Как фитнес-браслеты измеряют уровень стресса и насколько им можно доверять?
Современные фитнес-трекеры уже не ограничиваются подсчетом шагов и контролем сна — новые модели уже умеют определять уровень стресса в организме человека. Как это работает и насколько достоверны такие измерения? Зачем это вообще нужно?
Люди не всегда распознают физиологические признаки стресса, и их воспоминания о прошлых стрессовых событиях могут быть окрашены их текущим настроением. Но наблюдение за стрессом может помочь развить более внимательное отношение к своему телу и улучшить здоровье. Например, если можно определить, что определенные люди, места или занятия вызывают у вас стресс – и, например, повышение кровяного давления, – то можно изменить свои привычки, чтобы этого избежать.
Фитнес-браслеты, которые поддерживают определение уровня стресса, на самом деле измеряют изменение интервала между ударами сердца или вариабельность сердечного ритма.
Вариабельность сердечного ритма – один из самых надежных и неинвазивных показателей стрессовой реакции. Впервые исследователи связали вариабельность сердечного ритма со стрессом в 1960-х годах, когда врачи поняли, что тесты детей, которые до рождения находились в стрессовом состоянии, показали более регулярные интервалы между сердечными сокращениями по сравнению с детьми, не находящимися в стрессе.
Последующие исследования связали изменения вариабельности сердечного ритма с множеством заболеваний, от болезней сердца до диабета и посттравматического стрессового расстройства.
Хотя большинство людей думает, что сердце бьется в очень регулярном ритме, это не так. Фактически у здоровых молодых людей интервал между ударами сердца естественным образом варьируется до такой степени, что сердечный ритм в течение одного цикла дыхания (одного вдоха и одного выдоха) может изменяться на 10-15 ударов в минуту.
Значит ли это, что новый фитнес-браслет поможет четко отслеживать стресс, вы научитесь брать себя в руки и станете спокойны, как удав? Все не так просто.
Несмотря на то, что вариабельность сердечного ритма использовалась для измерения стресса на протяжении десятилетий, фитнес-трекерам может не хватать мощности для обработки данных. В клинических условиях исследователи все-таки используют компьютерные алгоритмы для очистки данных и отделения сигнала от шума. А большинство фитнес-трекеров не обладают большой вычислительной мощностью для такой сложной обработки.
Также нет единого мнения о том, как долго следует измерять частоту сердечных сокращений, чтобы точно определить вариабельность сердечного ритма.
Кроме того, проблема с использованием вариабельности сердечного ритма для измерения стресса заключается в том, что эту реакцию нервной системы могут вызвать как тревожные, так и приятные волнующие события. Чтобы фитнес-трекер мог определить, находится ли человек в состоянии стресса, ему необходимо также отслеживать контекст ситуации, в которой тот находится. Иными словами, чтобы фитнес-трекеры были эффективными, они должны собирать данные о том, что пользователь делает в любой момент времени. Причем речь не только о разных видах физической нагрузки. А как это делать, пока еще не придумали.
Как измерить уровень стресса в Mi Band 5
Стрессовые ситуации настигают человека практически каждый день. Они не только портят настроение, но и негативно влияют на здоровье организма. При низком уровне стресса повода для беспокойства нет. Но если он высок, следует предпринять соответствующие меры. Без специальных приборов человек не может узнать, стоит ли ему обращаться к доктору или начинать принимать успокаивающие лекарства. Но компания Xiaomi позаботилась об этом, выпустив пятое поколение фитнес-трекеров с новой функцией. Мы поможем разобраться с тем, как измерить уровень стресса в Mi Band 5 и что делать при слишком высоких показателях.
Принцип работы функции
Прежде чем объяснить, как работает опция измерения уровня стресса в фитнес-трекере, следует дать четкое определение стрессу. Это понятие исключительно психологическое, но оно доступно каждому человеку.
Стресс – это нормальная ответная реакция человеческого организма на воздействие внешних неблагоприятных факторов (как психологических, так и физических).
Пятое поколение трекеров вполне четко определяют уровень стресса пользователей. Хотя они и не являются профессиональными приборами для данной цели, результаты считаются максимально приближенными к реальным. Поэтому данная опция считается не менее важной, чем функция PAI.
Говоря о том, как измеряется уровень стресса, следует отметить важность мониторинга сердцебиения. Браслет высчитывает показатель ориентируясь именно на пульс своего владельца. Специальный датчик сердечного ритма способен работать круглосуточно, а потому пользователь может узнавать свой уровень стресса в любой момент. При этом технологически продуманная функция легко различает учащение пульса во время физических нагрузок и обычное стрессовое состояние организма.
С иными методами диагностики стресса можно ознакомиться в научной статье Долбышева А.В.
Процесс измерения
Mi Band 5 измеряет уровень стресса, находясь на запястье пользователя. Чтобы активировать функцию, необходимо включить экран трекера и выполнить следующие действия:
Процесс измерения занимает в среднем 30 секунд.
По окончании устройство выдает результат. На экране будет изображен показатель с указанием конкретного числа, а также уровня на цветной шкале. Вместе с этим внизу будет указано конкретное время проведения процедуры.
Данная инструкция предназначается для измерения уровня стресса вручную. Но при желании эту функцию можно заставить работать автоматически. Для этого необходимо перейти в одноименный раздел в официальном приложении, открыть настройки и указать интенсивность проведения процедуры. Результаты в данном случае не отличаются от тех, что отображаются при ручном измерении.
Уровни стресса
Узнать более подробную информацию об уровне стресса можно в приложении. Здесь сохраняются результаты за определенное время, а потому пользователь сможет просмотреть и проанализировать свои показатели за несколько дней. О существующих уровнях мы поговорим ниже, но сперва следует разобраться с тем, что значит сам термин «уровень стресса».
Уровень стресса – это количественный и качественный показатель величины и силы стресса, оказывающий влияние на жизнедеятельность человека.
Подключившись к смартфону и отыскав соответствующую вкладку в Mi Fit, пользователь может увидеть свой последний показатель. Кроме того, здесь представлена цветная шкала с «оценками». Так, уровень стресса, измеряемый Ми Бэнд 5, может быть:
Нужна ли синхронизация со смартфоном для проведения измерений?
Уровень слишком высок, что делать?
Браслет не измеряет уровень стресса.
Датчик измерения стресса в фитнес-трекере Ми Бенд 5 прекрасно справляется со своей работой. Он действительно выдает правдивые результаты. Благодаря этому каждый пользователь сможет сохранить свое здоровье, своевременно отслеживая данный показатель и предпринимая меры по его снижению при необходимости.
Как рассчитываются показатели стресса и энергии в фитнес-гаджетах: анализ вариабельности сердечного ритма
Согласно нашим исследованиям (мы – это med-tech платформа Engy Health для контроля здоровья, энергии, стресса и напряжения по методологии анализа вариабельности сердечного ритма), больше 70% пользователей фитнес-гаджетов не обращает внимание на показатели «Энергия», «Стресс» или «Напряжение». В восприятии пользователей это малозначащий маркетинговый наворот.
Мы попросили физиологов понятно объяснить принцип работы этих показателей. В качестве бонуса расскажем, почему в условиях эпидемии их отслеживание может кому-то из вас или ваших близких спасти жизнь.
За «фантастическими» расчетами стресса и энергии в вашем фитнес-гаджете стоит кардиологическая методология анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР), или Heart Rate Variability — HRV.
Методология ВСР только появляется в массовой индустрии фитнес-гаджетов, однако её история насчитывает почти 60 лет и берет начало в 1960-х, годах на старте космических программ супердержав.
Задача методологии заключалась в исследовании уровня здоровья космонавтов на предмет их готовности адаптироваться к экстремальным условиям подготовки и полетов. Традиционная западная клиническая медицина на тот момент была направлена на борьбу с болезнями, однако у космонавтов просто не было «права» на болезнь: медики должны были гарантировать здоровье космонавта и отсутствие срывов перед полётом. (И поскольку карантинные меры в нынешней ситуации также направлены на «предотвращение болезни», логично обратиться к накопленному опыту физиологов).
В ходе исследований пульса у космонавтов (телекоммуникационные данные уже позволяли передавать их ритмограмму с орбиты на землю) были определены механизмы адаптации организма к изменяющимся условиям как внешней среды (например, к невесомости), так и внутренней среды (например, простуда или вирусная атака), а также свойства работы самих адаптационных систем. Эти наблюдения переосмыслили понятие здоровья. Здоровье – это не просто отсутствие болезни, а готовность организма адаптироваться к изменениям среды. Чем лучше здоровье, тем дольше вы можете приспосабливаться ко все более стрессовым изменениям.
Медики, разработчики ВСР, определили, что за успешную адаптацию к меняющимся условиям внешней и внутренней среды отвечает вегетативная нервная система, состоящая из двух отделов:
— симпатическая система (активация организма в условиях изменений внешней среды, отражает состояние стресса )
— парасимпатическая система, ее основной частью является блуждающий нерв (восстановление и отдых после стресса и регуляция внутренней среды организма)
— Если мощи компонентов вегетативной системы не хватает или они разбалансированы, к управлению адаптацией подключаются гумморальная система (отвечает за гормональное регулирование) и высшие отделы центральной нервной системы (реагирует на раздражители внешней среды через органы чувств)
Методология ВСР оказалась настолько эффективной с точки зрения превентивной медицины, то есть медицины, направленной не на борьбу с уже наступившими болезнями, а на их предотвращение, что уже с 1970-х годов ВСР стала крайне популярной в спортивной медицине при подготовке профессиональных спортсменов к соревнованиям, а позже – в промышленной медицине, авиации и пр. Вышедшая из космической медицины ВСР также стала предвестником получившей позднее признание интегративной медицины, то есть медицины, направленной на изучение организма как целостной системы и механик этого взаимодействия.
Сегодня, на фоне растущей необходимости следовать здоровому образу жизни и интереса к биохакингу, ВСР начинает становиться доступным обычным людям. Вполне возможно, что ВСР-замеры есть в вашем фитнес-браслете или пульсометре, а вы об этом не догадываетесь.
Итак, что же значат показатели «Энергия», «Стресс» и «Восстановление» в фитнес-гаджетах и действительно ли можно померить зарядку организма также, как смартфона. Попробуем максимально просто объяснить механику.
В основе лежит основа сердечного пульса, а точнее – вариабельности между ударами (на ритмограмме – RR- и NN-зубцов). Вариабельность предполагает, что при 60 ударах в минуту (в 60 секундах) разрыв между RR- и NN- зубцами в части ударов будет менее секунды, а часть – более.
При дальнейшем математическом анализе ритмограммы мы можем выявить волновую структуру вариабельности. При этом выделяется 3 частоты волн:
— короткие волны (High Frequency Waves, или HF-волны). Ученые выявили, что они характеризуют работу парасимпатической системы, отвечающей за восстановление в организме. Отражают влияние на пульс со стороны блуждающего нерва.
— длинные волны (Low Frequency Waves, или LF-волны). Эти волны отражают работу симпатической системы. В нашем организме она отвечает за реакцию организма на стресс.
— сверхдлинные волны (VLF-лн. Они отражают работу гумморальной системы с помощью гормонального воздействия, которая подключается к регулированию адаптации организма, когда силы симпатики и парасимпатики не хватает.
Дальнейшее преобразование данных позволяет выявить спектрограмму, определив уровень воздействия каждой из систем на ваш сердечный ритм. А значит, мы можем четко понять, какая из систем влияет на вас в момент замера в большей мере: симпатическая система (стресс), парасимпатическая система (восстановление после стресса) или гуморальная система (гормональное вмешательство при недостаточной работе симпатики и парасимпатики).
Научная работа с данными ритмограмм – для подтверждения гипотез в рамках ВСР были проведены многочисленные популяционные исследования по всему миру – позволила ученым сформулировать несколько показателей. Методология их расчётов была закреплена в 1996 году в международном стандарте измерения, физиологической интерпретации и клинического использования ВСР. Всего насчитывается более 20 показателей, однако здесь мы разберем несколько наиболее часто встречающихся в фитнес-гаджетах на российском рынке:.
«Энергия» (в международной терминологии Total Power)
Total Power рассчитывается по формуле TP=VLF+LF+HF. То есть, по сути, при измерении этого показателя вы видите суммарную мощность всех трех диапазонов вашего сердечного ритма. В целом, этот показатель свидетельствует о натренированности ваших адаптационных систем, это и есть «зарядка» вашего организма. Чаще всего показатели утренних замеров TP выше, чем вечером, так как в течение дня организм устаёт.
С помощью этого показателя вы можете отслеживать своё комплексное физиологическое состояние и готовность организма к дополнительным физическим, интеллектуальным и эмоциональным перегрузкам (вы отвечаете на вопрос, пойдет ли на пользу здоровья предстоящая физическая тренировка или волнительная презентация). Также важно понимать, что как слишком низкие, так и слишком высокие показатели TP критичны и говорят либо о нехватке мощи, либо о перенапряжении систем адаптации. (Ниже и далее указаны шкалы для здоровых людей в удовлетворительной физической форме. Данная шкала не подходит для профессиональных спортсменов с отличающимися нормативами)
Стресс отражает данные симпатической системы (LF-волны). Индекс Стресса отражает, в какой степени вы испытываете напряжение в ответ на стрессовый фактор. Важно понимать, что под стрессом в методики ВСР предполагается не психологический, а физиологический стресс. Как отсутствие, так и перенапряжение стресса одинаково критичны для организма: важно держать показатель в балансе для того, чтобы избегать общего ухудшения физиологического состояния.
Под «Восстановлением» в большинстве гаджетов имеется в виду показатель RMSSD. Он показывает состояние парасимпатической системы, отвечающей за восстановление организма после стресса. Высокий RMSSD говорит о высокой степени восстановления организма и его готовности к очередным и большим нагрузкам, если тренд пошел вниз, то вам нужно больше отдыхать и дать организму возможность восстановиться. Этот показатель особенно популярен среди любителей и профессиональных спортсменов, так как помогает чётко регулировать нагрузку, отслеживать прогресс или деградацию физической формы.
Вегетативный баланс (LF / HF)
Вегетативный баланс отражает сбалансированность симпатической (стресс) и парасимпатической (восстановление) систем. Таким образом, вы в любой момент можете понимать, насколько ваш организм сбалансирован и что в нем преобладает на момент замера – симпатика (стресс) или парасимпатика (восстановление).
Чтобы начать делать замеры ВСР, прежде всего, вам нужен пульсометр, смарт-часы или фитнес-браслет с функцией замеров ВСР. Такая функция уже встроена у топовых моделей Apple Watch, Garmin, Polar или Suunto. Однако это совсем не значит, что за доступ к замерам ВСР нужно много заплатить.
Например, вы можете использовать популярные в спортивной среде нагрудные пульсометры, средняя цена за которые находится в диапазоне 4 000 – 6 000 рублей (при среднем чеке на смарт-часы в России в 2019 году в районе 18 000 рублей). Далее вы можете подключить ваш пульсометр к одной из платформ по анализу данных ВСР, например к Engy Health (это бесплатно и на русском языке) или же к иностранным платформам (HRV4Training, TrainingPeaks, EliteHRV, но они платные и на иностранном языке). Самое главное, при выборе пульсометра убедитесь, что в выбранном вами пульсометре есть поддержка замеров ВСР и функционал дальнейшей передачи данных на сторонние платформы.
Чтобы измерять ВСР, придерживайтесь несколько простых правил:
— делайте замеры регулярно (не реже 1 раза в день)
— в рамках одного дневного сценария (например, только утром после утренних гигиенических процедур до завтрака),
— при измерении не шевелитесь
— делайте замер не менее 5 минут (более короткий замер даст недостоверные данные). Это нужно, чтобы на ритмограмме проявились HF, LF и VLF волны.
Некоторые сервисы предлагают делать замеры пульса через просвет пальца с камеры телефона, что удобно, но обуславливает большое количество шумов на ритмограмме, и в итоге у вас бОльшая вероятность получить некорректные данные.
Возможность увидеть уровень состояния парасимпатической системы, то есть активности блуждающего нерва, может сохранить вам жизнь во время пандемии коронавируса.
Во многих случаях гибель людей при заражении CoviD-19 происходит не от самого вируса, а от иммунного гиперответа организма. Это явление называется «цитокиновый шторм». Когда организм впервые сталкивается с вирусом или бактерией, иммунная система активизируется и начинает бороться с непрошенным «захватчиком». Рядовые в этой борьбе – молекулы, называемые цитокинами, благодаря которым клетки организма получают сигнал о том, что необходима реакция. Как правило, чем сильнее иммунный ответ, тем больше шансов победить инфекцию. Как только враг побежден, иммунная система отключается. Однако примерно у 15% пациентов иммунная система продолжает бороться и после того, как вирус обезврежен. Именно поэтому на данный момент усилия медиков направлены не только на поиск противовирусной вакцины, но и более эффективных средств в борьбе с «цитокиновым штормом».
Хорошая новость заключается в том, что один из естественных способов подавления «цитокинового шторма» – работа блуждающего нерва через механизм «холинергического противовоспалительного пути», сигналы которого так точно отражают HF-волны в методологии ВСР.
Немного медицинских подробностей для тех, кто хочет глубже разобраться в вопросе. Холинергический противовоспалительный путь выглядит следующим образом: на поверхности макрофагов, вырабатывающих про-воспалительные цитокины, находятся ацетилхолиновые рецепторы. Нейромедиатор ацетилхолин, секретируемый нейронами, образующими блуждающий нерв, активирует эти рецепторы, подавляя работу макрофагов и останавливая выработку цитокинов. Активация блуждающего нерва происходит через холинергическую сеть мозга, которая повышает активность холинергического противовоспалительного пути. Таким образом, любая стимуляция парасимпатической нервной системы через блуждающий нерв приводит к повышению уровня ацетилхолина и подавляет воспаление. Одновременно этот процесс через эфферентные пути приводит к увеличению вариабельности сердечного ритма.
Таким образом, парасимпатическая система принимает активное участие в возможности естественного подавления негативных последствий «цитокинового шторма», в том числе когда он вызывается Covid19. При этом эффективность работы парасимпатической системы можно отследить с помощью анализа вариабельности сердечного ритма, который могут сделать ваши фитнес-гаджеты.
Если вы определили с помощью ВСР, что ваша парасимпатика в полном порядке, это, безусловно, не значит, что можно смело нарушать карантинные меры и вирус вам не страшен. Ведь холинергический противовоспалительный путь – лишь один из сценариев борьбы с последствиями заражения. Однако можно с уверенностью сказать, что хорошие показатели работы парасимпатики значительно повышают ваши шансы с минимальной потерей перенести заражение, и это свидетельство о готовности организма дать качественный ответ вирусу.
А вот в случае, когда активность вашего блуждающего нерва мала (низкий показатель RMSSD или HF), или вегетативная система находится в дисбалансе и значения вегетативного баланса (LF / HF) находятся в критической области, у вас есть шанс, контролируя показатель напряжения парасимпатической системы и отслеживая, что влияет на его улучшение, изменить ситуацию к лучшему и снизить риск осложнений. Замеры ВСР у себя и близких позволят определить, кто из вашего окружения в зоне риска, а кто готов встретить вирус во всеоружии.
Go проверять свои фитнес-гаджеты на возможность замеров ВСР!
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»:
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:
| Симпатика | Парасимпатика |
| Повышает пульс | Понижает пульс |
| Блокирует выработку слез | Стимулирует слезы |
| Сужает зрачки | Расширяет зрачки |
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:
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
P.S. Не забудьте подписаться в Telegram на первый научно-популярный сайт о мобильных технологиях — Deep-Review, чтобы не пропустить очень интересные материалы, которые мы сейчас готовим!
Как бы вы оценили эту статью?
Нажмите на звездочку для оценки
Внизу страницы есть комментарии.
Напишите свое мнение там, чтобы его увидели все читатели!
Если Вы хотите только поставить оценку, укажите, что именно не так?
