Znanstvenici su posebno zainteresirani za praćenje cirkadijalnih ritmova ljudi putem bioloških podataka prikupljenih njihovim pametnim satovima - točnije, otkucaja srca. Tako bi svatko znao koje je najbolje doba dana za spavanje, jelo, tjelovježbu ili uzimanje lijekova

Nova statistička metoda

Noću se broj otkucaja srca smanjuje radi očuvanja energije. Tijekom razdoblja budnosti broj otkucaja srca ubrzava se u očekivanju aktivnosti. No, izazov je bio pronaći način da se pronađe linija ljudskog otkucaja srca među svim njegovim varijacijama tijekom dana, objašnjava Daniel Forger, profesor matematike sa Sveučilišta Michigan.

Forger i njegovi kolege razvili su statističku metodu koja uzima u obzir svu "buku" koja bi mogla utjecati na broj otkucaja srca osobe i izdvaja nečiji cirkadijalni ritam na temelju podataka o broju otkucaja srca koje im daje njihov pametni sat.

Cirkadijalni ritam je unutarnji sat koji sinkronizira sve fiziološke funkcije u tijelu. Glavni sat, koji se nalazi u hipotalamusu mozga, nadgleda sve milijune drugih unutarnjih satova u vašem tijelu: svaka stanica ima unutarnji sat, kao i vaše srce, jetra i mozak. U zdravih osoba svi su ti satovi sinkronizirani. No, proučavanje ovog glavnog sata je teško, osobito izvan laboratorijskih postavki.

130.000 dana podataka

Istraživači su se zapitali može li se izmjeriti cirkadijske ritmove s nosivim predmetima, i kako? Njihov algoritam funkcionira tako što odbacuje podatke prikupljene tijekom spavanja i usredotočuje se na podatke prikupljene tijekom razdoblja budnosti. Ovaj algoritam uzima u obzir utječe li na broj otkucaja srca aktivnost osobe ili kortizol zbog vježbe, držanja ili obroka. 

Kako bi provjerili djeluje li ova statistička metoda, istraživači su iskoristili skup podataka iz tekuće studije medicinskih pripravnika, takozvane Studije o zdravlju stažista. Ova studija pruža više od 130.000 dana podataka o 900 pripravnika koji su na zapešću stalno nosili uređaje za praćenje sna koji prikupljaju podatke o kretanju i otkucajima srca. Istraživačima je koristilo i to što medicinski pripravnici rade u smjenama i aktivni su u raznim dijelovima dana i noći.

"Pametni satovi prikupljaju podatke o broju otkucaja srca pomoću optičkih senzora. Ti senzori nisu baš najprecizniji, a na broj otkucaja srca tijekom dana utječu brojni faktori. Zbog toga je iz tako prikupljenih podataka teško identificirati cirkadijalni ritam", objašnjava Clark Bowman, profesor matematike i statistike na koledžu Hamilton. Srećom, pametni satovi podatke očitavaju redovito i prilično često.

Cirkadijski ritmovi u stvarnom svijetu

Korištenja podataka s nosivih uređaja znači da znanstvenici, baš kao i osoba koja nosi sat, mogu proučavati cirkadijalni ritam na temelju utjecaja iz stvarnog svijeta. A to ima prednosti u odnosu na mjerenje cirkadijalnog ritma u laboratoriju. Klinička studija zlatnog standarda za proučavanje cirkadijalnog ritma bila bi mjerenje razine melatonina u osobi u razdoblju od šest do 40 sati u mračnom laboratoriju.

"Pokazali smo da možete izravno mjeriti cirkadijalne ritmove u stvarnom svijetu, u kojem toliko stvari utječe na njih da ih nećete mjeriti u laboratoriju", kaže Forger. Istraživači su u obzir morali uzeti produžena razdoblja intenzivnih aktivnosti, poput biciklističkih treninga. Metoda također ne uzima u obzir učinke koje na broj otkucaja srca imaju kofein, psihološki stres, lijekovi ili bolesti.

Istraživači su razvili i aplikaciju Social Rhythms, dostupnu za iPhone i Android uređaje, gdje možete učitati svoje nosive podatke i primiti izvješće o tome kako se mijenja vaš interni cirkadijalni sat.

Korisni podaci za svakoga

Mjerenje daje informacije o tjelesnom cirkadijalnom vremenu i pokazuje kako se ponaša puls svakog pojedinca. Ovi podaci ukazuju na to kako se tijelo prilagođava novim zadacima i kako tjelesna aktivnost utječe na broj otkucaja srca svakog pojedinca. Može se čak i kvantificirati učinak aktivnosti u različito doba dana na unutarnji sat tijela.

"Korisnici pametnih satova mogli bi imati podatke o svom cirkadijalnom satu u stvarnom vremenu kako bi se lakše prilagodili jet lagu ili radu u smjenama, ublažili cirkadijske poremećaje ili identificirali abnormalnosti u otkucajima srca", zaključuju istraživači.