В мире, где беспилотные космические корабли приземлились на Марсе, а искусственный интеллект может читать ваши мысли, можно подумать, что кто-то придумал точный способ измерения того, сколько спортсмены должны пить во время тренировок. Гидратация, или восполнение жидкости в организме, теряемой при потоотделении, выдохе и выведении отходов, крайне важна. Когда 2 или более процентов массы тела теряется в результате обезвоживания, организм может начать работать неправильно: повышается нагрузка на сердечно-сосудистую систему, снижается эффективность аэробных упражнений и ухудшается терморегуляция. После потери 12 процентов массы тела в результате обезвоживания человек умирает.
Спортсмены редко тренируются до такой степени, чтобы умереть от обезвоживания. Однако странно, что при такой важной физиологической потребности многие спортсмены полагаются на жажду как на окончательный ориентир в определении количества гидратации во время тренировки. Проблема с этой встроенной системой двоякая. К тому моменту, когда ваш мозг понимает, что вам нужна вода, организм зачастую уже обезвожен. Кроме того, легко утолить жажду до того, как вы полностью восстановите водный баланс.
Вне лаборатории наиболее точным стандартом для определения потери жидкости спортсменом является взвешивание обнаженного тела до и после занятий. (На каждый потерянный фунт массы тела необходимо выпить 16 унций воды). Но этот метод не поможет бегуну определить, сколько жидкости он потерял на 16-й миле марафона.
Велосипедисты могут положиться на GPS-компьютер с сигнализацией, которая каждые 15 минут мигает, напоминая о необходимости сделать глоток из бутылки с водой. Бегуны и спортивные крысы могут носить смарт-часы с датчиком гидратации, например, Apple Watch, которые используют электроды, расположенные на коже, для измерения электропроводности пота пользователя. Это позволяет определить концентрацию электролитов (или их отсутствие) в поте, что помогает определить уровень гидратации организма пользователя. Существует также гаджет под названием GX Sweat Patch стоимостью 25 долларов, продаваемый компанией Gatorade. Это биосенсор одноразового использования, который при нанесении на внутреннюю часть левого предплечья измеряет скорость потоотделения пользователя, потерю жидкости и натрия. Когда эти данные передаются в приложение-компаньон, которое работает на iOS или Android, они служат ориентиром для будущих результатов спортсмена.
Однако до недавнего времени технология биосенсинга, позволяющая анализировать содержимое пота спортсмена для предоставления персонализированных рекомендаций по увлажнению в режиме реального времени во время тренировки, была недоступна, поскольку сенсорные технологии не были достаточно доступными для внедрения в потребительский продукт.
В декабре бостонский стартап, основанный выпускницей Гарвардской школы бизнеса и марафонкой Меридит Касс, представил биосенсор гидратации Nix — первый носимый датчик, который обещает предоставить спортсменам информацию о потоотделении в режиме реального времени. Касс, которая также является бывшей баскетболисткой, начала думать о технологии биосенсинга для измерения уровня гидратации после того, как столкнулась с проблемой реакции собственного организма на жару и влажность во время подготовки к марафонам. «Я чувствовала себя очень вялой на некоторых из этих длинных забегов, — говорит она, — и я задумалась: «Может ли датчик гидратации быть чем-то особенным? И будет ли он полезен кому-то, кроме меня?».
Nix работает следующим образом: Прикрепленный к бицепсу (через защитную пленку на нижней стороне пластыря, который имеет размер круглой апельсиновой дольки), пластырь измеряет профиль потоотделения тела локально, экстраполируя его на всю площадь тела с помощью алгоритмических вычислений. Когда пот стекает по электродам на бицепсе, пластырь дважды измеряет содержание пота на пути его течения. Сравнивая данные в этих двух местах, датчик может определить, насколько быстро жидкость движется по телу. При подключении через Bluetooth к приложению Nix датчик передает на телефон уведомления о гидратации через интервалы времени, установленные пользователем. Смысл в том, чтобы спортсмен во время тренировки поддерживал уровень жидкости в пределах 1% от начальной массы тела (или 1% от обезвоживания), чтобы избежать неприятных последствий обезвоживания.
Когда тренировка завершена и загружена, приложение сообщает пользователю состав пота, скорость потоотделения и потерю электролитов в час. Приложение также отображает диаграмму выбора напитков: на первом месте — вода, далее следует список из 12 представленных на рынке спортивных гидратационных напитков, расположенных в порядке возрастания их электролитного состава. Затем пользователь может подобрать напиток, наиболее подходящий ему по составу электролитов.
В дополнение к индивидуальным данным датчик также фиксирует температуру, влажность, точку росы, солнечную нагрузку, ветер и высоту над уровнем моря, вычисляя индекс Nix — число от нуля до ста, которое является мерой терморегуляционного потенциала пользователя в текущих условиях. Если индекс Никса равен 65, то, например, ваш уровень потоотделения во время тренировки, скорее всего, будет находиться в 65-м процентиле вашего личного диапазона потоотделения.
В теории эта концепция гениальна. На деле же команде разработчиков еще предстоит устранить несколько недочетов. Сам датчик — это многоразовое устройство, которое поставляется с собственной зарядной капсулой и крепится к одноразовому пластырю. Вставлять капсулу в одноразовый пластырь достаточно просто, но регистрация устройства и сопряжение по Bluetooth оказались не совсем удобными. Начальный комплект поставляется с четырьмя пластырями, но сменная упаковка из еще четырех пластырей стоит 25 долларов США, что очень много, если вы используете датчик несколько раз в неделю.
Во время моей первой тренировки в закрытом помещении звонок по работе в последнюю минуту задержал меня на 20 минут, но я уже наклеил пластырь на бицепс и нажал «play». Не зная, потрачу ли я впустую дорогой одноразовый пластырь, если нажму «стоп», я продолжил движение. В литературе Nix говорится, что организму требуется до 25 минут, чтобы данные о потоотделении начали проявляться. В дополнение к 20 минутам, потраченным на телефонный звонок, в тот день у меня было мало времени на тренировку, поэтому моя 45-минутная поездка (минимальное время, рекомендуемое компанией Nix для тренировки при использовании пластыря) плюс 20-минутный телефонный звонок дали 4,8 унции потери жидкости, 341 миллиграмм в час потери электролитов и 71 мг электролитов на унцию потерянной жидкости. Когда я сравнил это число с таблицей гидратационных напитков, она указала мне на LMNT, продукт, который я никогда раньше не использовал.
Интересно, что мой основной продукт для увлажнения, также указанный в списке, не обеспечил достаточного восполнения электролитов даже для короткой 45-минутной тренировки. Но пот содержит несколько различных электролитов, включая калий, натрий и магний, но не ограничиваясь ими. Каждый продукт для увлажнения содержит свою собственную запатентованную формулу различных электролитов. Поэтому мне стало интересно, как Nix может определить, какие электролиты были потеряны в моем поте, и, в свою очередь, как он может точно направить меня к соответствующему коктейлю электролитов в каждом продукте?
Поскольку Nix еще не настроен для Android (компания обещает, что это произойдет в течение нескольких месяцев), я создал отдельный профиль на своем iPhone для моего партнера Брайана, использующего Android. Мне было интересно посмотреть на различия в наших потовых профилях, учитывая наш пол и вес, а также восьмилетнюю разницу в возрасте. Оказалось, что после 45-минутной тренировки на велотренажере Брайан потерял почти одинаковое количество электролитов на унцию жидкости, и ему также был показан LMNT в качестве рекомендуемого напитка для увлажнения.
Nix проводит тестирование на самых разных спортивных аренах, от футбола до гребли и работы, связанной с повышенным потоотделением, например, пожарной охраны. Однако в настоящее время приложение предлагает пользователю только велосипедные или беговые тренировки, в помещении или на улице. Поскольку я живу в холодном климате, а лыжный спорт — один из моих основных зимних видов спорта, я прикрепил капсулу к бицепсу в относительно погожий 30-градусный день и отправился кататься на коньках — вид спорта, который заставляет меня обливаться потом. Однако когда я загрузил данные о своей тренировке продолжительностью 1:27 часа, приложение зарегистрировало нулевую потерю жидкости, нулевую потерю электролитов и нулевой состав пота.
Кас из Nix заверил меня, что патчи работают в холодную погоду, так что, возможно, на мне было слишком много слоев между патчем на руке и iPhone в набедренной сумке. Но это был разочаровывающий результат, особенно потому, что это был последний из четырех пластырей, которые поставлялись вместе с биосенсором. Это также привело меня к осознанию того, что для проверки потребности в гидратации в режиме реального времени мне пришлось прекратить катание на лыжах и открыть рюкзак, чтобы посмотреть на приложение на телефоне, а в обычных обстоятельствах я, вероятно, не стал бы этого делать. Теоретически, поскольку приложение совместимо с Apple Watch (Series 3 или более поздней версии), этот шаг мог бы быть намного проще, если бы у меня были Apple Watch.
После этого теста компания Nix добавила совместимость с устройствами Garmin, одно из которых у меня есть, что должно было облегчить проверку данных на лету. Я смог достаточно легко загрузить виджет Nix на свое GPS-устройство Garmin Edge 1030 Plus и сопрячь его с Nix. Но в поле данных Nix на моем Garmin было только два измерения: потеря жидкости и потеря электролитов, что потребовало бы некоторых математических навыков, чтобы определить, сколько и чего мне нужно выпить для их восполнения.
Для работы с часами Garmin, однако, Nix все еще нуждается в Bluetooth-соединении с iPhone. Я сопряг датчик с телефоном перед выходом из дома, но к тому времени, как я добрался до тропы, соединение Bluetooth было потеряно. Я повторил попытку на следующий день, и сначала все прошло успешно. После того как я провел 30 минут, счастливо потея на тропе, я проверил приложение Nix и получил сообщение «Проверьте соединение Bluetooth». Ни на часах Garmin, ни на iPhone ничего не зарегистрировалось, и я потратил впустую два из новой партии патчей, полученных от Nix.
Любопытствуя услышать, что ученый может сказать о Nix, я отправил письмо Ноэ Брасье из ETH Zurich и Университетской больницы Базеля в Швейцарии, который возглавлял междисциплинарную сессию по биосенсорам на виртуальном конгрессе «Сенсоры в медицине 2022». Брасье, чья специализация — клиническое применение анализа пота, сказал мне: «Я убежден, что неинвазивная молекулярная диагностика поможет врачам расширить и улучшить дистанционное наблюдение за пациентами в будущем». В настоящее время он проводит клиническое исследование в ETH Zurich, в ходе которого он будет изучать протеомные и частично метаболические профили пота у участников, подвергающихся воздействию тепла.
Изучив методику Никса, он отметил, что «экстраполяция местной скорости потоотделения на потерю пота всем телом является сложной задачей, поскольку мы потеем по-разному на поверхности тела». Он объяснил, что, помимо прочих проблем, существуют различные местные скорости потоотделения и различные типы потовых желез по всему телу. Он также добавил, немного покопавшись на сайте Nix, что «Nix пишет, что их платформа научно обоснована, но я не нашел никаких исследований или ссылок, чтобы прочитать о том, как они основывают свои знания». Не имея физического устройства для оценки, Брасье заключил, что Nix «интересен» тем, что включает в себя конкретные рекомендации по жидкости, например, Nuun, Scratch, Gatorade, Tailwind, LMNT и другие. Область поточувствительности «чрезвычайно перспективна», — говорит он, — «но проблемы остаются большими, и нужно вложить много труда, чтобы разработать решение, имеющее клиническую ценность».
В ответ на опасения Брасье по поводу научной валидации, компания Nix подтвердила, что до сих пор не было внешних обзоров собственных валидационных исследований. Теперь, когда продукт запущен, компания говорит, что именно на этом она и сосредоточится. «Этот продукт станет основой компании Nix на некоторое время», — говорит основатель компании Касс. Но у нее есть и более крупные цели, и это неплохая авантюра, учитывая, что рынок биосенсорных кожных пластырей, как ожидается, достигнет 18 миллиардов долларов к 2027 году. «Все, что можно измерить неинвазивно через пот, слюну, грудное молоко — существует масса биомаркеров, которые можно извлечь», — говорит Касс. «Это действительно северная звезда нашей компании».
Источник: https://www.wired.com/review/nix-hydration-biosensor/
