Разбираемся в популярных заблуждениях о стадиях сна и в том, что на самом деле о них говорит наука.
Главное
Умные часы удобны для отслеживания сна, но они часто неточны в определении его стадий. Полисомнография (ПСГ) остается золотым стандартом в исследовании сна, но ее сложно использовать каждый день. Наш алгоритм, хотя и не идеален, основан на научных данных и помогает строить работающие гипотезы для улучшения качества сна. Наша цель — давать точные и полезные данные на основе физиологических показателей.
Как появились стадии сна
Концепция стадий сна возникла в начале 1900-х годов, когда такие исследователи, как Анри Пьерон и Натаниэль Клейтман, внесли значительный вклад в науку о сне. Клейтман вместе со своим студентом Асерински открыли сон с быстрым движением глаз (REM) в 1950-х годах, предоставив доказательства того, что мозг остается активным во время сна. Клейтман также проводил эксперименты на себе, в том числе жил в пещере в течение 32 дней, чтобы изучить собственные циклы сна. Эти ранние исследования заложили основу для текущего понимания стадий сна.
В 1950-х годах полисомнография была разработана как метод отслеживания стадий сна путем мониторинга мозговой активности, пульса и других физиологических сигналов. ПСГ остается золотым стандартом для исследований сна, но это дорогостоящий метод. К 1970-м годам исследователи начали использовать актиграфы — наручные устройства, которые позже превратились в современные трекеры сна, такие как Apple Watch, Oura Rings и Fitbit. Это достижение плюс все усилия маркетинга в этой сфере сделали отслеживание сна более популярным и доступным.
Что происходит во время каждой стадии сна
Сон протекает циклами, которые длятся примерно 90 минут. У каждого человека бывает от четырех до шести циклов за ночь. Они различаются продолжительностью и зависят от таких факторов, как возраст, качество сна и даже употребление алкоголя накануне.
Существует четыре основные стадии сна, три из которых классифицируются как стадии медленного сна (NREM):
Стадия 1 (легкий сон). Это переход ко сну, длящийся от одной до семи минут. Тело начинает расслабляться, а активность мозга замедляется. В этот момент все еще легко проснуться от любого звука.
Стадия 2 (более глубокий сон). На этой стадии пульс, дыхание и температура тела снижаются. Кратковременные всплески мозговой активности помогают блокировать внешний шум. Эта стадия длится от 10 до 25 минут в течение первого цикла сна и удлиняется в течение ночи, составляя примерно 50% от общего времени сна.
Стадия 3 (глубокий сон). Также эта фаза известна как фаза медленного сна. Она нужна для физического восстановления, иммунной функции и общего восстановления организма. Она наиболее распространена в начале ночи и из нее сложнее проснуться.
Стадия 4 (быстрый или REM-сон). Наступает примерно через 90 минут сна, характеризуется повышенной мозговой активностью, похожей на бодрствование. Тело остается в основном неподвижным. Обычно в это время вам снятся сны. Быстрый сон играет важную роль в консолидации памяти, обучении и творчестве.
Распределение фаз сна
Исследования показывают, что около 75% сна проходит в фазах NREM, с наибольшей частью в фазе 2. Типичный цикл сна выглядит так: фаза 1 → фаза 2 → фаза 3 → фаза 2 → фаза 4 (REM). Каждый цикл длится от 90 до 110 минут. Ранние циклы содержат больше глубокого сна, в то время как более поздние циклы включают более длительные периоды быстрого сна.
В среднем ночной сон состоит из:
50% — неглубокий сон,
25% — глубокий сон,
25% — быстрый сон.
Несоответствия в гаджетах для отслеживания сна
Мы проанализировали данные сна примерно 1000 человек, носивших Apple Watch в течение 20 ночей. Результаты показали значительную разницу между данными умных часов и научными ожиданиями:
Стадия сна | Apple Watch | Научное среднее |
Легкий сон | 85,37% | 50% |
Глубокий сон | 4,66% | 25% |
Быстрый сон | 9,97% | 25% |
Это несоответствие во многом обусловлено ограничениями, которые не позволяют точно измерять фазы сна с помощью умных часов.
Почему гаджеты неверно отслеживают стадии сна
Основная причина, по которой умные часы не могут точно отслеживать стадии сна, заключается в том, что они полагаются на косвенные измерения: пульс и движение. В отличие от этого, полисомнография измеряет мозговые волны (ЭЭГ), мышечную активность (ЭМГ), движение глаз (ЭОГ) и сердечную активность (ЭКГ), давая комплексное представление о физиологическом состоянии организма во время сна.
Носимые устройства имеют ряд ограничений:
Неполные данные. Ограничения по времени работы батареи и пропуски в работе датчиков приводят к неполным данным, что затрудняет точное отслеживание стадий сна.
Непоследовательные отчеты. Многие носимые устройства сообщают о стадиях сна, которые не соответствуют ожидаемым физиологическим маркерам. Например, во время быстрого сна тело должно находиться в состоянии покоя. Но некоторые гаджеты сообщают о высокой активности или сжигании калорий во время быстрого сна.
Аналогичным образом некоторые устройства сообщают о глубоком сне с повышенным пульсом, что противоречит установленным научным закономерностям глубокого сна, при котором частота сердечных сокращений обычно снижается.
Подобные расхождения возникают часто и могут захватывать несколько ночей.
Как мы в Welltory решили эту проблему
В ответ на эти противоречия мы разработали алгоритм, который более точно соответствует физиологическим маркерам с научными данными о стадиях сна. Например, он определяет легкий сон, когда пульс повышен и тело двигается. Глубокий сон определяется в те моменты, когда пульс значительно замедляется. Быстрый сон — когда увеличивается вариабельность сердечных сокращений в сочетании с тем, что человек практически не двигается. На основе данных почти 10 000 пользователей, которые были собраны в марте 2024 года, алгоритм выдал такие средние значения:
Легкий сон — 50,83%
Глубокий сон — 23,81%
Быстрый сон — 25,36%
Хотя эти результаты не идеальны, они гораздо ближе к научно признанному разделению на фазы сна. Мы фокусируемся на использовании физиологических маркеров, таких как вариабельность сердечного ритма и движения, а не просто полагаемся на традиционные метки стадий сна.
Почему наш алгоритм не идеален и почему это нормально
Хотя наш метод не сравнится с ПСГ, он стабильно выдает достоверные результаты. Мы продолжаем его улучшать, но наша главная цель — не просто фиксировать стадии сна, а помогать вам улучшать его качество.
Почему мы все же используем стадии сна
Многие пользователи ждут от нас анализа стадий сна, конкуренты тоже предлагают такую функцию. Но в отличие от других приложений мы ориентируемся не на маркетинг, а на точные физиологические данные. Вместо слепой веры в «идеальные» стадии сна мы предлагаем полезную аналитику: время засыпания, пробуждения, пульс и другие ключевые показатели, которые реально помогают отследить, как вы спали, и улучшить сон.