает, когда выходит на работу в тысячный раз? Почему у молодого врача могут трястись руки, делая укол первому пациенту, а спустя несколько лет он может разрезать человека и глазом не моргнув? Почему молодые артисты не могут сдержать волнение на первом выступлении, а спустя время чувствуют себя комфортно только на сцене?

Все дело в том, что стресс неразрывно связан с ощущением непредсказуемости, новизны и неопределенности. Но когда вы прекрасно знаете, чем закончится то или иное событие, оно уже не вызывает реакцию такой же силы, что и раньше. Ваш главный враг — непредсказуемость, но она же и делает жизнь интересной.

В следующий раз, когда вы начнете переживать по поводу работы, семьи, здоровья или будущего, просто осознайте, что прямо сейчас начинает происходить внутри организма. Осознайте, какие процессы запускает ваша вегетативная нервная система (ее симпатическая часть).

Уже само это осознание переключит ваше внимание с возможной проблемы на удивительное устройство вашего тела и его интересную особенность. Затем вспомните, что вся эта реакция запустилась из-за неопределенности. Подумайте о гепарде, который не накручивает себя, а просто готовится к очередному прыжку в спокойном ожидании. Осознайте, что само по себе переживание уже лишает вас шансов на победу, так как физически истощает организм. Оно же и провоцирует появление болезни, которую вы боитесь. Не каким-то мистическим образом, а самым что ни на есть естественным путем.

Ваши проблемы и переживания — это антилопа, которую нужно будет разорвать, когда придет время, но для этого прямо сейчас не нужно расходовать драгоценную энергию на совершенно бесполезную ерунду.

Вы гораздо лучше выступите на соревнованиях, экзамене или концерте, если не будете самостоятельно запускать стрессовый механизм.

Каждый раз, когда замечаете тревожные мысли (или видите соответствующие отчеты на смарт-часах), просто сделайте несколько глубоких вдохов и выдохов, осознайте, что именно в этот момент начинает происходить внутри организма, улыбнитесь и не думайте о плохом. В большинстве случаев все плохие сценарии так и остаются плодами нашего воображения.

Алексей, глав. редактор Deep-Review