睡眠は心拍変動（HRV）を二つの形で変えます。夜の間に睡眠ステージが移るにつれてHRVが動くことと、短い睡眠が続くとHRVが下がる傾向があることです。ウェアラブルデバイスの多くは睡眠中にHRVを測るため、前の晩の値だけと比べるより、自分の普段の範囲と比べたほうが読み取りやすくなります。
睡眠中にHRVが変わる理由
心拍数は、神経系の二つの系統によって調節されています。副交感神経は、主に迷走神経を通じて心拍を遅くし、拍と拍の間隔が一拍ごとにより大きく変動できるようにします。交感神経は心拍を速くします。RMSSDや高周波パワーなどの短時間の指標は、主に副交感神経の側を反映するため、副交感神経の影響が強いほど上がる傾向があります（ShafferとGinsberg, 2017）。
睡眠は、一つの安定した状態ではありません。一晩のうちに、浅いノンレム睡眠、深い睡眠（徐波睡眠）、レム睡眠を何度も繰り返し、ステージごとに独自のパターンがあります。
- ノンレム睡眠。 眠りにつき、より深いノンレム睡眠に入るにつれて、バランスは副交感神経の側に傾きます。若く健康な成人14人を三晩にわたって測定した研究では、この変化は入眠とともに急に起こり、各ステージの中では安定していました（Trinderら, 2001）。
- レム睡眠。 夢を見るステージであるレム睡眠では、同じ研究で、バランスは起きているときによく似ていました。のちの研究では、レム睡眠は交感神経の活動が強まる側に傾いていました（Boudreauら, 2013）。
- 夜の時間帯。 体内時計が、さらに独自のリズムを重ねます。Boudreauらの研究では、徐波睡眠中の副交感神経の活動は午前2時ごろに最大となり、レム睡眠中の交感神経の活動は早朝に最大となりました。
つまり、一晩のステージの配分によって、朝の感覚が同じでも、平均のHRVは動くことがあります。デバイスはこれらをすべて平均しており、これが数値が夜ごとに変わる理由の一つです。
さらに詳しく 睡眠ステージの研究の方法
Trinderらは、若く健康な14人を三晩記録して、睡眠ステージを判定し、HRVを2分間ごとのブロックで測定しました。自律神経のバランスは、眠っていた時間の長さとともにずれていくのではなく、睡眠ステージに応じて変わりました。例外は心拍数で、こちらは体内時計にも従っていました。
Boudreauらは、健康な若い13人を72時間、時間のわからない環境に置き、60分の覚醒と60分の仮眠の機会を交互に繰り返しました。これにより、睡眠ステージの影響と時刻の影響を切り分けられました。どちらの研究も小規模であり、典型的なパターンを示すものです。自分の夜がどうなるかを示すものではありません。
2012年にSteinとPuが発表したレビューは、睡眠研究でHRVがどう使われているかをまとめています。睡眠時無呼吸や不眠との関連も含まれ、読み取るときの落とし穴も挙げています。
アプリで見える各ステージの姿
二つの研究を合わせると、典型的な一晩は次のようになります。
| ステージ | 研究でわかったこと | 一晩のHRVへの影響 |
|---|---|---|
| 入眠と浅いノンレム睡眠 | 入眠とともにバランスが副交感神経の側に移り、各ステージの中では保たれる（Trinder） | HRVが起きているときの水準から上がる |
| 深い睡眠（徐波睡眠） | 副交感神経の活動は午前2時ごろに最大になる（Boudreau） | 一晩でもっとも高いHRV。通常は前半 |
| レム睡眠 | 起きているときによく似ている（Trinder）。交感神経の活動は早朝に最大になる（Boudreau） | HRVは起きているときの水準に近づくように下がり、最後の数時間でよりその傾向が強まる |
デバイスは、この曲線を見せてくれません。一晩のうちの一部を切り取り、一つの数値として報告します。メーカーによって、一晩全体を平均するもの、最後の数時間を使うもの、もっとも落ち着いた区間を選ぶものがあります。同じ睡眠でも、そのためだけに数値が人によって違うことがあります。区間の中にレム睡眠がより多い夜は、数値がより低く出ます。デバイスごとの区間は、レッスンデバイスどうしでHRVが合わない理由で説明しています。
短い睡眠がHRVに与える影響
睡眠不足はHRVを下げます。スイスの研究では、健康な成人15人（女性八人、男性七人）が、一週間は普通に眠り、その後三晩は一晩3時間しか眠らず、そのあとは好きなだけ眠って回復しました（Bourdillonら, 2021）。参加者は毎朝、胸部ストラップ式の心拍計を着けて、横になってから立ち上がる短いテストを行いました。睡眠が短かった日は、テストの立位の部分でRMSSDと高周波パワーが下がり、著者らはこれを副交感神経の活動の低下と解釈しています。横になっているときの値はほとんど変わりませんでした。参加者は、より疲れや眠気も感じていました。
一晩三時間は極端であり、研究も小規模です。それでも、数日間、普段よりずっと少ない睡眠が続くと、HRVが下がっていくことは十分にありえます。
夜間の数値に表れるそのほかの要因
夜間のHRVには、前の日の影響も表れます。HRVを下げることが多いものには、次のようなものがあります。
睡眠の問題も痕跡を残します。研究者は、夜間に呼吸が止まったり再開したりする睡眠時無呼吸や、不眠の研究にHRVを使ってきました（SteinとPu, 2012）。ウェアラブルでは、そのどちらがあるかはわかりません。大きないびきをかく、息苦しくて目が覚める、十分に寝床にいたはずなのに日中とても眠いといった場合は、医師に相談してください。研究でわかったことと、CPAPが数値に与える影響は、HRVで睡眠時無呼吸はわかる？CPAPで上がる？で説明しています。
遅い時間の食事
夜遅くの大きな食事は睡眠を妨げることがあり、HRVにはその形で影響します。トルコのクロスオーバー試験では、若い男性16人が、ある晩は午後7時以降は何も食べず、その後の晩に、午後10時に消化のよい甘い大量の食事、またはたんぱく質と脂質の多い大量の食事をとりました。たんぱく質と脂質の多い食事は、質問票によると睡眠を妨げ、どちらの遅い時間の食事も、翌朝のコルチゾール反応を高めました。翌朝の5分間のHRV記録には、晩ごとの違いがありませんでした（Uçarら, 2021）。この研究は、消化の影響や乱れた前半が現れるはずの、夜通しのHRVは記録していません。実用的に読むなら、遅い時間の重い夕食は記録しておくとよく、そうした夜にデバイスが夜の最初の数時間を低く示していれば、その結果と合っています。断食や食事の時間帯全般については、断食でHRVは変わる？をご覧ください。
夕方のトレーニング
夕方のきつい練習は、睡眠の最初の数時間の心拍数を上げますが、夜を台なしにするようには見えません。フィンランドの実験室での研究では、体力のある若い成人11人が、午後9時ごろから疲労困憊になるまで自転車をこぎ、就寝の二時間強前に終えました。別の晩は、何もしませんでした。運動した夜は、ノンレム睡眠が多く、睡眠をどう評価したかに違いはなく、夜全体のHRVにも違いはなく、心拍数は1分あたり約3拍高く、その大半は最初の三時間でした（Myllymäkiら, 2011）。23件の研究を統合した2019年のメタアナリシスでは、夕方の運動は全体として睡眠を妨げず、深い睡眠をわずかに増やしましたが、就寝前一時間以内に終わる激しい運動は、寝つくまでの時間を延ばし、総睡眠時間を減らすことがあるという注意も示されています（Stutzら, 2019）。
そのため、夕方の運動は、心拍が速くなることで夜の前半のHRVを下げることがあり、夜の早い時間を使うデバイスでは、それが数値に表れます。きつい練習は就寝の一時間以上前に終え、朝の数値はトレーニングのページの回復時間とあわせて読んでください。
睡眠とHRVのデータの読み方
低い夜が一晩あっても、わかることはごくわずかです。次の習慣で、数値がより役立つようになります。
- ベースラインと比べる。 今夜の値が、ここ一〜四週間の自分の範囲のどこにあるかを見ます。方法は、レッスンHRVのベースラインをつくり、推移を読むで説明しています。
- 推移を見る。 週ごとの平均は、ステージごとのばらつきをならしてくれます。悪い夜が一晩あるだけでは傾向とは言えませんが、低い夜が三、四晩続けば、気にとめておいたほうがよいでしょう。
- その日の出来事を記録する。 遅い時間の飲酒や食事、移動、きつい運動、ストレスの多い日を記録します。数週間たつと、どれが数値を動かすかが見えてきます。
- 方法を変えない。 夜間の測定と朝の測定は条件が異なるため、数値は直接は比べられません。くわしくは、夜間と朝のHRV、どちらが役立つ？をご覧ください。
- 体の感覚を確かめる。 HRVが低くても、よく眠れて調子が良いなら、その数値は普段のばらつきの下のほうにあるのかもしれません。
数値が大きく揺れ、理由がわからない場合は、HRVが日ごとに大きく変わるのはなぜ？をご覧ください。