Fitbits sur le terrain : ce que les études du sommeil par objets connectés peuvent dire, et ce qu'elles ne peuvent pas

L'étude, publiée dans Nature Scientific Reports et annoncée par UT News le 2 avril 2024, a suivi 82 jeunes adultes équipés d'un bracelet d'activité porté au poignet, qui enregistrait les mouvements et la fréquence cardiaque. À partir de ces signaux, les chercheurs ont déduit les périodes de sommeil profond (NREM) et de sommeil REM, ainsi que l'activité physique. Une application distincte pour smartphone recueillait les données de bien-être que les participants déclaraient eux-mêmes.

C'est la dernière-née d'une catégorie de recherche en forte croissance, qui traite les appareils grand public comme des instruments et non comme des jouets.

Le résultat principal est étroit et précis : l'activité physique allonge la latence REM, le temps qu'il faut pour entrer en phase REM. Pour l'équipe d'UT Austin, cela pourrait signifier que l'exercice aide à consolider les stades de sommeil plus profonds avant que le cerveau ne bascule en REM, la phase des rêves vivides, où l'activité cérébrale ressemble à celle de l'éveil.

L'étude reproduit aussi des résultats jusqu'ici confinés aux laboratoires du sommeil. L'activité physique de faible intensité comme celle d'intensité modérée à vigoureuse était liée à un sommeil plus profond et plus réparateur. Un meilleur sommeil allait de pair avec plus d'énergie et moins de stress le lendemain matin. La différence, cette fois, tient à la méthode et non au message : les participants ont été suivis en continu chez eux, au travail et dans leurs activités quotidiennes, pendant des semaines et des mois, au lieu de passer une nuit sous électrodes en milieu clinique.

Pourquoi une nuit au laboratoire est un instrument faible

Benjamin Baird, professeur adjoint de recherche en psychologie et l'un des auteurs, n'a pas mâché ses mots sur les limites de l'ancienne approche. « On peut apprendre beaucoup des études en laboratoire, mais il y a évidemment des limites à étudier les habitudes de sommeil de participants individuels sur une seule nuit », a-t-il déclaré. « C'est un cadre clinique et peu familier, qui peut être stressant. Et on ne peut pas vraiment observer dans la durée non plus. Il y a donc toujours des questions sur la généralisation possible à partir de ce type de protocole. »

Le problème est bien documenté en dehors de cette étude. Danny Eckert, directeur de l'Adelaide Institute for Sleep Health à l'université Flinders, a déclaré à ABC News en septembre 2024 que les tests diagnostiques sur une seule nuit ne sont pas fiables. Une étude de 2022 qu'il a co-signée a montré que jusqu'à la moitié des diagnostics d'apnée du sommeil réalisés sur une seule nuit classent mal la sévérité. « Les tests sur une seule nuit sont extrêmement bruités et imprécis », a-t-il dit.

Les objets connectés ne résolvent pas ce problème en étant plus précis. Ils le résolvent parce qu'ils sont bon marché, répétables et portables pendant des mois.

Ce que l'appareil mesure réellement

L'équipe d'UT Austin a utilisé un Fitbit standard, pas un instrument de qualité recherche. David M. Schnyer, co-auteur et directeur du département de psychologie, en a fait le point central. « Nous avons montré qu'avec un Fitbit standard que n'importe qui pourrait porter, pas même un appareil scientifique coûteux, il est réellement sensible à ce genre de mesures de l'architecture du sommeil, et d'une manière qui donne des résultats prédictifs », a-t-il dit.

L'architecture du sommeil, telle que l'étude la définit, est la structure de chaque cycle de sommeil de 90 à 120 minutes : trois stades de sommeil non-REM (léger, profond et NREM le plus profond) plus le REM, qui constitue environ les 25 % finaux de chaque cycle. Schnyer soutient que les implications dépassent la recherche sur le sommeil. « Le monde est à vous maintenant », a-t-il dit. « Vous pouvez utiliser cet appareil pour étudier toutes sortes de données d'architecture du sommeil liées au mode de vie, à l'humeur et aux troubles de l'humeur, sur le terrain, pas en laboratoire, ce que les gens auraient pu croire impossible auparavant. »

Cette affirmation mérite une réserve. Les traqueurs grand public déduisent les stades de sommeil à partir des mouvements et de la fréquence cardiaque, pas de l'activité cérébrale. L'étude d'UT Austin valide cette déduction par rapport à des tendances au niveau de la population et à un bien-être auto-déclaré, pas par rapport à une polysomnographie pour chaque participant et chaque nuit.

L'argument de l'échelle, et ses problèmes

ABC News a rapporté le 24 septembre 2024 que le suivi du sommeil est passé d'un passe-temps de niche à une infrastructure de recherche. Moins de dix ans après la première Apple Watch capable de suivre le sommeil, le monde est câblé pour l'étude du sommeil, selon le réseau. Lorsqu'un puissant séisme a frappé la Nouvelle-Galles du Sud en septembre 2024, des data scientists en Suède ont détecté un nombre de personnes se réveillant brièvement au moment de la secousse supérieur à la moyenne, selon l'application suédoise Sleep Cycle.

Michael Gradisar, responsable scientifique de Sleep Cycle, a décrit la logique sans détour à ABC News. « Nous pouvons observer une immense partie du monde maintenant », a-t-il dit. « Le sommeil est l'une des premières choses qui se dérèglent dans la santé d'une personne. Le sommeil est le canari dans la mine. »

L'équipe de Gradisar a trouvé quelque chose de similaire pendant la vague Omicron à New York : la toux nocturne a augmenté chez les utilisateurs environ une semaine avant les cas confirmés. « C'est presque comme un système d'alerte précoce », a-t-il dit. « Nous avions tous ces téléphones la nuit qui collectaient des informations. »

Mais l'échelle n'est pas la précision, et la communauté de recherche a passé des années à le dire. Gabriel Pires, chercheur sur le sommeil au Brésil, a déclaré à ABC News que les premiers articles de son groupe mettaient en garde ses collègues contre cette technologie. « Nous avons commencé à publier des articles disant : attention à ces nouvelles technologies, elles ne fonctionnent pas bien », a-t-il dit. Gradisar lui-même était sceptique avant de rejoindre le secteur privé. Le tournant a été commercial : les ventes de montres connectées ont augmenté pendant la pandémie, les investissements ont suivi, et Apple a ajouté des capteurs pour l'activité électrique du cœur, l'oxygène sanguin et la température corporelle.

La frontière réglementaire se brouille

Le signe le plus clair que les objets connectés grand public franchissent la frontière clinique est venu des régulateurs, pas des chercheurs. Début 2024, le système de détection de l'apnée du sommeil de la montre connectée de Samsung a reçu l'approbation du régulateur sanitaire américain après huit mois d'examen. C'était la première montre connectée grand public à franchir cet obstacle. La montre connectée d'Apple, la plus populaire au monde, a reçu la même approbation plus tard ce mois-là, en septembre 2024.

L'apnée du sommeil pourrait toucher jusqu'à un milliard de personnes dans le monde et est sous-diagnostiquée, selon ABC News. Le diagnostic conventionnel nécessite une nuit dans un laboratoire du sommeil, ce qui est peu pratique et souvent coûteux. Samsung dit que sa fonction n'est pas destinée à remplacer une clinique du sommeil, mais l'approbation signifie que des millions de personnes peuvent accéder à un test sans professionnel de santé.

Eckert, de l'Adelaide Institute for Sleep Health, pense que les appareils grand public pourraient finir par être meilleurs que l'étalon de référence pour le diagnostic, précisément parce qu'ils peuvent mesurer nuit après nuit. « Nous n'avons jamais pu suivre précisément ce qui se passe avec l'apnée du sommeil à domicile », a-t-il dit. « Maintenant nous pouvons le faire chaque nuit pendant des semaines, des mois et des années. »

Ce que les études ne peuvent toujours pas trancher

L'étude d'UT Austin et le boom plus large du suivi grand public du sommeil partagent une faiblesse structurelle : les données viennent de personnes qui ont choisi de porter l'appareil. Les effets de sélection sont réels, et ils sont rarement quantifiés dans les communiqués de presse.

Le travail d'UT Austin provient aussi d'un projet pilote mené dans le cadre de Whole Communities and Whole Health, un programme de recherche qui associe les communautés et les participants à la manière dont les données de santé sont collectées. Ce choix de conception compte, car il détermine qui voit son sommeil étudié et comment.

Pour l'instant, l'enseignement pratique de l'étude du Texas est modeste et testable. L'activité physique, à faible intensité ou modérée à vigoureuse, était liée à un sommeil plus profond, et le sommeil plus profond était lié à une meilleure énergie au réveil et à moins de stress. Le mécanisme derrière l'allongement de la latence REM n'est pas établi. L'étude montre une association, dans un environnement naturel, sur plusieurs mois, à l'aide d'un appareil que l'on peut acheter.

C'est un vrai progrès par rapport à une nuit en laboratoire. Ce n'est pas la preuve qu'un traqueur d'activité réglera votre sommeil.