조율의 과학

Feelmo 뒤에 있는 과학을 출처와 함께 정리했습니다. 점수를 구성하는 알고리즘의 세부는 비공개이지만, 그 토대가 되는 과학은 공개된 동료심사 논문 위에 서 있습니다.

심장은 메트로놈이 아니다

건강한 심장은 시계처럼 일정한 리듬으로 뛰지 않습니다. 심박과 심박 사이 간격(R-R 간격)은 호흡·자세·스트레스·회복 상태에 따라 끊임없이 미세하게 흔들립니다. 이 흔들림이 **HRV(심박변이도)**입니다.

HRV의 측정과 해석은 1996년 유럽심장학회·북미페이싱전기생리학회 합동 태스크포스가 표준화한 이래(Task Force, 1996), 자율신경 기능의 비침습적 창으로서 수천 건의 연구에 쓰여 왔습니다(Shaffer & Ginsberg, 2017).

RMSSD라는 '자'

여러 HRV 지표 중 Feelmo가 표준으로 채택하는 RMSSD(인접한 R-R 간격 차이의 제곱평균제곱근)에는 다음 특징이 있습니다.

• 부교감신경(미주신경) 활동의 지표로 확립되어 있습니다(Task Force, 1996; Shaffer & Ginsberg, 2017)
• 짧은 측정에서도 비교적 안정적이고 호흡 패턴의 영향을 덜 받아, 심리생리학 연구에서 권장됩니다(Laborde et al., 2017)

왜 '밤'을 보는가

Feelmo의 조율도는 주로 수면 중 심박 데이터에서 태어납니다. 이유가 있습니다.

• 수면 중에는 운동·식사·자세·카페인 등 HRV를 흔드는 외적 요인이 가장 적어 매일 같은 조건으로 비교할 수 있습니다
• 깊은 비렘수면에서는 부교감신경이 우위가 되어(Trinder et al., 2001) 회복의 모습이 드러나기 쉽습니다
• 수면과 HRV의 관계는 체계적 문헌고찰에서도 정리되어 있습니다(Stein & Pu, 2012)

스트레스와 조율

심리적 스트레스와 HRV 저하의 관련은 메타분석에서 반복 보고되었습니다(Kim et al., 2018). 또한 뇌영상 연구의 메타분석은, 전전두엽과 심장을 잇는 미주신경 경로가 HRV를 스트레스·건강의 지표로 만든다는 모델을 제안합니다(Thayer et al., 2012).

느린 호흡이 효과적인 이유

Feelmo의 호흡 세션이 느린 호흡(대략 분당 6회 전후)으로 유도하는 것은, 이 속도의 호흡이 압수용체 반사(혈압 조절 반사)와 공명해 HRV를 일시적으로 크게 높이는 것이 알려져 있기 때문입니다(Lehrer & Gevirtz, 2014).

느린 호흡의 심리생리학적 효과는 체계적 문헌고찰에서도 부교감신경 활동 항진·이완감 증가와 관련됨이 보고되었습니다(Zaccaro et al., 2018; Russo et al., 2017).

'자신의 베이스라인'과 비교하는 이유

HRV의 절대값은 연령·성별·체질에 따라 크게 다릅니다. 9세대에 걸친 대규모 데이터는 HRV가 나이와 함께 낮아짐을 보여줍니다(Umetani et al., 1998).

그래서 Feelmo는 타인과의 비교가 아니라 당신 자신의 베이스라인으로부터의 변화를 봅니다. 옆 사람보다 높은지 낮은지가 아니라 '평소의 나'와 비교해 어떤지 — 그것이 의미 있는 질문입니다.

손목에서 측정한다는 것

Apple Watch는 광학 센서로 맥파를 읽어 R-R 간격을 추정합니다. 안정 조건에서 Apple Watch의 HRV가 심전도 기반 측정과 잘 일치함이 검증되었습니다(Hernando et al., 2018). 격한 움직임에서는 정확도가 떨어지므로, Feelmo가 안정·수면 중 데이터를 중시하는 것은 이 점에서도 타당합니다.

빛과 운동에 대해

행동 로그가 햇빛과 활동량을 다루는 데에도 배경이 있습니다.

• 빛은 사람의 일주기 리듬·수면·기분에 영향을 주는 가장 강력한 환경 요인 중 하나입니다(Blume et al., 2019)
• 규칙적인 운동이 HRV 상승과 관련됨이 메타분석에서 보고되었습니다(Sandercock et al., 2005)

Lumo Core에 대해 말할 수 있는 것

마음의 조율도(Regulation Score)는 위와 같은 확립된 HRV 지표를, 연구 주도 스튜디오 Lumo가 개발한 Lumo Core 알고리즘으로 통합해 0–100의 하나의 점수로 번역한 것입니다.

• 통합의 구체적 구성·가중치는 영업비밀로 공개하지 않습니다
• 해석의 타당성은 게이오기주쿠대학과의 공동 연구에서 지속적으로 검증하고 있습니다

References

1. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use. Circulation. 1996;93(5):1043–1065.
2. Shaffer F, Ginsberg JP. An Overview of Heart Rate Variability Metrics and Norms. Frontiers in Public Health. 2017;5:258.
3. Laborde S, Mosley E, Thayer JF. Heart Rate Variability and Cardiac Vagal Tone in Psychophysiological Research. Frontiers in Psychology. 2017;8:213.
4. Trinder J, Kleiman J, Carrington M, et al. Autonomic activity during human sleep as a function of time and sleep stage. Journal of Sleep Research. 2001;10(4):253–264.
5. Stein PK, Pu Y. Heart rate variability, sleep and sleep disorders. Sleep Medicine Reviews. 2012;16(1):47–66.
6. Kim HG, Cheon EJ, Bai DS, Lee YH, Koo BH. Stress and Heart Rate Variability: A Meta-Analysis and Review of the Literature. Psychiatry Investigation. 2018;15(3):235–245.
7. Thayer JF, Åhs F, Fredrikson M, Sollers JJ, Wager TD. A meta-analysis of heart rate variability and neuroimaging studies. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 2012;36(2):747–756.
8. Lehrer PM, Gevirtz R. Heart rate variability biofeedback: how and why does it work? Frontiers in Psychology. 2014;5:756.
9. Zaccaro A, Piarulli A, Laurino M, et al. How Breath-Control Can Change Your Life: A Systematic Review on Psycho-Physiological Correlates of Slow Breathing. Frontiers in Human Neuroscience. 2018;12:353.
10. Russo MA, Santarelli DM, O'Rourke D. The physiological effects of slow breathing in the healthy human. Breathe (Sheffield). 2017;13(4):298–309.
11. Umetani K, Singer DH, McCraty R, Atkinson M. Twenty-four hour time domain heart rate variability and heart rate: relations to age and gender over nine decades. Journal of the American College of Cardiology. 1998;31(3):593–601.
12. Hernando D, Roca S, Sancho J, Alesanco Á, Bailón R. Validation of the Apple Watch for Heart Rate Variability Measurements during Relax and Mental Stress in Healthy Subjects. Sensors (Basel). 2018;18(8):2619.
13. Blume C, Garbazza C, Spitschan M. Effects of light on human circadian rhythms, sleep and mood. Somnologie. 2019;23(3):147–156.
14. Sandercock GR, Bromley PD, Brodie DA. Effects of exercise on heart rate variability: inferences from meta-analysis. Medicine & Science in Sports & Exercise. 2005;37(3):433–439.