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如何从您的智能手表跟踪昼夜节律

智能手表是人们记录每天行走的步数或在跑步过程中记录英里时间的便捷设备。但它们也是科学家们在日常生活中了解人们生理过程的机会。

特别是,科学家们一直对通过智能手表收集的生物数据(特别是心率)跟踪人们的昼夜节律很感兴趣。这样做可以让个人知道一天中睡觉、吃饭、锻炼或服药的最佳时间。

到了晚上,人的心率会降低以节省能量。在一个人的清醒期间,他们的心率会因预期活动而加快。但密歇根大学数学教授丹尼尔·福格 (Daniel Forger) 表示,挑战在于找到一种方法来找出一个人心率在一天中的所有变化方式中的贯穿始终。

现在,Forger 和他的同事开发了一种统计方法,可以解释可能影响一个人心率的所有“噪音”,并根据智能手表提供的心率数据提取一个人的昼夜节律。

昼夜节律是一种内部时钟,可同步体内所有的生理功能。主时钟位于大脑的下丘脑,负责监督您体内数以百万计的其他所有内部时钟:每个细胞都有一个内部时钟,您的心脏、肝脏和大脑也是如此。在健康个体中,这些时钟都是同步的。但是研究这个主时钟很困难——尤其是在实验室环境之外。

“我认为一个大问题是,我们能否用可穿戴设备测量昼夜节律,我们如何做到这一点?”Forger 说,他也是密歇根医学计算医学和生物信息学的研究教授。“心率本身有昼夜节律,但它因许多不同的事情而变得复杂:躺下睡觉,心率下降。跑步时心率会上升。

“困难的问题是,我们如何从所有其他信号中提取内部计时信号,以了解您的身体认为它是一天中的什么时间?”

该小组的算法通过丢弃在睡眠期间收集的数据并专注于在一个人清醒期间收集的数据来工作。然后,由研究合著者和前 UM 博士后研究员克拉克鲍曼开发的算法考虑了一个人的心率是否因运动、姿势或饮食而受到该人的活动或皮质醇的影响。结果是潜在的每日计时信号控制心率。

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