心拍変動（HRV）の解析には二つの源流があります。西側では胎児モニタリングと心臓医学から、旧ソ連では宇宙医学から生まれました。宇宙医学ではVasily ParinとRoman Baevskyが、拍と拍の間隔の変化を使って、宇宙飛行士がストレスにどう対処しているかを判断しました（BaevskyとChernikova, 2017）。二つの流れは別々に始まりました。1990年代からは、ロシア、米国、ドイツのチームが宇宙飛行士を共同で調べ、ロシアの総説は西側の主要な論文を引用しています。
旧ソ連の話の多くはBaevsky本人とその同僚たちが書いたものなので、このページでは、誰が何を述べているかを明記します。
宇宙医師が心拍を見た理由
最初の宇宙飛行は、実際的な問いを突きつけました。搭乗者はいま、どう対処しているのか。BaevskyとChernikova（2017）は、HRV解析は「宇宙医学で最初に開発された」と書いています。初期の有人飛行には、人の反応と、ストレス下で作業を続ける能力を、素早く判断する方法が必要でした。
初期の研究を率いたのは二人です。
- Vasily Parinは、旧ソ連の第一線の循環生理学者でした。GrigorievとBaevskyによる2013年の歴史は、彼を宇宙心臓病学の創始者と呼んでいます。HRV解析と心振動図（seismocardiography）を宇宙で使うこと、そして最初の機内の医療機器に、彼の名が結びつけられています。同僚との共著で1967年に出したSpace cardiology（宇宙心臓病学）は、長年この分野を形づくりました。
- Roman Baevsky（1928〜2020年）は、最初は軍の航空軍医として、1952年から1957年までサハリン島で勤務しました。Parinの最後の博士課程の学生の一人でした。体につけたセンサーで一回ごとの心拍のごく小さな力を捉える、ロシア初の心弾動図（ballistocardiography）の機器をつくりました（Tankら, 2020）。
最初の犬からガガーリンまで
ドイツとロシアの同僚が書いた追悼文によると、Baevskyは最初の動物と人間の宇宙飛行の準備に直接かかわりました。犬のライカから心拍数の記録を得て、人類で初めて宇宙に出たユーリ・ガガーリンからも同様の測定を行ったとされています（Tankら, 2020）。また、ボストーク5号と6号の飛行で取った、心臓の機械的な動きを捉える心振動図の記録について、評価を発表しています。
BaevskyとChernikova（2017）は、無重力の動物には、心拍と呼吸に大きな揺れが見られたと書いています。ガガーリンの心電図（ ECG 心電図 皮膚に付けた電極で記録する、心臓の電気的な活動の記録。心電図に基づくRR間隔は、HRVを測るうえでの参照基準です。 心電図についてさらに詳しく ）にも、軌道飛行中、心拍の間隔に顕著な変動が見られたとしています。二人はこれらの変化を、「脳が司令官」である体の自律的な制御系で、フィードバックが乱れたものと解釈しました。
リズムから体の調節を読み取る
1960年代を通じて、旧ソ連のグループはこうした観察を方法にしていきました。BaevskyとChernikova（2017）は、節目を挙げています。
- 1966年、心臓のリズムの数理解析に関する最初のシンポジウムで、Parinは大きな報告を行い、この方法は宇宙心臓病学から生まれたと述べました。
- 1967年、Parin、Baevsky、Nikulinaは、ベオグラードで開かれた国際宇宙航行連盟の第18回会議で、「神経内分泌調節の指標としての心拍数」を発表しました。
- 1968年、心拍数の制御の二重ループモデルが提案されました。呼吸に追従する下位の自動的なループと、ストレス下でより強く関与する上位の中枢のループです。
- 1960年代後半、NidekkerとBaevskyは、心拍数の繰り返しのリズムを見つけるために、心拍数のスペクトル解析を提案しました。
体が落ち着いているときは、拍と拍の間隔が、呼吸のたびに上下します。ストレスで上位の制御中枢が関与すると、リズムは安定し、間隔は似通ってきます。そのため、安定したリズムは負担のしるしとして読まれました。Baevskyのストレス指数は、間隔のヒストグラムから、これを数値にしたものです（バエフスキーのストレス指数とは？）。
バエフスキーのストレス指数: 心拍間隔のヒストグラムから求める、単位のない数値。リズムが安定して変動が小さくなるほど上がり、Baevskyはこれを体の調節系への負荷と読み取りました。 バエフスキーのストレス指数についてさらに詳しく
旧ソ連では、HRV研究は1970年代と1980年代に最盛期を迎えました（BaevskyとChernikova, 2017）。
健康と病気の間：前疾患診断
宇宙医学が扱うのは、極限の環境にいる健康な人なので、問いは、健康を保つために体がどれだけ頑張っているかでした。Baevskyは、この中間の領域の研究を、病気を意味するギリシャ語のnososから、「pre-nosological diagnosis」（前疾患診断）と呼びました。目的は、症状が出る前に、健康から病気への移行を捉えることでした（Tankら, 2020）。同僚たちは、これに関する彼の著書が、ロシアの予防医学、スポーツ医学、リハビリテーション医学と、ロシア保健省の保健政策に影響を与えたと書いています。
Baevskyのチームは、のちにこれを「健康の信号機」と説明しました。黄色の領域は健康と病気の間にあり、体に負担はかかっているが病気ではなく、予防がまだ役立つ段階です（Baevskyら, 2015）。HRVの指標は、一人ひとりの「適応リスク」のスコア（BaevskyとChernikova, 2016）や、1〜10の段階で表す調節系活動の指数（BaevskyとChernikova, 2017）に使われました。
これらのスコアが示すのはリスクと負担です。診断ではなく、特に航空医学と宇宙医学で、仕事中の人を見守るために作られました（BaevskyとChernikova, 2016）。
長期飛行、ミール、ISS
飛行が長くなるにつれて、研究も続きました。
- ミール。 1994年、Harvard Medical School、NASAのジョンソン宇宙センター、Baevskyのモスクワの研究所のチームが、宇宙ステーション・ミールでの長期飛行中の宇宙飛行士の、心拍数の動態を報告しました（Goldbergerら, 1994）。
- 14か月の飛行。 Baevskyのグループは、医師でもある宇宙飛行士V. V. Polyakovを、報告の時点で最長だった438日の飛行を通して追いました。24時間の心臓の記録などを用いて、無重力への適応は段階的に進み、時間とともに、より上位の制御が働くようになると結論づけました（Baevskyら, 1998）。
- ISS。 ロシア、ドイツ、米国の研究者が、162〜196日間の飛行に参加した男性の宇宙飛行士八人を記録しました。飛行中、心拍数とHRVは安定していて、血圧と呼吸数は下がりました。著者らはこれを健康的な適応と解釈しました。ゆっくりしたペース呼吸の間のHRVは、八人中六人で低下しました。著者らはこれを、 迷走神経 迷走神経 副交感神経系の主要な神経で、脳幹から心臓、肺、腸まで走っています。心臓に送る速い信号が、拍ごとの心拍変動（HRV）の大部分を生み出します。 迷走神経についてさらに詳しく （「 休息と消化 副交感神経系 自律神経系の「休息と消化」の枝。おもに迷走神経を通して心拍を遅くし、心拍変動（HRV）の拍ごとの変動の大半を生み出します。 副交感神経系についてさらに詳しく 」）による制御の予備力が小さくなったことの表れと捉えました（Baevskyら, 2007）。
- Pneumocard。 このISSの実験には、ロシア人乗組員25人が参加し、記録は226回で、そのうち130回は宇宙ステーション上で、心臓、呼吸、脈のセンサーを使って行われました。著者らは、ミッションの開始時には迷走神経の影響が通常は高まったと報告し、HRV解析に前疾患の評価を加えれば、長期ミッションでの医療を支えうると論じています（Baevskyら, 2014）。
西側のHRV研究の流れ
西側の流れは、別のページ西側のHRV研究小史で、HalesとLudwigから1996年の標準、ウェアラブルデバイスまでを扱っています。要点だけ述べると、Billmanの2011年のHRVの歴史の総説は、宇宙計画に触れていません。臨床での最初の使用は、1965年としています。HonとLeeは、胎児機能不全に先立って、平均の心拍数が変わるより先に、拍と拍の間隔の変化が現れることに気づきました。1970年代には、糖尿病の人の神経障害をとらえるためにHRVが使われ、心筋梗塞後の生存とも関連づけられました（Billman, 2011）。
1981年、Akselrodらはスペクトル解析を使って、交感神経系と副交感神経系がそれぞれ、心拍数の変化の異なる周波数に痕跡を残すことを示しました。Billmanは、これを、その後この分野が急速に成長するきっかけとなった先駆的な研究の一つに数えています。1996年には、欧州心臓病学会と北米ペーシング・電気生理学会のタスクフォース（Task Force）が、HRVの測定、解釈、臨床での使い方についての共通の標準を発表しました（Task Force, 1996）。ロシアの方法論的な勧告は、2001年に続きました（BaevskyとChernikova, 2017）。
二つの流れの違いと交わり
| 旧ソ連とロシアの宇宙医学 | 西側の心臓病学と生理学 | |
|---|---|---|
| 出発点 | 1960年代初めの、ストレス下の健康な宇宙飛行士 | 胎児機能不全（1965年）、その後は心筋梗塞や糖尿病の患者 |
| 主な問い | 体の調節にどれだけ負担がかかり、どれだけ適応できているか | 誰が病気や死亡のリスクが高いか |
| 代表的な指標 | ストレス指数などのヒストグラムの指標と、スペクトル解析 | SDNNやRMSSDなどの時間領域の指標と、スペクトルパワー |
| 主な基準 | Baevskyの方法と、2001年のロシアの勧告 | 1996年のTask Force標準 |
実際、二つの流れは互いの成果を取り入れていました。BaevskyとChernikova（2017）は、HonとLee、Akselrod、Task Forceを引用し、自分たちのヒストグラムを、同じく拍の間隔のヒストグラムから作る西側の「 三角指数 HRV三角指数 記録内のNN間隔の数を、そのヒストグラムで最も高い棒の高さで割った値。全体の変動を表す単位のない幾何学的指標で、乱れた拍が少しあっても、ほとんど動きません。 HRV三角指数についてさらに詳しく 」と比べています。ミールとISSの研究は、ロシア、ドイツ、米国のチームによる共同研究でした。
このサイトでは、両方の流れが見られます。ウェアラブルの多くが表示するRMSSDは、西側の標準に由来する指標です（HRVの測り方：センサー・タイミング・精度をお読みください）。「胸部ストラップでHRVテスト」は、記録が十分に長いと、バエフスキーのストレス指数も表示します。