不用再數羊了,好眠牧羊犬頭巾帶你進入夢鄉

作者 | 發布日期 2016 年 03 月 13 日 12:00 | 分類 科技趣聞 , 穿戴式裝置 follow us in feedly
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你知道台灣人一年吞入 3.2 億顆安眠藥,相當於一條高速公路的長度,難道沒有其他創新的方法能解決失眠問題嗎?國外知名群眾募資平台 Kickstarter,最近推出一款稱為 Sleep Shepherd Blue 的智慧睡眠頭巾,藉由聲音來訓練大腦進入深度睡眠,讓你輕鬆擁有一夜好眠。



這項由美國科羅拉多州的新創公司 MindRocket 所推出的睡眠裝置,其實背後有一個小故事,創辦人 Michael Larson 是麻省理工大學機械工程學系博士,他 17 歲的女兒 Jessica 被診斷出睡眠障礙,必須服用藥物羅眠樂(Rohypnol,又被稱為 FM2 約會強暴藥),只是藥物造成強烈的副作用,嚴重到 Jessica 必須住院治療,因此他決心找出不依賴藥物而有效助眠的新方式。

Michael Larson 博士開發出「藉由聲音刺激腦波來達到深層睡眠」的第一代產品──睡眠帽 Sleep Shepherd hat,2014 年在 Kickstarter 獲得極大的迴響,並於 2015 年美國最大國際消費性電子展(Consumer Electronics show,CES)的終極科技工具比賽(Last Gadget Standing competition)中,打入前四強,之後公開在美國 Amazon、Best Buy 等平台上販售。現在,他們推出第二代的產品──Sleep Shepherd Blue,更時尚、配件更小,戴起來也更舒適。

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▲ 睡眠帽(Source:Amazon

Sleep Shepherd Blue 外形像頭巾一樣,在内側、左右耳和左前額部分,分别設置有腦電波(Electroencephalograms,EEG)感測器,它能監測腦波、眼睛轉動和記錄睡眠數據,比如你的睡眠姿勢(側左、側右或正躺各佔多少時間)、每個睡眠階段耗費的時間、睡眠周期長短、睡著和清醒的時間點。而頭巾還能夠藉由無線連結,同步至手機或平板的軟體應用程式(支援 iOS 及 Android 系統),而資料也將完整地保留在雲端,還能依據它而訂出睡眠品質評分(Quality Sleep Score)。

在 Sleep Shepherd blue 頭巾內,相對於兩耳位置各附有揚聲器,它會依據追蹤到的腦波狀況,而撥放不同頻率音頻,輕柔像嗡嗡嗡地聲音一樣,並且隨著你睡眠深度而漸漸調低、減緩。比如剛就寢時,大腦活動是在 50 赫茲(Hz),這時裝置會撥放音頻,當你的意識鬆了些,它就會向下調整,直到腦波停留在 10 赫茲,你已進入睡眠,此時就會關掉音頻。簡單來說,Sleep Shepherd blue 就像領頭羊一樣,帶領並訓練你的腦袋進入沉沉夢鄉,不會在睡覺這件事上迷路。

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▲ Sleep Shepherd blue 頭巾(Source:kickstarter

當然,有近三成的人並沒有「睡著」的困難,卻常在睡夢中醒來,而這種睡睡醒醒的中斷同樣讓人疲憊,Sleep Shepherd blue 獨特的點在於即時監測、即時反應,因此會根據你的腦波變化,一旦偵測到清醒的趨勢,就會重新啟動嗡嗡聲,慢慢引領妳重新進入夢鄉。此外,它也具備鬧鐘功能,只要 App 設定好,該起床的時候頭巾就會發送音頻,讓你在舒服的情況下醒來。

Sleep Shepherd blue 所應用的背景知識,是腦波和睡眠各階段的變化。一般來說,人一天腦部的各種活動,無論是思考或睡覺,大腦皮質內的神經元(neuron)都會產生電流脈衝,而這種大量的電磁場變化,就能被偵測出來形成腦波圖,依頻率可以分為 4 類;α 波頻率為 8.0-11.9 赫茲,通常處在人意識清醒,但身體放鬆的狀態;β 波頻率為 12.0-29.9 赫茲,當 β 波增加時,人會緊張、情緒激動,即便睡夢中也容易驚醒;θ 波頻率為 4.0-7.9 赫茲,腦波會放慢,人進入昏昏欲睡、冥想期;δ 波頻率為每秒 0.5-3.9 赫茲,人處於深度熟睡,因此人的睡眠品質,和 δ 波有直接的關係。

此外,睡眠其實存在一定的節律,大約 90-100 分鐘之內,會經歷 5 個不同階段的周期,分為:入睡期、淺睡期、熟睡期、深睡期(以上合稱非快速動眼期 Non-rapid eye movement sleep)、快速動眼期(Rapid eye movement sleep)。

人一直到淺睡期才會真正入眠,但也只算輕度睡眠,第三及第四階段睡眠,統稱為深度睡眠(deep sleep)或慢波睡眠(slow-wavesleep, SWS),多呈現 δ 波。當周期走到快速動眼期,大腦會再次活躍,呈現如同清醒時的 β 波。

一個睡眠周期就是非快速動眼睡眠期和快速動眼睡眠期交替一次,而一夜通常有 4-5 個睡眠周期。

 

促進深度睡眠等於增進腦健康

睡眠好不好跟健康有很大關係,研究證明深度睡眠時,腦細胞會萎縮,因此允許更多腦脊髓液流通大腦,以清除細胞作用後的副產物,比如廢棄的蛋白質、毒素等,若是睡眠不足日積月累,那麼蛋白質堆積成斑塊,其實就是老年癡呆症和阿茲海默氏病的生理特徵。

因此,能夠促進深度睡眠,就等同於增進腦健康。而 Sleep Shepherd blue 的作用原理,和腦波以及睡眠周期有極大的關係,它利用大腦聽覺中樞的生物反饋來減緩腦袋運作,將睡眠狀態深化。這個系統是由一種特製雙聲道拍頻(Binaural beats technology,BBT)來刺激聽覺,揚聲器會對左右耳朵各播放不同的低頻,通常小於 1,500 赫茲(Hz),兩者差距約小於 40 赫茲,這種細緻的嗡嗡嗡聲音,會在腦袋產生奇怪的脈衝,刺激腦幹的內上橄欖核(Medial superior oliven,MSO),腦波會漸漸與節奏同步化,稱為隨頻反應(Frequency following response)。

比如說右耳聽 110 赫茲的聲音,左耳聽 110 赫茲,但最終大腦聽到的反而是 10 赫茲(兩者差值),屬於 α 波頻率,這會誘導大腦活動落在 α 波範圍,處在意識清醒但放鬆的狀態,因此也有學者利用這個方式,試著調整腦波來影響人類的情緒。而早先,也有研究證實雙聲道拍頻技術,能夠在生理及心理上降低焦慮,另項 2014 年的研究,則針對 15 名足球運動員施行此法刺激 8 星期,發現能改善他們的睡眠質量和清醒時的表現。

雙聲道拍頻技術其實早在 1973 就由生物學家 Dr.Gerald Oster 帶入意識科學,現今發展出一些延伸功能,像是催眠、放鬆、增進工作效率等,甚至拓展至「腦部娛樂」(Brain Entertainment)層面,比如藉由音頻差讓腦部達到 θ 波,讓人達到冥想而喜樂的狀態。

但仍有部分人士對於產品有疑慮,一方面有科學家認為「雙聲道拍頻技術影響情緒」是偽科學,相關研究是在廠商支持下做出,不具足夠的科學證據。此外,智慧睡眠頭巾必須採用電池供電,因此消費者對於電磁輻射仍存有疑慮。

但顯然群眾對於優質睡眠的渴望遠大於產品的不信任,到 3/7 日前,Kickstarter 已募資到 475,379 元。

的確,根據商業情報供應商 GBI reserch 分析,2017 年改善睡眠障礙裝置市場約 34 億美元,其中競爭激烈,像是床墊、枕頭、手環、光設備,甚至還有睡眠艙,無論哪一類,賣實品加上健康管理服務,唯有新智慧硬體路線,才是王道。

(Source:YouTube

(首圖來源:kickstarter) 

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