Изменение режима сна может рассказать о вашем здоровье

Исследователи определили пять типов сна; то, как люди перемещаются между этими типами, дает представление как о хронических, так и об острых состояниях.

Newswise — ваш трекер сна может предоставить вам информацию не только о вашем сне, в частности, он может предоставить вам информацию о хронических заболеваниях, таких как диабет и апноэ во сне, а также о таких заболеваниях, как COVID-19.

Это один из результатов исследования, в ходе которого были проанализированы данные 5 миллионов ночей сна примерно 33 000 человек. Основываясь на новом анализе, исследователи определили пять основных типов сна, которые они назвали фенотипами сна и которые можно разделить на 13 подтипов.

Исследователи также обнаружили, что то, как и как часто человек переключается между фенотипами сна, может предоставить в два-десять раз больше информации, необходимой для выявления состояний здоровья, по сравнению с тем, чтобы полагаться только на средний фенотип сна человека.

Исследование опубликовано в журнале npj Цифровая медицина 20 июня 2024 г.

Используя данные, собранные с помощью Oura Ring — умного кольца, которое отслеживает сон, температуру кожи и другую информацию — исследователи наблюдали за отдельными людьми в течение ряда месяцев, отмечая, есть ли у них хронические заболевания, такие как диабет и апноэ во сне, или такие заболевания, как COVID-19 и грипп.

Исследовательская группа обнаружила, что люди часто со временем меняют фенотипы сна, отражая изменения в состоянии здоровья человека и создавая нечто похожее на журнал путешествий человека через ландшафт сна, основанный на данных, созданный исследователями.

«Мы обнаружили, что небольшие изменения в качестве сна помогли нам выявить риски для здоровья. Эти небольшие изменения не проявляются в обычный вечер или в анкете, поэтому они действительно показывают, как носимые устройства помогают нам обнаруживать риски, которые в противном случае были бы упущены», — сказал Бенджамин Смарр, один из старших авторов исследования и преподаватель в Инженерная школа Джейкобса и Институт обработки данных Халичоглу Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Кроме того, исследователи подчеркнули, что отслеживание изменений сна в долгосрочной перспективе в масштабах населения может открыть новые идеи, имеющие отношение к общественному здравоохранению, например, могут ли некоторые изменения в моделях сна в этих ландшафтах сна обеспечить раннее предупреждение о хронических заболеваниях или уязвимости. к заражению.

Работа исследовательской группы основана на новом анализе набора данных TemPredict из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, который был создан с использованием данных, полученных от людей, носивших коммерчески доступное кольцо Oura Ring во время пандемии COVID-19 2020 года.

Анализ проводился Смарром, который также является преподавателем кафедры биоинженерии Джина Лэя Калифорнийского университета в Сан-Диего Шу Чиеном, и профессором Эдвардом Вангом на кафедре электротехники и вычислительной техники Калифорнийского университета в Сан-Диего в сотрудничестве с руководителем исследования. из Калифорнийского университета в Сан-Франциско профессор Эшли Э. Мейсон, практикующий специалист по сну. Ведущим автором был Варун Вишванат, аспирант кафедры электротехники и вычислительной техники инженерной школы Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Пять типов сна

Это пять фенотипов сна, которые исследователи выделили на основе данных о 5 миллионах ночей сна примерно у 33 000 человек. Хотя в исследование было включено множество факторов, исследователи также выявили некоторые тенденции, которые помогают интуитивно разделить 5 фенотипов сна.

• Фенотип 1: То, что мы называем «нормальным» сном. В этом фенотипе люди спят около восьми часов непрерывно в течение как минимум шести дней подряд. Этот тип сна рекомендован Национальными институтами здравоохранения и является наиболее распространенным типом сна, обнаруженным исследователями.
• Фенотип 2: Люди спят непрерывно примерно половину ночи, но вторую половину они спят только в течение коротких периодов времени, длительностью менее трех часов.

• Фенотип 3: Люди спят преимущественно непрерывно, но примерно одну ночь в неделю они спят прерывисто. Прерывистая ночь характеризуется одним периодом относительно продолжительного сна около пяти часов и одним периодом короткого сна менее трех часов.

• Фенотип 4: Люди снова спят преимущественно непрерывно. Но у них случаются редкие ночи, когда длительные приступы сна разделяются пробуждением в середине сна.

• Фенотип 5: Люди спят очень короткие промежутки времени каждую ночь. Этот фенотип был самым редким из обнаруженных исследователями и представляет собой чрезвычайно нарушенный сон.

Отслеживание изменений типа сна

Чтобы измерить, как фенотипы сна менялись с течением времени, Вишванат построил пространственную модель всех 5 миллионов ночей, в которой фенотипы были представлены как разные острова, состоящие в основном из одинаковых недель сна. Со временем возникли различные закономерности, которые позволили исследователям смоделировать маршруты каждого человека между островами.

Таким образом, то, что помогало отличать людей с хроническими заболеваниями, такими как диабет и апноэ во сне, не было их средним фенотипом. Вместо этого дело было в том, как часто они переключались между островами в этом ландшафте сна. Таким образом, даже если кто-то менял фенотипы лишь изредка, тот факт, что они менялись, все равно мог дать полезную информацию об их здоровье.

Данные показали, что большинству людей редко удается прожить несколько месяцев без нескольких ночей нарушения сна. «Мы обнаружили, что небольшие различия в том, как происходят нарушения сна, могут рассказать нам о многом. Даже если эти случаи редки, их частота также говорит о многом. Так что дело не только в том, хорошо вы спите или нет, а в характере сна с течением времени, где скрывается ключевая информация», — сказал Ван, соавтор и преподаватель факультета электротехники и компьютерной инженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего.

И наоборот, люди не склонны оставаться в образце, определяемом прерывистым сном. Но то, как часто они сталкивались с определенными нарушениями сна, многое говорит о том, насколько хорошо у них дела.

«Если представить, что существует ландшафт типов сна, то дело не столько в том, где вы склонны жить в этом ландшафте, сколько в том, как часто вы покидаете эту область», — сказал Вишванат, соответствующий автор статьи.

Предыдущее исследование

В этой новой статье, опубликованной 20 июня, исследовательская группа модифицировала технику, использованную в предыдущем исследовании, которое было крупнейшим на сегодняшний день аналогичным исследованием сна, в ходе которого были собраны данные примерно о 103 000 ночей из биобанка Великобритании. В предыдущем исследовании изучались время сна и пробуждения, а также многие связанные с этим особенности, а затем был построен «ландшафт» того, как ночи падают по отношению друг к другу. Но предыдущие исследователи не сделали двух ключевых вещей: они не могли смотреть во времени, поскольку у них было только две-три ночи на человека; и они не смогли связать полученные закономерности сна с последствиями для здоровья.

Другие крупномасштабные анализы сна изучали различия в простых характеристиках сна, таких как общее время, которое люди проводят во сне.

Напротив, эта новая работа является первой, которая показывает, что исследователи могут количественно оценить меняющуюся динамику сна людей с течением времени и использовать эту количественную оценку, чтобы дать людям лучшее представление о здоровье их сна. Исследование также предполагает, что эти изменения во сне могут указывать на более высокий риск развития широкого спектра заболеваний.

Бумага «Пять миллионов ночей: временная динамика фенотипов сна человека» в журнале npj Digital Medicine.

Авторы статей

Варун К. Вишванат, Венди Хартогенезис, Стефан Дилчерт, Лина Пандия, Фредерик М. Хехт, Эшли Э. Мейсон, Эдвард Дж. Ванг и Бенджамин Л. Смарр

Принадлежность авторов

Кафедра электротехники и вычислительной техники, Инженерная школа Джейкобса, Калифорнийский университет, Сан-Диего; Центр интегративного здоровья Ошера, Калифорнийский университет, Сан-Франциско; Школа бизнеса Зиклин, Колледж Баруха, Городской университет Нью-Йорка; Шу Чиен — факультет биоинженерии Джина Лэя, Инженерная школа Джейкобса, Калифорнийский университет, Сан-Диего; Институт обработки данных Халыджиоглу, Калифорнийский университет, Сан-Диего

Соответствующий автор: Варун К. Вишванат [email protected]

Благодарности за финансирование

Эти усилия финансировались по запросу MTEC MTEC-20-12-Diagnostics-023 и USAMRDC при Министерстве обороны (#MTEC-20-12-COVID19-D.-023). Фонд #StartSmall (#7029991) и Oura Health Oy (#134650) также предоставили финансирование для этой работы. Мнения и выводы, содержащиеся в настоящем документе, принадлежат авторам и не должны интерпретироваться как обязательно отражающие официальную политику или поддержку, выраженную или подразумеваемую, правительства США.

Заявление о конфликте интересов

AEM получила вознаграждение за консультационную работу от Oura Ring Inc., но не заявляет об отсутствии конкурирующих нефинансовых интересов. BLS получила вознаграждение за консультационную работу от Oura Ring Inc. и имеет в ней финансовый интерес, но не заявляет об отсутствии других конкурирующих интересов нефинансового характера.

AEM, PhD и BLS, PhD, указаны в качестве соавторов следующих патентных заявок: 17/357,922, поданной 24 июня 2021 г., под названием «ОБНАРУЖЕНИЕ БОЛЕЗНЕЙ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ ТЕМПЕРАТУРЫ», статус находится на рассмотрении; PCT/US21/39260, поданный 25 июня 2021 г. под названием «ОБНАРУЖЕНИЕ ЗАБОЛЕВАНИЙ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ ТЕМПЕРАТУРЫ», срок действия статуса истек; и 17/357 930, поданная 24 июня 2021 г. под названием «ПЛАТФОРМА МОНИТОРИНГА ЗДОРОВЬЯ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ЗАБОЛЕВАНИЙ», статус находится на рассмотрении. Все они были поданы по состоянию на июль 2021 года компанией Oura Health Oy от имени UCSD. Все приложения охватывают использование данных носимых устройств для выявления начала заболевания.