«Приложения для засыпания» и акустические стимуляторы мозга: почему они не работают и как сделать чтобы работали

в 18:11, , рубрики: акустический стимулятор, восстановление, засыпание, здоровье, мозг, переработка, психокоррекция, работоспособность, Разработка под android, разработка под iOS, релаксация, сон, суточные ритмы, управление персоналом, утомление
«Приложения для засыпания» и акустические стимуляторы мозга: почему они не работают и как сделать чтобы работали - 1

Нормализация сна и суточных ритмов – востребованная нынче тема. Согласитесь, удобно иметь на смартфоне приложение, способное за пару свайпов обеспечить здоровый сон, исправить суточные ритмы после перелёта или купировать эффекты, связанные с утомлением-переработкой-стрессом.

Спрос рождает предложение – и вот уже YouTube ломится от разного рода «музык для релаксации», «сеансов гипноза» и «исцеления во время сна 432 Гц». А Google Play и App Store, соответственно, от генераторов белого шума, плееров с треками для засыпания, смарт-будильников, интеллектуальных светильников, сервисов для подсчёта медленноволнового сна и прочего биохакерского мусора. Есть ли в подобных приложениях рациональное зерно? Да. безусловно. Но мы не станем перелопачивать народное творчество в поисках жемчужных зёрен, а начнём с правильной постановки задачи и определения технического облика акустического стимулятора на основе имеющихся гипотез. Ведь правильно поставленный вопрос содержит в себе половину ответа, не так ли?

Как не нужно ставить задачу

Большинство приложений для коррекции сна (да и вообще для любой коррекции состояний) пишется людьми из сферы IT, плохо знающими биологию и очень примерно представляющими себе, что именно меняет их софт в работе организма. В результате большинство решений строится на моделировании эффектов живой природы, которые используются в качестве семантического триггера: «Мы смоделировали идеальные условия для релаксации – теперь организм опознает их, воспримет как повод для релаксации и поведёт себя так, как привык – т.е. расслабится». Ущербность подобной логики очевидна для всех, кроме последователей карго-культа. Но разработчики упорно продолжают её применять, поскольку альтернатива – разбираться с физиологией и психологией, а это долго, сложно и требует непривычного, «неинженерного», стиля мышления.

Пример подобного подхода – «музыка для релаксации» (во всех проявлениях) и разного рода имитаторы (будильники с динамически изменяющимся освещением, громкостью звука, имитацией прибоя, птиц и других звуков природы). Некоторые имитаторы (например, звуки моря) могут давать слабый позитивный эффект за счёт недокументированных возможностей. Каких именно – об этом чуть позже.

Другой пример неверного подхода к разработке стимуляторов и психокоррекционного софта – приложения, которые заведомо не могут выполнять заявленную функцию, но при этом имеют шансы успешно продаваться за счёт умелого маркетинга и механизмов монетизации на маркетплейсах. Типичный пример – бесплатная программа-плеер, в которую за деньги подгружаются треки «для релаксации», «для сна», «для снятия стресса», «для повышения работоспособности». Треки, естественно, «взяты с потолка», эффекта не дают, но и вреда от них тоже никакого.  Аналогичным образом работают ролики с «музыкой для учёбы» на YouTube, которые не обладают никаким психоактивным действием и представляет собой, в лучшем случае, обыкновенный эмбиент. Сами ролики бесплатны, но монетизируются за счёт рекламы. Пользователь тратит время на просмотр и, не получив эффекта, обиженный, уходит. Маркетоид получает монетизацию с просмотров. А хорошая, в общем-то, идея с акустической стимуляцией оказывается безнадёжно дискредитированной неумехами и продавцами воздуха.

Правильная постановка задачи

Сон – механизм, с помощью которого организм избавляется от негативных изменений, вызванных суточным утомлением. Таким образом, сон – всего лишь частный случай коррекции утомления. Соответственно, чтобы понимать, как корректировать сон, нужно понимать что такое утомление и как с ним бороться.

Утомление имеет свойство накапливаться. Накопившееся утомление организму нужно каким-то образом сбрасывать. Если этого не сделать, в организме начинаются негативные изменения. За свою многовековую историю человечество разработало ряд социальных механизмов для оптимальной коррекции утомления, которые, в общем, аналогичны для разных стран и не зависят от конкретной культуры. В естественных условиях утомление представляет собой систему вложенных циклов:

Суточное утомление – является результатом деятельности в течение дня. Корректируется сном.

Недельное утомление - накапливается в течение недели, корректируется отдыхом в выходные. Минимально необходимый отдых – 1 день в неделю.

Сезонное утомление - накапливается в течение года. Корректируется отпуском (в современном обществе) или сезонным характером сельскохозяйственного труда (в доиндустриальных обществах).

В современных условиях (в частности, в сфере IT) распространение получила проектная работа: с высокой интенсивностью, большими переработками и режимом 24/7 (когда нельзя «переключать мозги» и таким образом купировать утомление / стресс). В результате  при интенсивной работе сотрудник часто «не дотягивает» до отпуска, а, бывает, и до конца проекта. Симптомы, обычно, следующие:

  • Пульс порядка ста и более ударов в минуту, может скакать артериальное давление

  • Вариабельность сердечного ритма резко падает, индекс напряжения регуляторных систем (индекс Баевского) уходит в «красную зону»

  • Хроническое перевозбуждение, невозможность расслабиться, нарушен сон

  • Тремор (иногда)

  • Хроническое злоупотребление чаем/кофе (не всегда, но часто)

Таким образом, чтобы купировать избыточное «незапланированное» утомление и восстанавливать сон, сотруднику нужен релаксант (желательно, нехимический), который должен быть:

  • Безвредным, пригодным к ежедневному употреблению, без побочных эффектов

  • Восстанавливать хотя бы 20% исходной работоспособности (давать хотя бы 1-2 часа полноценной работы в день) – иначе сотрудник не сможет закончить проект даже работая в щадящем режиме

  • По возможности, использовать только ресурсы смартфона (планшета) без внешних устройств и дополнительных гаджетов

Гипотеза

По сути, задача купирования утомления, стресса и коррекции сна сводится к снижению общей интенсивности работы мозга за счёт «выгрузки» из него неактуальных или малоактуальных задач. Акустическая стимуляция должна подавить второстепенную мозговую активность и тем самым освободить необходимые «вычислительные ресурсы» для решения основной задачи – выполнения работы и поддержания здоровья. Соответственно, акустический паттерн для стимуляции / релаксации должен соответствовать следующим требованиям:

  • Не содержать в себе семантики (иначе вместо того чтобы «давить» посторонние процессы он будет, наоборот, запускать процесс поиска ассоциаций / ритма / смысловой нагрузки и таким образом дополнительно «нагружать» мозг)

  • Полностью переключать на себя внимание и удерживать его в течение всей процедуры стимуляции / релаксации

  • Быть физически достаточно интенсивным чтобы переключить на себя внимание

  • Быть достаточно простым и воспроизводиться любым смартфоном и наушниками

На выходе должен получиться не несущий смысловой нагрузки акустический паттерн, который переключает на себя внимание и не позволяет сосредоточиться ни на чём кроме звука до конца стимуляции. В итоге получаем эффект «принудительной медитации».

С точки зрения данной гипотезы, некоторые имитаторы (шум моря, вой ветра, белый шум) частично удовлетворяют требованиям к паттерну и, следовательно, могут давать некоторый позитивный эффект. Но разработанный нами специализированный паттерн справляется с задачей намного лучше, поскольку учитывает ВСЕ вышеперечисленные требования.

Практическая реализация

После нескольких месяцев экспериментов с формой и громкостью звукового паттерна выяснилось, что наилучшим образом «выключает» мозг самый простой паттерн в виде амплитудно-модулированной волны, запущенный на предельно комфортной громкости. Длительность стимуляции также подбирали экспериментальным путём и в итоге остановились на сеансе длительностью 30 минут. Применение трёх таких сеансов в течение дня не давало никаких побочных эффектов – даже отложенных во времени (проверяли на интервале до двух лет – «полёт нормальный»).

Акустическая стимуляция имеет накопительный эффект. В рамках одного дня он проявляется незначительно, но при ежедневном использовании ощутимо добавляет эффективности. Максимальная эффективность релаксации зависит от исходного состояния пользователя: чем сильнее нарушения работоспособности и сна, тем лучше работает коррекция состояния. На детях и нормально отдохнувших взрослых коррекция не работает:  работоспособность у них не нарушена, «лишними» или «фоновыми» задачами мозг не перегружен, восстанавливать нечего.

На рисунках ниже представлена процедура пятидневной коррекции состояния сильно переработавшего сотрудника. Корректировалось сезонное (самое сильное и плохо исправляемое) утомление после систематической переработки длительностью в несколько месяцев. С помощью полиграфа регистрировалась динамика изменения частоты сердечных сокращений (HR, левый верхний график), его мгновенные значения (HR inst, там же), индекс напряжения регуляторных систем (SI, правый верхний график) и параметры, характеризующие вариабельность сердечного ритма: PNN50 (правый нижний график) и коэффициент вариации (левый нижний график). Интерпретируются эти показатели следующим образом:

  • В норме, с учётом возраста, частота пульса (HR) должна быть порядка 70-80 ударов в минуту. У нашего «переработавшего» сотрудника до коррекции наблюдался пульс 100-110 ударов в минуту. Это намного выше нормы

  • Индекс напряжения регуляторных систем (SI): до 200 – норма, 200-500 – компенсированный дистресс (нарушения компенсируются за счёт внутренних ресурсов организма), выше 500 – некомпенсированный дистресс (человека нужно либо лечить, либо отправлять в отпуск)

  • Вариабельность должна быть «чем больше, тем лучше». Высокая вариабельность свидетельствует о наличии у организма резервов, за счёт которых может компенсироваться дистресс. Наиболее информативным является показатель PNN50 (оценивать нужно не столько амплитуду изменений, сколько динамику и момент начала изменений: до, во время или после стимуляции)

Эксперименты (процедура коррекции) проводились ежедневно в течение 5 дней, в одно и то же время. В ходе эксперимента испытуемый занимался одной и той же деятельностью – читал художественную книгу.  Каждый эксперимент включал в себя три этапа по 30 минут:

  1. Регистрация фоновых показателей (испытуемый читал, стимуляция при этом не производилась)

  2. Стимуляция (испытуемый читал и одновременно слушал звуковой паттерн)

  3. Регистрация фоновых показателей (испытуемый читал, стимуляция не производилась)

На представленный ниже графиках момент включения и выключения стимуляции обозначен чёрными вертикальными метками. Зелёный и красный уровни на правом верхнем графике - уровень нормы и уровень компенсированного дистресса по Баевскому. Всё что выше красной черты - некомпенсированный дистресс.

Первый эксперимент

В первом эксперименте ЧСС (HR) в диапазоне 100-110 ударов в минуту (намного выше нормы), тренда на снижение в ходе эксперимента почти не наблюдается. Вариабельность околонулевая. Индекс напряжения свидетельствует о некомпенсированном дистрессе, сбить его стимуляцией до нормальных значений не получается. В общем, испытуемый явно в плохом состоянии. Коррекция за полчаса толком не срабатывает (эпизод в самом конце эксперимента, скорее всего, является артефактом).

Эксперимент 1
Эксперимент 1

Второй эксперимент

До стимуляции ЧСС (HR) порядка 100 ударов в минуту (несколько ниже чем в предыдущий день, но разница на уровне погрешности). Вариабельность околонулевая. Индекс напряжения по-прежнему в «красной зоне». С началом стимуляции появляются короткие эпизоды с относительно нормальной вариабельностью, индекс напряжения эпизодически падает до почти нормальных значений. После стимуляции наблюдаем «почти нормального испытуемого»: ЧСС падает, пульс чуть выше 90, стабильная вариабельность, индекс напряжения чуть выше нормы. Общая оценка состояния - компенсированный дистресс.

Эксперимент 2
Эксперимент 2

Третий эксперимент

Выглядит слишком хорошо чтобы быть правдой: ЧСС, в среднем, 80-90 ударов в минуту ещё до стимуляции, высокая вариабельность сердечного ритма, индекс напряжения – полная норма. В ходе эксперимента показатели не меняются. На этом можно было бы завершать коррекцию, но мы «не поверили своим глазам» и решили продолжить.

Эксперимент 3
Эксперимент 3

Четвёртый эксперимент

Наблюдается некоторый «отскок» от идеальной картины, которую мы наблюдали в предыдущем эксперименте: ЧСС на уровне 90-100, но уже с трендом к снижению и одновременным улучшением вариабельности. Индекс напряжения начинает падать ещё до стимуляции, практически сразу после начала эксперимента. Мы относим этот эффект за счёт поведенческой установки у испытуемого на экспериментальную ситуацию: «Сейчас включат стимуляцию и мне станет хорошо!». Индекс напряжения колеблется в диапазоне компенсированного дистресса. Всё, в общем, уже неплохо.

Эксперимент 4
Эксперимент 4

Пятый эксперимент

К концу первого «фонового» эпизода (без стимуляции) ЧСС начинает падать, а вариабельность – расти (установка на «сейчас включат стимуляцию»). К началу стимуляции состояние уже в относительной норме: пульс 80-95 (видимо, для данного испытуемого это норма), вариабельность высокая, индекс напряжения колеблется  на уровне нормы. После стимуляции показатели несколько улучшаются, но непринципиально. Вот теперь действительно можно завершать коррекцию – лучше уже не будет.  Сотрудника мы «подлатали», проект он закончит, но при первой же возможности его нужно будет отправить в отпуск.

Эксперимент 5
Эксперимент 5

Методика применения стимуляции

Желающие могут опробовать акустическую стимуляцию на себе (ссылки на скачивание в конце статьи), но, чтобы она работала как следует, необходимо строго соблюдать методику применения. Акустическая стимуляция может применяться для:

  • Коррекции сна (ускоряет засыпание, повышает длительность и качество сна)

  • Коррекции суточных ритмов (например, при смене часовых поясов)

  • Восстановления интеллектуальной работоспособности (в случае с «перегоранием» и серьёзной хронической переработкой восстанавливается до 30% исходной работоспособности; этого достаточно чтобы закончить проект, работая в щадящем режиме. После чего сотрудника необходимо отправить в отпуск для полноценного естественного восстановления)

  • Балансировки состояния (например, когда организм пытается заснуть в неподходящий момент – в аэропорту, за рулём, в автобусе и т.п. )

Методика применения во всех этих случаях отличается, поэтому разберём её пошагово:

Шаг 1.   Настройка телефона и наушников.

Стимуляция обязательно должна осуществляться в наушниках. Оптимальны внутриканальные наушники (типа "пробка"), с полной изоляцией от внешних звуков. Например, такие:

«Приложения для засыпания» и акустические стимуляторы мозга: почему они не работают и как сделать чтобы работали - 7

Наушники-вкладыши тоже могут использоваться, если они достаточно качественные:

«Приложения для засыпания» и акустические стимуляторы мозга: почему они не работают и как сделать чтобы работали - 8

Внешние динамики, колонки, автомобильная акустика и т.п. для использования со стимулятором непригодны и резко снижают позитивный эффект, поскольку не обеспечивают шумоизоляцию от внешних звуков. По этой же причине не рекомендуются накладные наушники.

Наушники подключаем к телефону и запускаем стимуляцию правой кнопкой:

«Приложения для засыпания» и акустические стимуляторы мозга: почему они не работают и как сделать чтобы работали - 9

В наушниках появляется пульсирующее гудение. Громкость звука должна быть одинаковой в обоих каналах. Если это не так – пальцами шевелим более «тихий» наушник и находим положение в ухе, при котором громкость одинакова. Затем начинаем повышать громкость до максимально терпимого уровня (как правило, это максимальная громкость смартфона). Звук должен ощутимо «давить на мозги», пульсировать и вибрировать под сводом черепной коробки строго по центру. Но без неприятных или болезненных ощущений. Высокая громкость – непременное условие, иначе наш звуковой паттерн не сможет «забрать на себя» всё внимание и таким образом отключить пользователя от внешних раздражителей.

Иногда с повышением громкости в наушниках начинается дребезжание. Если на рабочей (максимально комфортной) громкости слышен сильный дребезг (как правило, в одном из каналов), это означает, что наушники не выдерживают нагрузку и их нужно заменить. Дребезжать могут как дешёвые, так и качественные дорогие наушники. Проблема решается приобретением самых дешёвых «пробок» в ближайшем салоне связи. Если дребезжание еле слышное, можно оставить всё как есть - через пару минут слуховой анализатор адаптируется и вы перестанете слышать призвуки. Незначительные призвуки в начале стимуляции могут, также, свидетельствовать о накопившемся утомлении. Через несколько минут они исчезают – это признак того, что коррекция работает и мозг начал расслабляться.

Шаг 2.   Стимуляция

Коррекция сна с целью ускорить засыпание:

Настраиваем наушники, ложимся на диван, запускаем стимуляцию. Звук начинает вибрировать под черепной коробкой и постепенно «забирает на себя» всё внимание. Переключиться на другую деятельность (например, читать) можно, но мысли путаются и сосредоточиться сложно. Расслабляемся, закрываем глаза и слушаем паттерн в течение получаса. Если в процессе заснёте – хорошо (стимуляция автоматически отключится через 30 минут), если нет – можете повторить процедуру и послушать стимулятор ещё полчаса. Даже если не заснёте в процессе, заснуть по окончании стимуляции будет намного проще.

Коррекция суточных ритмов:

Используется при смене часовых поясов, в случаях, когда после перелёта нужно работать «с колёс» (например, на конференции или выставке) и нет возможности отдохнуть. Алгоритм, в общем, аналогичен предыдущему, с той только разницей, что не нужно закрывать глаза и пытаться заснуть. Просто сидим и слушаем паттерн в течение получаса.

 

Балансировка состояния:

Производится когда суточные ритмы в порядке, но имеет место серьёзное утомление, однодневное или хроническое недосыпание. Основной признак такого рода нарушений – человек начинает «клевать носом» и, по ощущениям, может заснуть в любой момент. Как правило, такое состояние приходит в транспорте (в аэропортах, за рулём, в автобусе / маршрутке) и чревато возможностью опоздать на поезд / самолёт, проспать свою остановку, забыть вещи в такси и т.п.). Коррекция производится так же, как и для суточных ритмов: включаем стимуляцию и слушаем полчаса на максимальной громкости. Прямо в транспорте. Результат – человек чувствует себя вялым, но при этом перестаёт проваливаться в сон и общее состояние становится относительно комфортным.

 

Коррекция хронической переработки и сезонного утомления:

Сезонное утомление обычно проявляется как неспособность полноценно делать интеллектуальную работу и начинается за месяц-два до отпуска. Хроническая переработка чаще всего возникает при работе на проектах с жёсткими графиками и необходимостью строго соблюдать дедлайн. В обоих случаях коррекцию лучше проводить сериями по 5 дней – такой подход позволяет получить накопительный эффект от стимуляции. Паузы и пропуски при серийной стимуляции недопустимы – нужно делать хотя бы один получасовой сеанс каждый день. Во время стимуляции не должна выполняться никакая интеллектуальная или требующая внимания работа. Также не стоит вести машину или управлять сколько-нибудь сложными механизмами.

Важно!

Может возникнуть вопрос: один и тот же паттерн используется и для восстановления работоспособности (стимуляции), и для коррекции сна (релаксации). Как такое возможно?

 Ответ достаточно прост. Согласно гипотезе, в обоих случаях мы выгружаем из мозга неактуальные задачи и подавляем паразитное (избыточное) возбуждение. В результате освобождается «вычислительный ресурс», который после окончания сеанса стимуляции может либо задействоваться пользователем для работы (как, например, в ситуации с коррекцией утомления, суточных ритмов и балансировкой состояния), либо не задействоваться (как в случае коррекции сна). В обоих случаях акустическая стимуляция «разгружает пользователю мозги» - и пусть он потом сам решает, как использовать освободившийся ресурс: для интеллектуальной деятельности или  для сохранения здоровья (продолжить работу или быстро заснуть и хорошо выспаться). Соответственно, переключение режимов «стимуляция-релаксация» происходит за счёт волевого усилия пользователя и его желания / нежелания продолжать работу.

Также хочу ещё раз напомнить – эффективность стимуляции сильно зависит от степени нарушения работоспособности у пользователя:

  • В качестве стимулятора (для купирования утомления, переработки или стресса) акустический паттерн будет полноценно работать только на ОЧЕНЬ СИЛЬНО переработавшем человеке. И восстановит, максимум, 25-30% исходной работоспособности. Зато без побочных эффектов и абстиненции, с возможностью многократного использования в течение дня и с возможностью получения накопительного эффекта при ежедневной стимуляции

  • В качестве релаксанта (для засыпания) или балансировщика состояния акустический паттерн нормально работает на любом пользователе, поскольку к концу дня, так или иначе, устают все (суточное утомление никто не отменял)

  • На детях и хорошо отдохнувших взрослых стимуляция работать не будет – мозг не перегружен фоновыми задачами, «непрофильной» активности нейронных сетей нет - восстанавливать нечего

Особенности монетизации

На данный момент сколько-нибудь осмысленного рынка психокоррекционного ПО (вообще) и акустических стимуляторов (в частности) не существует. Любой подобный проект сталкивается с необходимостью играть против «сборной команды» маркетоидов, мошенников и разного рода продавцов воздуха - причём играть «на их поле». В результате затраты на маркетинг и рекламу становятся такими, что, с точки зрения продаванов, нет никакой разницы, работает ваш софт или нет.

 В общем, по-быстрому написать стимулятор и за счёт востребованности заработать «много денег» на Google Play, увы, не получается. Как показывает практика, гораздо проще и выгоднее сделать  бесполезную поделку с красивым дизайном чем доказывать пользователям что реальный эффект даёт именно твоя «непонятная гуделка», а не «вон та красивая программа с приятной музычкой и треками на все случаи жизни». Поскольку продукт неэксклюзивен, устоявшегося рынка нет и репутация у всех одинаковая, объём продаж будет зависеть исключительно от таланта ваших маркетологов и величины рекламного бюджета. И только потом, когда стимулятор пройдёт через дюжину блогерских обзоров и включится "сарафанное радио", вы, может быть, получите конкурентное преимущество. Конечно, если ваш стимулятор действительно работает.

Заключение и ссылки

Готовую программу стимуляции с проверенным и оттестированным акустическим паттерном можно скачать в App Store и Google Play. Скачивание платное, но недорогое – это сделано умышленно, чтобы не вести дискуссию со школотой, хейтерами и другой недостаточно заинтересованной публикой. Программная реализация на Xamarin интереса не представляет (там всё примитивно), поэтому исходный код не выкладываю.

Google Play

App Store

Вопросы и конструктивная критика приветствуются. Всем любителям прикладной психофизиологии, дочитавшим статью до конца, желаю крепкого здоровья, отличного ночного сна и поменьше хронической переработки.

Автор: Дмитрий Захарченко

Источник


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js