Giấc ngủ gồm các giai đoạn lặp lại theo chu kỳ, và tỉ lệ các giai đoạn khác hẳn giữa đầu đêm và cuối đêm. Cấu trúc này giải thích vì sao ta hay tỉnh lúc rạng sáng, gần sáng dễ thấy lạnh, và vì sao con số "ngủ sâu" trên vòng đeo tay cần đọc thận trọng.
Cách người ta chấm giai đoạn ngủ
Chuẩn đối chiếu là đa ký giấc ngủ (PSG), ghi điện não, cử động mắt và trương lực cơ. Quy tắc chấm là sổ tay của Viện Hàn lâm Y học Giấc ngủ Hoa Kỳ (AASM), phiên bản 3 phát hành tháng 2/2023 [5]. Bản ghi được chia thành từng đoạn 30 giây để chấm [4].
Quy tắc AASM năm 2007 thay hệ Rechtschaffen và Kales, chủ yếu bằng cách gộp giai đoạn 3 và 4 cũ thành N3 [4]. Đổi quy tắc tự nó làm số đo thay đổi: chấm lại cùng dữ liệu thì N1 tăng khoảng 10,6 phút, N3 tăng khoảng 9,1 phút, giai đoạn 2 giảm có ý nghĩa, còn tổng thời gian ngủ không đổi có ý nghĩa [4].
Bốn giai đoạn
- N1: giai đoạn chuyển tiếp, nông nhất, thường kéo dài 1–5 phút và chiếm khoảng 5% tổng thời gian ngủ [3].
- N2: nhịp tim và thân nhiệt giảm; có thoi ngủ và phức hợp K; chiếm phần lớn thời gian NREM [3].
- N3: giấc ngủ sóng chậm, giai đoạn khó đánh thức nhất [3].
- REM: gắn với giấc mơ; cơ xương mất trương lực, trừ cơ mắt và cơ hoành [3].
Ở người trưởng thành, NREM chiếm khoảng 75–80% tổng thời gian ngủ, REM khoảng 20–25% [2].
Chu kỳ khoảng 90 phút
NREM và REM luân phiên thành chu kỳ. Chu kỳ đầu trung bình dài 70–100 phút, các chu kỳ sau khoảng 90–120 phút [2]; một tài liệu tổng quan khác ghi một chu kỳ trọn vẹn mất khoảng 90–110 phút [3]. Một đêm khoảng 7,5 giờ vì thế chứa cỡ năm chu kỳ (phép chia đơn giản, suy luận biên tập).
Ngủ sâu dồn nửa đầu, REM dồn nửa sau
Giấc ngủ sóng chậm phần lớn nằm trong một phần ba đầu đêm, còn REM dài nhất ở một phần ba cuối [2]. Càng về sáng, các đợt REM dài hơn và thời gian ngủ sâu giảm [3]. Điều này khớp với mô hình hai quá trình: áp lực ngủ cao nhất lúc mới ngủ và hoạt động sóng chậm giảm dần qua đêm [1].
Vì sao tỉnh lúc rạng sáng và lạnh gần sáng
Tỉnh lúc rạng sáng. Cuối đêm, N3 gần như đã qua, áp lực ngủ đã xả nhiều, chủ yếu còn N2 và REM. Thiếu giai đoạn khó đánh thức nhất [3], cùng một tiếng động dễ làm ta tỉnh hơn. Đây là suy luận biên tập ghép từ [1], [2] và [3].
Lạnh gần sáng. Trong REM, nhiệt độ cơ thể không được điều hoà chủ động: không run, không vã mồ hôi, và thân nhiệt trôi dần về phía nhiệt độ môi trường [2]. Ở động vật, hệ điều nhiệt bị triệt tiêu trong REM; độ nhạy với kích thích nóng hoặc lạnh cũng giảm so với NREM và lúc thức [8]. Tổng quan về môi trường nhiệt ghi rằng lạnh chủ yếu ảnh hưởng phần sau của giấc ngủ, nơi REM chiếm ưu thế [8]. Các lần chuyển sang REM hoặc sang thức kèm co mạch và não ấm lên [9].
Ghép lại: nửa sau đêm nhiều REM, cơ thể kém tự giữ nhiệt, nên phòng điều hoà để cố định cả đêm có thể dễ chịu lúc 23 giờ mà lạnh lúc 4 giờ. Ngược lại, tiếp xúc nóng làm tăng thời gian thức và giảm cả giấc ngủ sóng chậm lẫn REM [8].
Vòng đeo tay và ứng dụng ước lượng được gì
Thiết bị tiêu dùng không ghi điện não như PSG; chúng suy ra giai đoạn ngủ từ cử động và nhịp tim. Hai nghiên cứu đối chiếu với PSG:
- So bảy thiết bị trên 34 người trẻ khoẻ, ba đêm: độ nhạy phát hiện "đang ngủ" theo từng đoạn từ 0,93 trở lên, nhưng độ đặc hiệu (phát hiện đúng "đang thức") chỉ 0,18–0,54; kết quả phân giai đoạn lẫn lộn, và thiết bị kém hơn vào các đêm ngủ chập chờn [6].
- Trên 35 người 20–50 tuổi, một đêm: ba thiết bị đạt độ nhạy 95–97% khi phân biệt ngủ và thức, nhưng hệ số kappa cho bốn giai đoạn chỉ 0,55–0,65; hai thiết bị đánh giá thấp ngủ sâu 15 và 43 phút, và đánh giá cao ngủ nông 18 và 45 phút [7]. Nghiên cứu này do một nhà sản xuất thiết bị tài trợ [7].
Thiết bị nói khá đúng là bạn đã ngủ, kém hơn khi nói bạn đã thức, kém nhất khi chia giai đoạn. Một đêm "ít ngủ sâu" trên ứng dụng có thể chỉ là sai số đo.
Điều này có nghĩa gì với phòng ngủ của bạn
- Rạng sáng là lúc giấc ngủ nông nhất; tiếng ồn đỉnh khung giờ này đáng đo riêng: xem Mức ồn đỉnh ban đêm và số sự kiện ồn và Tỉnh giấc lúc rạng sáng vì một tiếng xe hoặc còi.
- Nửa sau đêm cơ thể kém tự điều nhiệt. Xem Lạnh gần sáng dù để điều hoà cả đêm, Nóng lúc nửa đêm và Nhiệt độ không khí phòng ngủ.
- Ánh sáng lọt vào cuối đêm: xem Ánh đèn đường, biển hiệu lọt qua rèm.
Chỗ bằng chứng còn yếu
- Tỉ lệ phần trăm từng giai đoạn lấy từ tài liệu tổng quan [2][3]; tỉ lệ thực tế thay đổi theo tuổi và theo quy tắc chấm [4].
- Nhận định REM "tắt" điều nhiệt chủ yếu đến từ nghiên cứu trên động vật [8]; ở người, bằng chứng gián tiếp hơn.
- Mối nối giữa N3 cạn dần và dễ tỉnh lúc rạng sáng là suy luận biên tập; chúng tôi chưa tìm được nghiên cứu đo ngưỡng thức tỉnh theo giai đoạn trong phòng ngủ đô thị Việt Nam.
- Nghiên cứu thiết bị đeo làm trên người trẻ, khoẻ, ít đêm; một nghiên cứu do nhà sản xuất tài trợ [7]; với [6] chúng tôi mới đọc tóm tắt. Chúng tôi chưa tìm được nghiên cứu đối chiếu trong phòng nóng ẩm.