Autoři textu: Martina Bernaciková, Vojtěch Grün, Michaela Beníčková, Adam Wagner

V předchozích kapitolách jsme si udělali přehled o tom, co je pro naše tělo důležité a jak upgradovat svůj životní styl tak, abychom upevňovali své zdraví, předcházeli nemocem a vyladili náš well-being. V této kapitole se zaměříme na nástroje a zařízení, které mne pomohou monitorovat různé fyziologické parametry a tím kontrolovat, zda k těmto změnám pozitivním směrem dochází.

Hned na začátku je třeba si uvědomit, že tyto různá zařízení je potřeba vnímat jako pomocné nástroje a nelze se vždy nimi řídit na 100 %. I u Biohackera by mělo platit pravidlo: Méně je někdy více. tzn. měřit/kontrolovat/monitorovat s rozumem. Je ideální se postupně intuitivně naučit vnímat, co mi vyhovuje a co naslouchat svému tělu. 

Biohacker ve svém životě používá různé "wearables" neboli chytrá nositelná zařízení, které mu pomáhají dané fyziologické parametry monitorovat. Jedná se o různé chytré hodinky, náramky, prsteny, náhrdelníky, trička, spodní prádlo ad. Na obrázku níže jsou vyznačené některé základní nástroje/metody sloužící k monitoringu či diagnostice, včetně některých wearables.

Obrázek 1.

Na obrázku jsou znázorněny různé nástroje a metody využívané k monitorování a diagnostice lidského těla, zejména v rámci biohackingu. Postava člověka slouží jako centrální prvek, na kterém jsou vyznačeny oblasti sledování a odpovídající technologie.

Technologie pro monitorování spánku

Zlatým standardem pro monitorování spánku je metoda polysomnografie (PSG), která současně využívá elektroencefalografii, elektromyografii, elektrookulografii, elektrokardiografii, pulzní oxymetrii a detekci dýchání. Jedná se o metodu laboratorní a finančně nákladnou, kterou není možné provádět doma. Alternativou pro sledování spánku v běžných podmínkách je využití aktigrafů, které fungují na principu sledovaní pohybu jedince a tím odhadují to, jestli daný jedinec spí či bdí. Nejnovější generací nositelných zařízení na monitoring spánku jsou chytré náramky, hodinky, čelenky či prsteny. Těmi známějšími jsou např. Oura ring, WHOOP, Xiaomi hodinky, MUSE, Fitbit, Apple Watch, Garmin aj. Každé z těchto zařízení má také aplikaci pro chytrý telefon, která je spárovatelná se zařízením a přenáší se do něj naměřená data (Lujan a kol. 2021).

Oura ring

Oura ring je prsten, který se výrazně odlišuje od chytrých náramků a hodinek, protože se nenosí na zápěstí ale na prsteníčku. Díky umístění Oura ringu je jeho měření srdeční frekvence méně náchylné k chybovosti, než mají zařízení nošená na zápěstí (Lujan a kol. 2021).

Oura ring sbírá data o tepové frekvenci, variabilitě srdeční frekvence, dechové frekvenci, tělesné teplotě, nasycení krve kyslíkem a nočním pohybu. Na základě těchto dat nám dává informace o kvalitě našeho spánku, zastoupení jednotlivých fází spánku (REM a N-REM), vytváří personalizované rady pro zlepšení spánku aj (Oura, 2023). Všechna data sbíraná Oura ringem se následně synchronizují s mobilní aplikací, kde je možné je analyzovat

Ukázka dat monitoringu spánku z aplikace OURA

Studie prokázaly, že Oura Ring má potenciál k použití v kontextu hodnocení spánku/vzhledu a klasifikace jednotlivých fází spánku. Byla prokázána shoda 65 % při klasifikaci "lehkého spánku", 51 % shoda při klasifikaci "hlubokého spánku" a 61 % shoda při klasifikaci REM spánku ve srovnání s polysomnografií (PSG). Další studie také potvrdily dobré shody s PSG v odhadech probuzení během spánku, celkové doby spánku a účinnosti spánku. Přesnost zařízení byla 89,9 %, citlivost 96,3 % a specificita 41,0 % (Lujan a kol. 2021).

WHOOP

Dalším zařízením, který umožňuje monitorování spánku je náramek Whoop. Tento náramek umí rozeznat jednotlivé fáze spánku i bdělost, spánkovou efektivitu, dechovou a tepovou frekvenci, variabilitu srdeční frekvence a odhaduje také, kolik spánku daný jedinec opravdu potřebuje aj (Whoop, 2023).

Ukázka dat monitoringu spánku z aplikace WHOOP

Zařízení WHOOP bylo při srovnání s jinými komerčně dostupnými zařízeními na sledování spánku hodnoceno velmi dobře a má dobrou validitu pro měření spánku. WHOOP nevykazuje velké rozdíly v citlivosti pro jednotlivé stádia spánku, na rozdíl od některých jiných zařízení. Ve srovnání s polysomnografií, která je standardem pro sledování spánku, vykázal WHOOP podobnou citlivost a specifitu v detekci spánku. Navíc WHOOP umožňuje čtyřstupňové zařazení spánku (bdění, lehký spánek, hluboký spánek, REM spánek), což nabízí uživatelům podrobnější pohled na strukturu jejich spánku (Miller, 2022).

Chytré hodinky

Chytré hodinky se od sebe odlišují ve svých funkcích a také validitě měření na základě značky a modelu. Obecně můžeme říct, že se jedná o zařízení, které měří své údaje ze zápěstí nositele. Sledují základní ukazatele jako je pohyb, délka spánku, tepová frekvence a některá zařízení jako např. Apple watch umí monitorovat také EKG rytmy či saturaci krve kyslíkem (Lujan a kol. 2021).

Ukázka dat monitoringu spánku z aplikace Garmin

Konkrétně Fitbit a Apple Watch jsou dvě zařízení, která se v poslední době často využívají pro monitorování spánku. Fitbit využívá algoritmy strojového učení pro analýzu dat ze tří senzorů – akcelerometru, PPG senzoru a senzoru okolního světla. S přesností až 96 % dokáže hodnotit stavy bdění a spánku ve srovnání s polysomnografií (PSG). Na druhé straně, Apple Watch do nedávna neměla nativní funkci pro hodnocení spánku, ale s dostupnými senzory lze data zaznamenat a následně hodnotit pomocí neuronových sítí a strojového učení. Tyto metody dosahují přesnosti až 93 % při srovnání s PSG. Obě zařízení tedy představují efektivní nástroj pro sledování kvality spánku (Lujan a kol. 2021). Přesnost měření se však liší model od modelu, jednoduše řečeno čím nižší model, tím nižší přesnost měření spánku.

Muse S

Muse S je čelenka, která prostřednictvím senzorů monitoruje tepovou frekvenci a elektrickou aktivitou mozku. Ačkoli Muse S slouží primárně k nejrůznějším typům meditací, dá se využít i k monitorování spánku. Muse S dokáže hodnotit jednotlivé fáze spánku, efektivitu spánku, tepovou frekvenci ale také monitoruje spánkovou polohu. Všechny naměřená data se synchronizují s mobilní aplikací, kde je možné je dále analyzovat (Muse, 2023).

MUSE

Otázkou při používání zařízení je validita a přesnost měření. Dosavadní studie se zabývaly využitím Muse při meditacích a relaxacích, jeho použití ve spánkové práci se zatím nejeví tolik časté a pravděpodobně i výhodné ve srovnání s výše uvedenými zařízeními.

Aplikace pro monitorování spánku

Mimo výše uvedené technologie pro monitorování spánku existuje také snažší a levnější způsob, jak spánek sledovat. Jedním z nejdostupnějších způsobů sledování spánku jsou aplikace. Tyto aplikace, které můžete snadno stáhnout do svého chytrého telefonu, využívají různé technologie pro sledování a analýzu vašeho spánku. 

Například aplikace Sleep Cycle používá mikrofon vašeho telefonu k detekci zvukových vzorců, které korelují s různými fázemi spánku. Na základě těchto dat pak aplikace vytvoří detailní přehled o kvalitě a délce vašeho spánku.

Další populární aplikací je Sleep as Android (pro Android), která kromě zvukové analýzy využívá také akcelerometr telefonu k detekci pohybů během spánku. Tato aplikace také nabízí řadu užitečných funkcí, jako je inteligentní budík, který vás probudí v optimální fázi spánku, nebo "lullaby" funkci, která vás uspí pomocí relaxační hudby. Alternativou této aplikace pro IOS může být např. Sleep Cycle Alarm Clock.

Technologie a snění

Zatímco některé technologie mohou pomoci zlepšit kvalitu spánku, jiné se zaměřují na zlepšení snů. Aplikace jako Dream:ON nebo Lucid Dreamer mohou pomoci uživatelům ovládat své sny a dosáhnout takzvaných lucidních snů, což jsou sny, ve kterých jsou si uživatelé vědomi, že sní a mohou dokonce ovlivnit průběh svých snů. Například Dream:ON aplikace používá různé zvukové krajiny k ovlivnění snů a pomáhá uživatelům dosáhnout cílených snů. Lucid Dreamer na druhé straně využívá techniky jako jsou vizualizace a sebe-sugestie k podpoře lucidních snů. Tyto aplikace mohou být také užitečné pro lidi, kteří trpí nočními můrami nebo nespavostí, jelikož jim umožňují lépe ovládat a rozumět svým snům. Věda stále zkoumá všechny potenciální výhody a rizika lucidních snů, ale tyto technologie mohou poskytnout užitečný nástroj pro ty, kteří se chtějí dozvědět více o svých snech a jak je mohou ovlivnit (Macêdo a kol., 2019).

Technologie a budoucnost spánku

S rychlým vývojem technologií se otevírají nové možnosti pro studium a zlepšování spánku. Například, výzkum se nyní zaměřuje na vývoj zařízení, která by mohla stimulovat nebo potlačovat určité fáze spánku, což by mohlo vést k účinnějším spánkovým terapiím. Další oblastí výzkumu je využití umělé inteligence a strojového učení pro analýzu a interpretaci dat ze spánkových monitorů. Například, strojové učení může pomoci lékařům a výzkumníkům identifikovat vzorce nebo abnormality ve spánkových datech, které mohou naznačovat přítomnost spánkové poruchy. Dále, umělá inteligence může významně zrychlit proces analýzy dat ze spánkových monitorů a poskytnout přesnější a detailnější přehled o kvalitě a struktuře spánku jedince. Technologie umělé inteligence mohou také pomoci při vývoji nových terapeutických přístupů ke zlepšení spánku, jako je například personalizovaná terapie spánku, která je přizpůsobena specifickým potřebám a spánkovým vzorcům jednotlivce. Tyto technologické inovace v oblasti spánku mohou vést k lepšímu porozumění a léčení spánkových poruch a ke zlepšení celkové kvality spánku a zdraví obecně (Shelgikar a kol., 2016; Schutte-Rodin a kol., 2021).

Technologie pro monitorování pohybové aktivity

Zlatým standardem pro sledování pohybové aktivity je využití laboratorních metod, jako jsou trojrozměrné pohybové analýzy založené na kamerových systémech (např. Vicon) nebo analýza pohybu pomocí silových plošin. Tyto metody poskytují detailní data o biomechanice pohybu, avšak jsou finančně nákladné a vyžadují laboratorní podmínky. Pro sledování pohybové aktivity v běžném prostředí jsou vhodnější přenosná zařízení, která umožňují snadné monitorování aktivit v reálném čase.

3D pohybová analýza

Na obrázku jsou zachyceny dvě perspektivy 3D pohybové analýzy provedené pomocí systému VICON, který využívá infračervené kamery a markery umístěné na klíčových bodech těla. Levý pohled zobrazuje přední projekci pohybu, zatímco pravý pohled ukazuje boční projekci. Barevné linie znázorňují propojení mezi markery a umožňují analyzovat biomechaniku pohybu, jako je držení těla, kloubní úhly nebo symetrie pohybu. Tento typ analýzy se využívá ve sportu, rehabilitaci i výzkumu pohybových vzorců.

Dále se v praxi využívají laboratorníZátěžové testy jsou klíčovým nástrojem pro detailní hodnocení fyzické kondice, výkonnosti a reakce organismu na zátěž. Provádějí se v laboratorních podmínkách pomocí zařízení, jako jsou běžecké pásy, cyklotrenažéry nebo plynové analyzátory. Testy sledují řadu parametrů, včetně maximální spotřeby kyslíku (VO2 max), prahových hodnot (laktátového a ventilatorního prahu), srdeční frekvence, energetické spotřeby a úrovně únavy. Tyto údaje pomáhají sportovcům určit fyzické limity, přizpůsobit intenzitu a objem tréninku, předcházet přetížení nebo přetrénování a zlepšit regeneraci.

Význam zátěžových testů spočívá nejen v optimalizaci tréninkových plánů, ale také v diagnostice zdravotního stavu, například odhalování skrytých kardiovaskulárních nebo metabolických problémů. Sportovci i rekreační nadšenci díky těmto testům získávají cenné informace o své fyzické připravenosti a dlouhodobém progresu. Klíčovým přínosem je také schopnost monitorovat a optimalizovat využití energetických zdrojů (tuků a sacharidů) během různých intenzit pohybu.

Obrázek zobrazuje rozhraní softwaru MetaSoft Studio, který slouží k analýze dat ze zátěžových testů. Na panelu jsou uvedeny klíčové parametry, které se sledují během testování:

Nejpoužívanějšími technologiemi jsou nositelná zařízení, jako jsou chytré hodinky, náramky, prsteny nebo klipy na oblečení, které sledují parametry jako počet kroků, ušlou vzdálenost, spálené kalorie, srdeční frekvenci a úroveň fyzické aktivity. Mezi nejznámější zařízení patří například Fitbit, Garmin, Apple Watch, Xiaomi Mi Band nebo WHOOP. Každé z těchto zařízení je vybaveno senzory, jako je akcelerometr, gyroskop, GPS a optický senzor srdeční frekvence, které sbírají data o pohybu a tělesné aktivitě.

Fitbit a Garmin

 Fitbit a Garmin patří mezi nejpoužívanější zařízení pro monitorování pohybové aktivity. Fitbit se zaměřuje především na sledování denní aktivity, včetně počtu kroků, vzdálenosti, spálených kalorií a aktivních minut. Garmin, kromě základních parametrů, nabízí i pokročilé funkce, jako je analýza běžecké dynamiky, VO2 max, zátěže tréninku a regeneračního času. Obě zařízení mají mobilní aplikace, které umožňují uživatelům přehledně analyzovat své aktivity.

Chytré hodinky Apple Watch 

Apple Watch nabízejí rozšířené funkce monitorování pohybové aktivity, včetně měření srdeční frekvence, EKG, vzdálenosti a dokonce i detekce pádu. Díky propojení s iPhonem umožňují detailní analýzu tréninků a pohybové aktivity. Novější modely obsahují také GPS pro přesné sledování trasy a monitorování outdoorových aktivit.

WHOOP 

WHOOP je náramek zaměřený na měření fyzické zátěže a regenerace. Vedle základních parametrů sleduje také variabilitu srdeční frekvence, kvalitu spánku a celkovou fyzickou adaptaci. Je oblíbený zejména mezi profesionálními sportovci, kteří chtějí optimalizovat svůj výkon a regeneraci.

Aplikace pro pohybovou aktivitu 

Kromě nositelných zařízení lze pohybovou aktivitu sledovat také prostřednictvím mobilních aplikací, jako jsou Strava, Nike Run Club nebo Google Fit. Tyto aplikace využívají senzorů chytrého telefonu, jako je GPS nebo akcelerometr, a poskytují uživatelům informace o ušlé vzdálenosti, spálených kaloriích nebo rychlosti pohybu. Aplikace často umožňují propojení s nositelnými zařízeními, čímž rozšiřují možnosti analýzy dat.

Na obrázku jsou zobrazeny grafy a údaje o běžeckém tréninku, monitorované nositelným zařízením, například chytrými hodinkami Garmin.

Nástroje analýzy výživového záznamu

Mezi nástroje kvalitativní analýzy zjištěných údajů patří nejrůznější volně dostupné webové platformy – nutriční software/aplikace. Existuje celá řada nutričních programů, obvykle synchronizovaných s mobilními aplikacemi, dovolujících pružně evidovat a monitorovat výživové zvyklosti. Nejčastějšími nevýhodami jsou omezená databáze potravin, nekompletní nutriční údaje potravin a neznámý původ dat. Oficiální česká databáze složení potravin Nutridatabázenabízí validovanou databázi potravin s kompletním nutričním složením. K dispozici jsou také placené nutriční softwary, kde složení potravin garantují nutriční specialisté. Samotné využití softwaru ještě negarantuje správnost výsledku, důležité je tzv. kódování. Tedy přepis záznamu jídelníčku do programu (správnost potravin, přepis množství/porcí atd.). Zde je důležitá kvalifikace a zkušenosti examinátora.

Šíře databáze potravin je nejčastějším problémem, se kterým se při zadávání potravin můžeme setkat. Mezi uživatelsky nejlépe hodnocené aplikace proto přirozeně budou patřit takové, kde najdete co nejvíce potravin, popřípadě aplikace umožňující vytvoření či vložení nové potraviny. Takové databáze se ale budou vždy omezovat pouze na zastoupení makroživin a energie, protože více z etiket a obalů potravin nevyčteme. Přestože se jedná o nevalidované a neověřené údaje, pak mohou být i tyto hodnoty vnímány jako důvěryhodné, jsou-li vloženy správně (doloženy například obrázkem). Srovnáním výstupů z různých aplikací po zadání stejné potraviny můžeme překvapivě pozorovat velké rozdíly. Ty jsou často dány chybným vložením výživových údajů zadavatelem či neověřeným původem dat.

Nastavení individuálních parametrů u většiny aplikací je samozřejmostí. V nastavení lze vyplnit základní údaje o uživateli, podle kterých se nastaví doporučené výživové hodnoty, a ty se potom v jídelníčku zobrazují jako cíle. Sportovci mají interindividuální variabilní výživové nároky, a to především s ohledem na sportovní zařízení a individuální „fitness“ cíle. Vedle obecných výživových dávek (VDD) většinou aplikace intuitivně nabádá uživatele k nastavení parametrů energetické bilance (energetický příjem, energetický výdej). Některé aplikace uvádí údaj o energetické náročnosti pohybových aktivit v závislosti na tělesné hmotnosti a čase (kcal/kg/min) jiné jen na čase (kcal/min). Zdroje dat, které aplikace k odhadu energetické náročnosti pohybových aktivit využívají, se značně liší. Individuální nastavení by mělo podléhat odpovědnému posouzení rizik vyplývajících z příliš přísné restrikce ve snaze redukovat tělesnou hmotnost a zohledňovat minimální potřebu sacharidů, tuků a bílkovin. Vhodné je proto doporučené hodnoty příjmu makronutrientů přepsat vlastními hodnotami dle stanovených cílů, pokud to aplikace umožňuje.

NutriData

Software ve webovém rozhraní s ověřenou databází potravin a nutričních hodnot. Jedná se o velmi přesný software, který nabízí volně dostupnou verzi, ale rozšířené funkce (včetně analýzy příjmu mikroživin) pouze s poplatkem.

Kalorické Tabulky

Volně dostupný software s mobilní aplikací, který nabízí některé placené funkce. Jedná se v současné době pravděpodobně o nejrozšířenější a nejpoužívanější software v ČR s velmi rozsáhlou databází potravin, kterou umožnili sami uživatele. To je zároveň určitou nevýhodou, jelikož ne všechny nutriční hodnoty jsou přesné.

BeetFit

Opět velice přesný software, který je schopným konkurentem ostatním software, slibující ověřenou databázi potravin.

Monitoring mozku a mentálního zdraví

Monitoring mozkové aktivity a mentálního zdraví se stává stále důležitější součástí biohackingu a osobního rozvoje. Díky pokročilým technologiím je možné sledovat a ovlivňovat činnost mozku, redukovat stres, podporovat relaxaci a optimalizovat kognitivní funkce. Nositelná zařízení a specializované nástroje nabízejí uživatelům praktické možnosti, jak zlepšit mentální pohodu v každodenním životě.

EEG headsety pro měření mozkové aktivity

Zařízení jako Emotiv EPOC X využívají elektroencefalografii (EEG) k měření mozkové aktivity. Tento headset je schopen zaznamenat mozkové vlny, které lze využít k analýze kognitivní výkonnosti, sledování mentálního zatížení nebo učení pomocí biofeedbacku. Biofeedback umožňuje uživatelům v reálném čase reagovat na svou mozkovou aktivitu a optimalizovat soustředění, relaxaci nebo zvládání stresu. Tato technologie nachází uplatnění ve vědě, výzkumu, ale i v běžném životě při zlepšování produktivity a mentálního výkonu.

Úkázka vnitřního prostředí Emotiv EPOC X

Technologie pro snížení stresu a podporu relaxace

Zařízení zaměřená na relaxaci a redukci stresu jsou dalším významným nástrojem v oblasti monitoringu mentálního zdraví:

• Sensate: Toto zařízení využívá nízkofrekvenční vibrace, které pomáhají aktivovat parasympatický nervový systém a podporují hlubokou relaxaci. Pravidelné používání může snížit hladinu stresu, zlepšit kvalitu spánku a přispět k lepšímu mentálnímu zdraví.
• Pulsetto: Zařízení určené ke stimulaci nervu vagu, což je klíčový nerv zapojený do regulace stresových reakcí. Stimulace vagu pomáhá snižovat stres, zlepšovat schopnost relaxace a podporovat celkovou rovnováhu nervového systému.

Podpora meditace a mindfulness

Meditace a mindfulness jsou zásadní pro udržení mentální pohody a zlepšení mozkové aktivity. Technologie, jako je MUSE S, nabízí pokročilé možnosti vedení meditace. MUSE je čelenka, která sleduje mozkovou aktivitu během meditace a poskytuje uživatelům okamžitou zpětnou vazbu o úrovni soustředění a relaxace. Tato data pomáhají meditujícím zlepšovat svou praxi a dosahovat hlubšího uvolnění.

Jak obecně vybrat vhodnou aplikaci?

Zásadním aspektem definujícím dobrou aplikaci je tzv. "user-friendliness" neboli jak je uživatelsky přijatelná. Ať už se jedná o dobrý design, přehlednost, jednoduchost, možnost osobního nastavení a jestli poskytuje všechna důležitá data. Druhým důležitým bodem může být zasílání notifikací (upozornění), která by měla být přiměřená, zároveň informující o progresu a motivující k dalšímu růstu. Aplikace často nabízí i různé formy odměn nebo také možnost porovnávání se s určitým okruhem uživatelů (možnost tvořit otevřené i uzavřené skupiny). Tato soutěživost je často silně motivující k dalšímu progresu.

Kritéria pro výběr aplikace

V první řadě je důležité si definovat, co chceme sledovat a za jakým účelem. Jestli je důležité znát například fyziologické ukazatele, energetický výdej, míru stresové zátěže atd. A pak také co nám naměřená data přinášejí - jak s nimi umíme pracovat a využívat je v praxi ke zlepšení návyků, výkonnosti nebo celkového wellness. Dalším kritériem může být i cena. Na trhu se objevuje mnoho aplikací ve "free" verzi, která někomu může dostačovat a pro náročnější uživatele nabízí rozšířenou verzi, která je placená. Případně jsou dostupné také aplikace kompletně zpoplatněné.