Wenn der Alltag zur Studie wird Wie Wearables die Gesundheitsforschung verändern

Für Forschende im Gesundheitsbereich ist es stets eine Herausforderung, über einen langen Zeitraum an valide Daten zu gelangen, um Studien durchzuführen, die unser Verständnis vom Zusammenspiel von Körper und Umwelteinflüssen erweitern. Citizen Science im Zusammenhang mit Wearables ist hierfür eine Lösung, die bereits von zahlreichen Forschungseinrichtungen genutzt wird.

Die Teilnehmerquoten von Gesundheitsstudien sinken insbesondere in Deutschland kontinuierlich. Dadurch fehlen Forschungseinrichtungen die erforderlichen Langzeitdaten, um valide Forschungsergebnisse zu erhalten. Die Gründe dafür sind vielfältig: ausufernde Bürokratie, hohe Kosten und der große Aufwand, eine große Teilnehmerzahl zu generieren. Eine Studie des Leibniz‐Zentrums für Europäische Wirtschaftsforschung (ZEW) ergab sogar, dass die steigenden Ausgaben für Lehre die verfügbaren Forschungsressourcen an Hochschulen einschränken, was den Wettbewerb um Fördermittel verschärft. Insbesondere Grundlagenforschende haben es also immer schwerer, an Gelder zu gelangen.

Valide Langzeitstudien zu realisieren, stellt Forschungseinrichtungen also vor einige große Herausforderungen. Eine Möglichkeit, diesen Herausforderungen zu begegnen, ist Citizen Science. Citizen Science, auch „Partizipative Forschung“ genannt, ist eine seit Langem etablierte Methode, um umfangreiche Studien durchzuführen. Dabei beteiligen sich Bürgerinnen und Bürger an wissenschaftlichen Prozessen, ohne institutionell oder hauptberuflich in der Wissenschaft tätig zu sein. In der Zoologie zählen Laien zum Beispiel Vögel und in der Botanik kartieren sie Pflanzen. Die derzeit größte Citizen-Science-Studie des Bunds für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND) ist beispielsweise das Projekt „GartenDiv“, bei dem Bürger dazu beitragen können, die Pflanzenvielfalt in deutschen Gärten zu erfassen.

Digitale Technologien ermöglichen es heute selbst Laien so einfach wie nie zuvor, an wissenschaftlichen Studien teilzunehmen. Besonders Smartwatches bieten großes Potenzial für die Gesundheitsforschung: Ihre Sensoren erfassen kontinuierlich Daten, die in großem Umfang gemeinsam erhoben, analysiert und ausgewertet werden können. Ein besonderer Vorteil zeigt sich im Hinblick auf die strengen europäischen Datenschutzvorgaben – denn die Teilnehmenden spenden ihre über Wearables gesammelten Daten freiwillig.

Wie Wearables die Forschung erleichtern

Die „Health and Happiness Study“, die Forschende der Harvard-Universität durchführen, ist ein gutes Beispiel, welche Rolle Smartwatches bei der Gesundheitsforschung spielen. An der Studie sollen weltweit 10.000 Personen teilnehmen und ihre Daten spenden, um neue Erkenntnisse zu den Themen Zufriedenheit, Gesundheit und Wohlbefinden zu gewinnen. Erste Ergebnisse werden im September erwartet. Dabei wird angenommen, dass Daten aus Umfragen, Smartphones und Smartwatches – insbesondere zu körperlicher Aktivität, Schlaf, sozialen Kontakten und Alltagsaktivitäten – dazu genutzt werden können, um die wichtigsten Faktoren (Prädiktoren) für Glück und Wohlbefinden zu identifizieren.

Die Studie wird in Zusammenarbeit mit dem Smartwatch-Hersteller Garmin durchgeführt, der nicht nur die Geräte bereitstellt, sondern auch gemeinsam mit der Harvard University eine auf die Studie abgestimmte technische Lösung entwickelt hat.

Dabei liegen die Vorteile von Wearables auf der Hand: Sie erfassen Gesundheitsdaten nicht nur punktuell, sondern kontinuierlich – im Alltag statt im Labor. Damit erleichtern sie nicht nur die Teilnehmer zu rekrutieren, sondern verbessern auch die Qualität der Daten. Außerdem können auch für die Forschung sonst schwer erreichbare Gruppen einbezogen werden, etwa ältere Menschen oder Personen mit eingeschränkter Mobilität.

Besonders interessant sind dabei Wearables mit einer breiten Palette hochentwickelter Sensoren. Neben klassischen Vitalparametern wie Herzfrequenz, Schlafqualität und Stresslevel lassen sich auch komplexere Muster erfassen – etwa Bewegungsprofile bei neurologischen Erkrankungen wie Parkinson oder Multipler Sklerose. So eröffnen sich neue Möglichkeiten für ganz unterschiedliche Studiendesigns: Von breit angelegten Public-Health-Vorhaben bis hin zu personalisierten Studien in spezialisierten Fachbereichen.

Citizen-Science-Studien bieten zahlreiche Vorteile für Forschungseinrichtungen

Für Forschungseinrichtungen sind die Vorteile, Citizen-Science-Studien durchzuführen, enorm. Einerseits spielen die geringen Kosten eine große Rolle. Wearables und Apps sind in vielen Fällen bereits vorhanden und müssen nicht zusätzlich entwickelt oder erworben werden. Zudem entfallen viele klassische Studienkosten, beispielsweise für Räume, Personal oder Anreise, da Wearables inzwischen fast flächendeckend im Alltag präsent sind. Gleichzeitig sind die technologischen Voraussetzungen meist gegeben: Viele Wearables erfassen kontinuierlich Gesundheits-, Aktivitäts- und Umweltdaten, ohne dass dafür zusätzliche Infrastruktur erforderlich ist.

Zudem erreichen Projekte über Mailings, Push-Nachrichten oder soziale Netzwerke schnell viele potenzielle Teilnehmende. So können die Studien auch beispielswiese über Social Media, PR und direkte Ansprache innerhalb der Community des Herstellers der Wearables beworben werden. Hinzu kommt noch, dass die Mitmachbereitschaft oft sehr hoch ist, insbesondere weil viele Nutzende ihre Gesundheitsdaten ohnehin aktiv verfolgen und gerne „etwas Gutes tun“ möchten.

Citizen Science ermöglicht vielfältige Studienansätze

Die „Health and Happiness-Studie“ ist nicht die einzige Citizen-Science-Studie. Einige Forschungseinrichtungen haben die Vorteile dieser Methodik erkannt und führen im Gesundheitsbereich mit Wearables vielfältige Forschungsprojekte durch. So ist es das Ziel der Elite Study der Stanford University, die sich an sehr fitte Personen richtet, biologische, genetische und verhaltensbezogene Faktoren für außergewöhnliche Fitness zu ermitteln. Dazu werden Blut-, Urin- und Stuhldaten sowie genetische Informationen erhoben.

Ein weiteres Beispiel ist eine Studie bei der das Ludwig Boltzmann Institut in Österreich den Einfluss von Hitzewellen auf das Bewegungsverhalten untersucht. In Zeiten des Klimawandels und der Gesundheitsprävention werden die Ergebnisse besonders relevant sein. Dabei sind die Zielgruppe nicht nur Sportler, sondern auch Menschen, die Wearables zur Schrittverfolgung oder Gesundheitsüberwachung nutzen.

Nicht verwechseln: Citizen Science vs. Klinische Studien

Um das Thema Citizen Science besser zu verstehen, ist es jedoch wichtig, die Unterschiede zwischen klinischen Studien und Citizen Science zu erläutern. Bei der „Health and Happiness“-Studie beispielsweise werden die Daten, die die Teilnehmenden freiwillig mithilfe ihrer Uhr bereitstellen, über Garmin Connect gesammelt und fließen über Garmin-Server. Dies erfolgt über ein Opt-in-Prinzip. Das bedeutet: Die Nutzer entscheiden aktiv, ihre Daten mir den Forschenden zu teilen. Einen direkten Zugriff auf die Geräte oder Rohdaten haben die Forschenden dabei nicht.

Klinische Studien müssen dagegen oft strengere Anforderungen erfüllen. Da der Datenschutz in Europa, insbesondere in Deutschland, streng geregelt ist, spielt die Unabhängigkeit der Datenübertragung eine zentrale Rolle. In vielen Fällen verlangen Ethikkommissionen und Datenschutzbeauftragte, dass sensible Gesundheitsdaten innerhalb Europas oder sogar innerhalb eines einzelnen Landes gespeichert werden. Manchmal dürfen sie das Kliniknetzwerk nicht einmal verlassen. Deshalb sollten Forschungseinrichtungen in diesem Fall auf Hersteller setzen, die es den Forschenden ermöglichen, den Datenfluss vollständig zu kontrollieren. Einige wenige Hersteller stellen Schnittstellen bereit, auf die die Forschenden keinen Zugriff haben. Dadurch ist es unmöglich, die Daten zu verändern oder weiterzugeben.

Wie Wearables die Gesundheitsforschung voranbringen

Citizen Science in Verbindung mit modernen Wearables erschließt der Gesundheitsforschung völlig neue Möglichkeiten. Noch nie war es so unkompliziert, aussagekräftige Daten aus dem echten Leben in großer Menge und Qualität zu erfassen.

Was früher nur durch kostenintensive und logistisch aufwendige Studien möglich war, lässt sich heute durch Geräte realisieren, die viele Menschen ohnehin täglich nutzen. Für die Forschung bedeutet das eine deutlich größere Datenbasis, bessere Vergleichbarkeit und eine höhere Relevanz der Ergebnisse.

Auch für die Teilnehmenden ergeben sich klare Vorteile: Sie entwickeln ein stärkeres Bewusstsein für die eigene Gesundheit und können ganz unkompliziert zur wissenschaftlichen Erkenntnis beitragen. Die enge Verbindung von Nutzerinteresse und wissenschaftlichem Nutzen macht Citizen-Science-Projekte mit Wearables zu einem der vielversprechendsten Ansätze der modernen Gesundheitsforschung.

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