Smartphones zur Überwachung des Ruhezustands

Die Technologie ermöglicht ein besseres Verständnis der universellen Schlafmuster, da Forscher mithilfe einer Schlaf-App die Rolle analysieren, die Gesellschaft und Biologie bei der Festlegung von Schlafplänen spielen.

In der neuen Studie kombinierten Forscher der University of Michigan mathematische Modelle, mobile Apps und Big Data, um zu dem Schluss zu gelangen, dass Kultur häufig natürliche Rhythmen übertrifft, häufig zum Nachteil der eigenen Gesundheit.

Die Forscher verwendeten eine kostenlose Smartphone-App, die den Jetlag reduziert, um robuste Schlafdaten von Tausenden von Menschen in 100 Ländern zu sammeln. Die Forscher untersuchten, wie Alter, Geschlecht, Lichtmenge und Heimatland die Zahl der Menschen mit geschlossenen Augen auf der ganzen Welt beeinflussen, wenn sie ins Bett gehen und wenn sie aufwachen.

Zu ihren Erkenntnissen gehört, dass kultureller Druck den natürlichen Tagesrhythmus außer Kraft setzen kann, wobei die Auswirkungen vor dem Schlafengehen am deutlichsten sichtbar werden. Während morgendliche Aufgaben wie Arbeit, Kinder und Schule beim Aufwachen eine Rolle spielen, sagen die Forscher, dass sie nicht der einzige Faktor sind.

Das heißt, die Kultur scheint Einfluss zu haben, wenn man ins Bett geht, während intrinsische Rhythmen die Weckzeiten bestimmen.

"Auf ganzer Linie scheint es, dass die Gesellschaft die Schlafenszeit regelt und die interne Uhr die Weckzeit regelt. Eine spätere Schlafenszeit ist mit einem Schlafverlust verbunden", sagte Dr. Daniel Forger, der Fakultätspositionen in Mathematik und an der University of Michigan innehat Abteilung für Computational Medicine und Bioinformatik der Medizinischen Fakultät.

„Gleichzeitig haben wir einen starken Weckzeiteffekt bei den biologischen Uhren der Benutzer festgestellt - nicht nur bei ihren Weckern. Diese Ergebnisse helfen, das Tauziehen zwischen solarer und sozialer Zeitmessung zu quantifizieren. “

Wenn Forger über interne oder biologische Uhren spricht, bezieht er sich auf zirkadiane Rhythmen - Schwankungen der Körperfunktionen und Verhaltensweisen, die mit dem 24-Stunden-Tag des Planeten verbunden sind. Diese Rhythmen werden von einem reiskörnigen Cluster von 20.000 Neuronen hinter den Augen festgelegt. Sie werden durch die Lichtmenge reguliert, insbesondere durch das Sonnenlicht, das unsere Augen aufnehmen.

Zirkadiane Rhythmen gelten seit langem als Haupttreiber von Schlafplänen, selbst seit dem Aufkommen von künstlichem Licht und 9-zu-5-Arbeitsplänen.

Die neue Forschung hilft, die Rolle der Gesellschaft zu quantifizieren.

So kamen Forger und Kollegin Olivia Walch zu ihren Ergebnissen. Vor einigen Jahren veröffentlichten sie eine App namens Entrain, mit der Reisende sich an neue Zeitzonen anpassen können. Es werden benutzerdefinierte Zeitpläne für Licht und Dunkelheit empfohlen.

Um die App nutzen zu können, müssen Sie Ihre typischen Stunden Schlaf und Lichtexposition eingeben und haben die Möglichkeit, Ihre Informationen anonym an die University of Michigan zu senden.

Die Qualität der Empfehlungen der App hing von der Richtigkeit der Benutzerinformationen ab. Die Forscher sagten, dies motivierte die Benutzer, bei der Berichterstattung über ihre Beleuchtungshistorie und Schlafgewohnheiten besonders vorsichtig zu sein.

Mit Informationen von Tausenden von Menschen in der Hand analysierten sie sie dann auf Muster. Alle Korrelationen, die sprudelten, stellten sie auf die Probe, was einem circadianen Rhythmus-Simulator gleichkommt.

Der Simulator - ein mathematisches Modell - basiert auf dem tiefen Wissen des Feldes darüber, wie Licht den suprachiasmatischen Kern des Gehirns beeinflusst (das ist der Neuronencluster hinter den Augen, der unsere inneren Uhren reguliert). Mit dem Modell konnten die Forscher die Sonne nach Belieben auf und ab drehen, um festzustellen, ob die Korrelationen unter extremen Bedingungen noch bestehen.

"In der realen Welt verhält sich die Schlafenszeit nicht so wie in unserem Modelluniversum", sagte Walch. "Was dem Modell fehlt, ist, wie die Gesellschaft das beeinflusst."

Die Verteilung der nationalen Durchschnittswerte für die Schlafdauer reichte von mindestens sieben Stunden, 24 Minuten Schlaf für Einwohner von Singapur und Japan bis zu maximal acht Stunden und 12 Minuten für Einwohner der Niederlande.

Das ist kein großes Fenster, aber die Forscher sagen, dass jede halbe Stunde Schlaf einen großen Unterschied in Bezug auf die kognitive Funktion und die langfristige Gesundheit macht.

Die Ergebnisse, so die Forscher, deuten auf einen wichtigen Hebel für Schlafentzug hin, eine Gruppe, um die sich die Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten kümmern.

Eine kürzlich durchgeführte CDC-Studie ergab, dass in den USA jeder dritte Erwachsene nicht das empfohlene Minimum von sieben Stunden erreicht. Laut CDC erhöht Schlafentzug das Risiko für Fettleibigkeit, Diabetes, Bluthochdruck, Herzerkrankungen, Schlaganfall und Stress.

Die Forscher der University of Michigan fanden außerdem heraus, dass:

• Männer mittleren Alters bekommen am wenigsten Schlaf und oft weniger als die empfohlenen sieben bis acht Stunden;
• Frauen planen mehr Schlaf als Männer, durchschnittlich etwa 30 Minuten mehr. Sie gehen etwas früher ins Bett und wachen später auf. Dies ist am ausgeprägtesten im Alter zwischen 30 und 60 Jahren;
• Menschen, die jeden Tag einige Zeit im Sonnenlicht verbringen, gehen früher ins Bett und schlafen mehr als diejenigen, die die meiste Zeit im Innenlicht verbringen.
• Gewohnheiten konvergieren, wenn wir älter werden. Die Schlafpläne waren bei den über 55-Jährigen ähnlicher als bei den unter 30-Jährigen. Dies könnte mit einem sich verengenden Fenster zusammenhängen, in dem ältere Personen fallen und einschlafen können.

Das Fazit ist, dass Schlaf wichtiger ist, als die Menschen glauben. Selbst wenn Sie sechs Stunden pro Nacht haben, bauen Sie immer noch eine Schlafschuld auf, sagte Walch, Doktorand in der Mathematikabteilung und Mitautor des Papiers.

"Es dauert nicht so viele Tage, bis Sie nicht genug Schlaf bekommen, bevor Sie funktionell betrunken sind", sagte sie.

„Forscher haben herausgefunden, dass übermäßige Müdigkeit diesen Effekt haben kann. Erschreckend ist gleichzeitig, dass die Leute denken, sie erledigen Aufgaben viel besser als sie. Ihre Leistung nimmt ab, Ihre Wahrnehmung Ihrer Leistung jedoch nicht. "

Abgesehen von den Ergebnissen selbst zeigen die Forscher, dass die mobile Technologie ein zuverlässiger Weg ist, um riesige Datenmengen zu sehr geringen Kosten zu erfassen.

"Dies ist ein cooler Triumph der Citizen Science", sagte Forger.

Quelle: Universität von Michigan