Wie dein Armband errät, ob du im Tiefschlaf oder im REM bist

Während du schläfst, macht sich dein Handgelenk Notizen

Jeden Morgen verrät dir die App, wie viel Tiefschlaf und wie viel REM-Schlaf du hattest. Erstaunlich, denn das Armband sieht weder dein Gehirn noch deine Augen. Woher weiß es das also? Die Antwort ist eine Mischung aus indirekten Hinweisen, Statistik und einer Portion Bescheidenheit.

So macht es ein Schlaflabor

Um den Schlaf „richtig“ einzuordnen, gibt es die Polysomnografie. Die Person schläft mit Sensoren, die die Hirnströme (das Elektroenzephalogramm, kurz EEG), die Augenbewegungen und die Muskelspannung aufzeichnen. Anschließend geht eine Fachkraft die Nacht in Abschnitten von 30 Sekunden durch und vergibt für jeden ein Etikett: wach, N1, N2, N3 oder REM – nach den Regeln der American Academy of Sleep Medicine (AASM).

N1 und N2 bilden den leichten Schlaf. N3 ist der Tiefschlaf mit langsamen, großen Hirnwellen. Im REM-Schlaf ist das Gehirn sehr aktiv, die Augen bewegen sich schnell und die Muskeln sind fast völlig entspannt.

Kurioses Detail: Selbst Fachleute sind sich nicht immer einig. In einem AASM-Programm, in dem mehr als 2.500 Fachkräfte dieselben Aufzeichnungen auswerteten, lag die durchschnittliche Übereinstimmung bei 82,6 % – beim Tiefschlaf nur bei 67 %.

Die Hinweise, die ein Armband liest

Ohne EEG spielt das Armband Detektiv – mit allem, was es am Handgelenk wahrnehmen kann:

• Bewegung. Der Beschleunigungssensor erkennt, ob du dich bewegst. Das ist der beste Hinweis, um Schlaf von Wachsein zu unterscheiden, sagt aber wenig über die Schlafphase.
• Puls. Ein optischer Sensor verfolgt den Herzschlag. Im Tiefschlaf sinkt der Puls und wird gleichmäßig; im REM-Schlaf wird er unruhiger.
• Herzfrequenzvariabilität (HRV). Das sind die winzigen Zeitunterschiede zwischen zwei Herzschlägen. Sie spiegeln das Tauziehen zwischen „Bremse“ und „Gaspedal“ des Nervensystems wider.
• Atmung. Atmen hinterlässt Spuren im Puls: Beim Einatmen schlägt das Herz etwas schneller, beim Ausatmen langsamer. Daraus lässt sich der Atemrhythmus ableiten – ruhiger im Tiefschlaf, unregelmäßiger im REM-Schlaf.
• Die Uhrzeit. REM-Schlaf ist in der zweiten Nachthälfte häufiger.

Die Nacht in 30-Sekunden-Stücke schneiden

Mit diesen Signalen ahmt der Algorithmus die Fachkraft nach: Er teilt die Nacht in Abschnitte von etwa 30 Sekunden (acht Stunden ergeben 960). Für jeden Abschnitt berechnet er ein paar Kennzahlen, und ein Modell, das mit gleichzeitig per Polysomnografie aufgezeichneten Nächten trainiert wurde, entscheidet, welche Phase am wahrscheinlichsten ist: wach, leicht, tief oder REM.

Deshalb sprechen Armbänder von „leichtem“ Schlaf statt von N1 und N2: Ohne Hirnströme lassen sich die beiden kaum unterscheiden.

Wie nah kommt das ans Labor heran?

Es ist eine Schätzung, keine Polysomnografie. Das zeigen die Studien:

• Schlaf und Wachsein zu unterscheiden, klappt gut. In einer Studie von 2021 mit sieben Verbrauchergeräten erkannten alle mindestens 93 % der Schlafabschnitte, aber nur 18 bis 54 % der Wachzeiten.
• Die Phasen sind schwieriger. Bei 106 Personen und 440 Nächten traf ein Modell, das nur Bewegung nutzte, die Phase in 57 % der Abschnitte; mit Puls, Variabilität und Uhrzeit stieg der Wert auf 79 %.
• Die Geräte unterscheiden sich stark. Eine Studie von 2023 mit 11 Geräten fand Übereinstimmungen mit dem Labor von „moderat“ bis kaum „gering“.
• Unruhige Nächte sind am schwierigsten. Bei unterbrochenem Schlaf irren sich alle häufiger.

Zur Einordnung: Wenn menschliche Fachkräfte zu rund 83 % übereinstimmen, sind 79 % für einen Algorithmus, der das Gehirn nicht sieht, beachtlich. Doch jede einzelne Nacht hat ihre Fehlermarge.

Was du mit der Zahl anfangen kannst

Entscheidend ist der Trend. Zeigt die App an einem Tag 40 Minuten Tiefschlaf und am nächsten eine Stunde und zehn Minuten, kann das an deiner Nacht oder am Algorithmus liegen. Siehst du aber über Wochen, dass dein Tiefschlaf sinkt, wenn du spät zu Abend isst, ist das eine nützliche Information.

• Vergleiche Wochen- oder Monatsmittelwerte, keine einzelnen Tage.
• Achte zuerst auf das Verlässlichste: wann du einschläfst, wie lange du schläfst und wie regelmäßig du bist.
• Nutze die Phasen als Hinweis, um dir Fragen zu stellen, nicht als Urteil.
• Wenn du über längere Zeit schlecht schläfst, gehört das Gespräch zu einer medizinischen Fachperson, nicht zur App.

Bei einem Armband ohne Display wie dem DuckDik Sense, das ebenfalls die Schlafphasen schätzt, wird es erst richtig spannend, wenn man mehrere Wochen am Stück betrachtet.

DuckDik ist ein Wellnessprodukt. Es ist kein Medizinprodukt, stellt keine Diagnosen und ersetzt nicht den Rat einer medizinischen Fachkraft. Bei Beschwerden wende dich an deinen Arzt.

← Zurück zum Blog