| 作者 Sharon Shih | 發布日期 2016 年 03 月 13 日 12:00 | 分類 科技趣聞 , 穿戴式裝置 |
你知道台灣人一年吞入 3.2 億顆安眠藥，相當於一條高速公路的長度，難道沒有其他創新的方法能解決失眠問題嗎？國外知名群眾募資平台 Kickstarter，最近推出一款稱為 Sleep Shepherd Blue 的智慧睡眠頭巾，藉由聲音來訓練大腦進入深度睡眠，讓你輕鬆擁有一夜好眠。
這項由美國科羅拉多州的新創公司 MindRocket 所推出的睡眠裝置，其實背後有一個小故事，創辦人 Michael Larson 是麻省理工大學機械工程學系博士，他 17 歲的女兒 Jessica 被診斷出睡眠障礙，必須服用藥物羅眠樂（Rohypnol，又被稱為 FM2 約會強暴藥），只是藥物造成強烈的副作用，嚴重到 Jessica 必須住院治療，因此他決心找出不依賴藥物而有效助眠的新方式。
Michael Larson 博士開發出「藉由聲音刺激腦波來達到深層睡眠」的第一代產品──睡眠帽 Sleep Shepherd hat，2014 年在 Kickstarter 獲得極大的迴響，並於 2015 年美國最大國際消費性電子展（Consumer Electronics show，CES）的終極科技工具比賽（Last Gadget Standing competition）中，打入前四強，之後公開在美國 Amazon、Best Buy 等平台上販售。現在，他們推出第二代的產品──Sleep Shepherd Blue，更時尚、配件更小，戴起來也更舒適。
▲ 睡眠帽（Source：Amazon）
Sleep Shepherd Blue 外形像頭巾一樣，在内側、左右耳和左前額部分，分别設置有腦電波（Electroencephalograms，EEG）感測器，它能監測腦波、眼睛轉動和記錄睡眠數據，比如你的睡眠姿勢（側左、側右或正躺各佔多少時間）、每個睡眠階段耗費的時間、睡眠周期長短、睡著和清醒的時間點。而頭巾還能夠藉由無線連結，同步至手機或平板的軟體應用程式（支援 iOS 及 Android 系統），而資料也將完整地保留在雲端，還能依據它而訂出睡眠品質評分（Quality Sleep Score）。
在 Sleep Shepherd blue 頭巾內，相對於兩耳位置各附有揚聲器，它會依據追蹤到的腦波狀況，而撥放不同頻率音頻，輕柔像嗡嗡嗡地聲音一樣，並且隨著你睡眠深度而漸漸調低、減緩。比如剛就寢時，大腦活動是在 50 赫茲（Hz），這時裝置會撥放音頻，當你的意識鬆了些，它就會向下調整，直到腦波停留在 10 赫茲，你已進入睡眠，此時就會關掉音頻。簡單來說，Sleep Shepherd blue 就像領頭羊一樣，帶領並訓練你的腦袋進入沉沉夢鄉，不會在睡覺這件事上迷路。
▲ Sleep Shepherd blue 頭巾（Source：kickstarter）
當然，有近三成的人並沒有「睡著」的困難，卻常在睡夢中醒來，而這種睡睡醒醒的中斷同樣讓人疲憊，Sleep Shepherd blue 獨特的點在於即時監測、即時反應，因此會根據你的腦波變化，一旦偵測到清醒的趨勢，就會重新啟動嗡嗡聲，慢慢引領妳重新進入夢鄉。此外，它也具備鬧鐘功能，只要 App 設定好，該起床的時候頭巾就會發送音頻，讓你在舒服的情況下醒來。
Sleep Shepherd blue 所應用的背景知識，是腦波和睡眠各階段的變化。一般來說，人一天腦部的各種活動，無論是思考或睡覺，大腦皮質內的神經元（neuron）都會產生電流脈衝，而這種大量的電磁場變化，就能被偵測出來形成腦波圖，依頻率可以分為 4 類；α 波頻率為 8.0-11.9 赫茲，通常處在人意識清醒，但身體放鬆的狀態；β 波頻率為 12.0-29.9 赫茲，當 β 波增加時，人會緊張、情緒激動，即便睡夢中也容易驚醒；θ 波頻率為 4.0-7.9 赫茲，腦波會放慢，人進入昏昏欲睡、冥想期；δ 波頻率為每秒 0.5-3.9 赫茲，人處於深度熟睡，因此人的睡眠品質，和 δ 波有直接的關係。
此外，睡眠其實存在一定的節律，大約 90-100 分鐘之內，會經歷 5 個不同階段的周期，分為：入睡期、淺睡期、熟睡期、深睡期（以上合稱非快速動眼期 Non-rapid eye movement sleep）、快速動眼期（Rapid eye movement sleep）。
人一直到淺睡期才會真正入眠，但也只算輕度睡眠，第三及第四階段睡眠，統稱為深度睡眠（deep sleep）或慢波睡眠（slow-wavesleep, SWS），多呈現 δ 波。當周期走到快速動眼期，大腦會再次活躍，呈現如同清醒時的 β 波。
一個睡眠周期就是非快速動眼睡眠期和快速動眼睡眠期交替一次，而一夜通常有 4-5 個睡眠周期。
促進深度睡眠等於增進腦健康
睡眠好不好跟健康有很大關係，研究證明深度睡眠時，腦細胞會萎縮，因此允許更多腦脊髓液流通大腦，以清除細胞作用後的副產物，比如廢棄的蛋白質、毒素等，若是睡眠不足日積月累，那麼蛋白質堆積成斑塊，其實就是老年癡呆症和阿茲海默氏病的生理特徵。
因此，能夠促進深度睡眠，就等同於增進腦健康。而 Sleep Shepherd blue 的作用原理，和腦波以及睡眠周期有極大的關係，它利用大腦聽覺中樞的生物反饋來減緩腦袋運作，將睡眠狀態深化。這個系統是由一種特製雙聲道拍頻（Binaural beats technology，BBT）來刺激聽覺，揚聲器會對左右耳朵各播放不同的低頻，通常小於 1,500 赫茲（Hz），兩者差距約小於 40 赫茲，這種細緻的嗡嗡嗡聲音，會在腦袋產生奇怪的脈衝，刺激腦幹的內上橄欖核（Medial superior oliven，MSO），腦波會漸漸與節奏同步化，稱為隨頻反應（Frequency following response）。
比如說右耳聽 110 赫茲的聲音，左耳聽 110 赫茲，但最終大腦聽到的反而是 10 赫茲（兩者差值），屬於 α 波頻率，這會誘導大腦活動落在 α 波範圍，處在意識清醒但放鬆的狀態，因此也有學者利用這個方式，試著調整腦波來影響人類的情緒。而早先，也有研究證實雙聲道拍頻技術，能夠在生理及心理上降低焦慮，另項 2014 年的研究，則針對 15 名足球運動員施行此法刺激 8 星期，發現能改善他們的睡眠質量和清醒時的表現。
雙聲道拍頻技術其實早在 1973 就由生物學家 Dr.Gerald Oster 帶入意識科學，現今發展出一些延伸功能，像是催眠、放鬆、增進工作效率等，甚至拓展至「腦部娛樂」（Brain Entertainment）層面，比如藉由音頻差讓腦部達到 θ 波，讓人達到冥想而喜樂的狀態。
但仍有部分人士對於產品有疑慮，一方面有科學家認為「雙聲道拍頻技術影響情緒」是偽科學，相關研究是在廠商支持下做出，不具足夠的科學證據。此外，智慧睡眠頭巾必須採用電池供電，因此消費者對於電磁輻射仍存有疑慮。
但顯然群眾對於優質睡眠的渴望遠大於產品的不信任，到 3/7 日前，Kickstarter 已募資到 475,379 元。
的確，根據商業情報供應商 GBI reserch 分析，2017 年改善睡眠障礙裝置市場約 34 億美元，其中競爭激烈，像是床墊、枕頭、手環、光設備，甚至還有睡眠艙，無論哪一類，賣實品加上健康管理服務，唯有新智慧硬體路線，才是王道。
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