Il 19 marzo si celebra il World Sleep Day per promuovere la prevenzione dei disturbi del sonno. L’Università di Pisa e l’Istituto di fisiologia clinica (Cnr-Ifc) hanno inventato un “letto intelligente”
Nella nostra vita frenetica dormire sembra quasi una perdita di tempo. E invece le ore dedicate al sonno sono fondamentali, come mangiare e bere. Per celebrare il sonno e per promuovere la prevenzione dei disturbi a esso legati la World Sleep Society ha creato il World Sleep Day, che si celebra il 19 marzo. Il sonno permette di mantenere in buona salute il cervello, di controllare le infiammazioni e di regolare le risposte ormonali e il sistema cardiovascolare. D’altro canto, la mancanza di sonno rende meno attenti e meno capaci di apprendere e memorizzare. L’insonnia altera l’umore e le funzioni esecutive.
Gli italiani dormono poco e male
Secondo una ricerca dell’Università Bocconi pubblicata su Scientific Report nel 2020, almeno un italiano su tre dorme per un numero insufficiente di ore. Una persona su sette in Italia riferisce di sperimentare un sonno poco soddisfacente. Inoltre i disturbi del sonno sono in aumento nel nostro paese se confrontiamo i dati con studi precedenti. E la situazione si aggrava all’aumentare dell’età.
Complice è anche la pandemia di Covid-19. Secondo un articolo pubblicato su Journal of Sleep Research, durante il confinamento domestico, i tempi del sonno sono notevolmente cambiati. Le persone vanno a dormire e si svegliano più tardi e segnalano una qualità del sonno inferiore. Depressione, ansia e sintomatologia da stress, che molti hanno provato in seguito alla pandemia, hanno aumentato le difficoltà del sonno.
Un materasso per controllare il sonno
“ll sonno è una finestra sulla nostra salute” ha detto Marco Laurino dell’Istituto di fisiologia clinica (Cnr-Ifc) di Pisa. I problemi del sonno possono correlare con condizioni patologiche già presenti o che si manifesteranno in futuro. Per questo motivo la qualità del sonno andrebbe monitorata. Da questa consapevolezza nasce lo Smart bed, frutto della collaborazione tra Università di Pisa e l’Istituto di fisiologia clinica (Cnr-Ifc). Al progetto hanno partecipato anche importanti ditte attive in Toscana nei settori della produzione dei materassi, del biomedicale e dell’ICT.
“L’idea dello Smart Bed nasce da anni di esperienza e ricerca di base nel campo della fisiologia del sonno e dal desiderio di tradurre le nostre conoscenze in qualcosa di pratico e a portata delle persone comuni”, ha spiegato Laurino che durante il suo percorso di studi ha unito le competenze ingegneristiche alle neuroscienze. Il gruppo in cui lavora offre un supporto multidisciplinari alle aziende, che spesso non possiedono al loro interno figure con competenze altrettanto eclettiche. “La collaborazione con le aziende ci ha insegnato una diversa modalità di lavoro, che porta a concretizzare un prodotto”.
Sensori e algoritmi innovativi per non disturbare chi dorme
Lo Smart Bed rivoluziona il modo di monitorare la qualità del sonno. Nelle cliniche specializzate, il medico monitora il paziente con problemi di sonno tramite elettrodi e sensori da applicare direttamente sul corpo del paziente. Ritmo del cuore, respirazione e segnali elettrici del cervello sono dati capaci di dare importanti indizi al medico chiamato a valutare la qualità del sonno.
“Abbiamo sostituito queste tecnologie da indossare con sensori non invasivi. Nello Smart Bed, ad esempio, riusciamo ad acquisire il battito cardiaco con una tecnica di analisi chiamata ballistocardiografia”. Il materasso sfrutta l’accelerazione che ha il corpo in seguito al battito del cuore per misurarne la frequenza cardiaca. “Abbiamo usato sensori di pressione tessili, molto morbidi e confortevoli per rilevare il respiro e la posizione mantenuta dalla persona addormentata”. Il materasso è pensato infatti per offrire il massimo comfort a chi dorme. “Le misure che vorremmo effettuare devono essere il più ecologiche possibili, cioè fedeli alle condizioni in cui il paziente dorme a casa”.
Raccogliere dati per risalire alla qualità del sonno
In clinica il medico monitora il sonno del paziente in una sola notte. La raccolta dei dati potrebbe essere influenzata dalle condizioni eccezionali in cui il paziente è costretto a dormire. Invece “nel nostro materasso abbiamo aggiunto la possibilità di raccogliere dati mai prima considerati: lo Smart Bed è in grado di registrare informazioni circa le condizioni ambientali in cui una persona dorme”, ha spiegato Laurino. Lo Smart Bed monitora la temperatura, il rumore, la luminosità e l’umidità dell’ambiente. Infatti, oltre ai fattori fisiologici, anche l’ambiente influenza la qualità del sonno.
Il sonno non è un fenomeno stazionario. Anzi è un susseguirsi di diverse fasi e stadi. Le più famose sono gli stadi REM e non REM, caratterizzate da diversi fenomeni fisiologici e neurofisiologici come ad esempio la presenza o l’assenza di movimenti oculari.
Analizzare la macrostruttura del sonno è fondamentale per stimare con un indice oggettivo la qualità del sonno. “Tramite algoritmi di Machine Learning combiniamo insieme i dati raccolti dallo Smart Bed. Otteniamo infine una valutazione della macrostruttura del sonno. È un’informazione che ci permette di risalire alla qualità del sonno”.
Quanto tempo servirà per avere lo smart bed nelle nostre case?
“Per adesso lo Smart Bed è un prototipo utilizzato per le nostre ricerche di neurofisiologia del sonno che conduciamo da anni con la guida di Angelo Gemignani, professore dell’Università di Pisa”. Ma la fase di industrializzazione è già avviata. Laurino è ottimista e spera di vederlo sul mercato entro fine anno. “Purtroppo il Covid-19 ha rallentato le nostre ricerche. I test dello Smart Bed hanno coinvolto più persone. Ma ogni volta dovevamo garantire la pulizia e la sicurezza del materasso per evitare contaminazioni”.
Una volta sul mercato, qualsiasi persona al momento dell’acquisto di un materasso potrà scegliere tra la proposta tradizionale e lo Smart Bed. Anche il prezzo è stato pensato affinché il dispositivo potesse essere alla portata di tutti.
I prossimi passi
In un futuro prossimo lo Smart Bed potrebbe però passare al servizio della medicina. Per avere un quadro completo dei pazienti, sarebbe auspicabile un’integrazione di tutti i dati raccolti da dispositivi indossabili o presenti nelle nostre case. “Stiamo cercando di far dialogare tra loro diverse tecnologie smart. Ad esempio, vorremmo connettere la tecnologia dello Smart Bed con altri dispostivi smart indossabili. Come quelli che stiamo sviluppando con Alessandro Tognetti, professore dell’Università di Pisa. O con dispositivi commerciali come gli smart watch”.
“Inoltre siamo impegnati sulla validazione di casi clinici di insonnia. Se i nostri test daranno esisti positivi, lo Smart Bed potrebbe servire ai medici per monitorare un paziente con problemi di sonno nel tempo. Altrettanto valida potrebbe essere l’applicazione per l’assistenza di persone affette da malattie croniche. E potrebbe essere uno strumento molto utile anche in ambito ospedaliero”. In Italia assisteremo a un forte invecchiamento della popolazione, accompagnato da una riduzione del numero dei medici. L’unico modo per seguire i pazienti e per diminuire l’impatto sugli ospedali sarà la telemedicina, cioè la possibilità di seguirli da remoto tramite apposite tecnologie biomediche di monitoraggio. Per questo è auspicabile lo sviluppo di strumenti come lo Smart Bed.
