В течение дня люди чередуются между чувством бодрствования и сонливостью. Это ощущение на самом деле частично контролируется приливами и отливами 24-часового ритма температуры их тела. Биоинженеры Техасского университета в Остине разработали уникальную систему матрасов и подушек, которая использует нагрев и охлаждение, чтобы сообщить телу, что пора идти спать .
Когда температура тела падает ночью в рамках 24-часового цикла, провоцируется сон. С новым матрасом люди могут быстрее засыпать и лучше спать, поскольку он стимулирует тело, вызывая сонливость.
«Мы облегчаем готовность заснуть, манипулируя внутренними датчиками, чувствительными к температуре тела, чтобы на короткое время настроить термостат тела так, чтобы оно думало, что температура выше, чем она есть на самом деле», — сказал Шахаб Хагайег, научный сотрудник отдела Гарвардской медицинской школы. Sleep Medicine и Brigham and Women’s Hospital, которая помогала руководить разработкой матраса в UT Austin, одновременно получив степень доктора философии. в биомедицинской инженерии. Хагайег получил высшее образование в 2020 году.
Важным телесным термостатом для человека является кожа шеи. Следовательно, это основной датчик, на который нацелен матрас с помощью согревающей подушки. Чтобы увеличить приток крови для рассеивания тепла тела, инженерный матрас предназначен для одновременного охлаждения центральных областей тела и нагрева шеи, рук и ног.
В Journal of Sleep Research ученые опубликовали исследование, подтверждающее концепцию уникальной комбинации согревающей подушки и двухзонной системы матрасов с охлаждением и подогревом. Было рассмотрено две версии матраса: одна использует воду, а другая использует воздух для управления внутренней температурой тела. Они протестировали матрасы на 11 испытуемых. Их попросили лечь спать на два часа раньше, чем обычно, в некоторые ночи с использованием охлаждающих и согревающих функций матрасов, а в другие ночи — нет.
Согласно результатам, согревающий и охлаждающий-согревающий матрас помогли им заснуть быстрее — примерно на 58% быстрее по сравнению с ночами, когда они не использовали функцию охлаждения-согревания, даже в сложных условиях более раннего отхода ко сну. В дополнение к резкому сокращению времени, необходимого для засыпания, снижение внутренней температуры тела также привело к значительному улучшению качества сна.
Проект возник из-за более широкой цели в лаборатории Кеннета Диллера, профессора Инженерной школы Кокрелла и эксперта по регулированию тепла и температуры для терапевтических устройств, найти новые способы использования тепловой стимуляции, чтобы помочь людям уснуть. Исследователи опубликовали исследование в 2019 году, в котором было обнаружено, что принятие теплой ванны за час или два до сна помогает людям быстрее заснуть и лучше спать.
Этот проект похож, но более целенаправленный. Снижение внутренней температуры тела в правильное циркадное время посылает сигнал о том, что пора идти спать. Нацеливание на важные телесные датчики всего в нескольких областях, которые контролируют рассеивание тепла и, следовательно, уровень температуры тела, имело больше смысла, чем сосредоточение внимания на всем теле.
«Удивительно, насколько эффективно мягкое прогревание вдоль шейного отдела позвоночника посылает сигнал телу увеличить приток крови к рукам и ногам, чтобы снизить внутреннюю температуру и ускорить начало сна», — сказал Диллер. «Этот же эффект также позволяет артериальному давлению немного снижаться в течение ночи, позволяя сердечно-сосудистой системе восстанавливаться после стресса, связанного с поддержанием кровотока во время повседневной деятельности, что очень важно для долгосрочного здоровья».
Группа исследователей имеет патент на технологию охлаждающих и согревающих матрасов и подушек и ищет партнерские отношения с производителями матрасов для ее коммерциализации.