Согласно недавнему исследованию, недавно разработанный алгоритм может стать ключом к оптимизации бдительности с помощью кофеина.
Кофеин является наиболее широко потребляемым стимулятором для противодействия влиянию потери сна на нейроповеденческие функции. Однако, чтобы быть безопасным и наиболее эффективным, его необходимо употреблять в нужное время и в нужном количестве. В этом исследовании был предложен автоматический алгоритм оптимизации для определения безопасных и эффективных стратегий дозирования кофеина, которые максимизируют внимательность при любых условиях потери сна.
"Мы обнаружили, что с помощью нашего алгоритма, который определяет, когда и сколько кофеина должен потреблять субъект, мы можем повысить бдительность до 64 процентов, потребляя при этом такое же общее количество кофеина," сказал главный исследователь и старший автор Жак Рейфман, доктор философии.D. "В качестве альтернативы субъект может снизить потребление кофеина до 65 процентов и при этом добиться аналогичных улучшений бдительности."
Райфман является старшим научным сотрудником и директором Института прикладных программ для высокопроизводительных вычислений Министерства обороны США и Центра исследований телемедицины и передовых технологий в Университете США.S. Армейские медицинские исследования и командование материальной частью в Футах. Детрик, Мэриленд.
В исследовании использовалась проверенная математическая модель, которая прогнозирует влияние потери сна и кофеина на выполнение задачи психомоторной бдительности (PVT), и объединена с вычислительно эффективным алгоритмом оптимизации, чтобы определить, когда и сколько кофеина потреблять, чтобы безопасно максимизировать бдительность во время потери сна. Алгоритм принимает заданный пользователем график сна / бодрствования и максимально допустимый кофеин в качестве входных данных и предоставляет стратегию дозирования кофеина в качестве выходных данных.
Алгоритм был оценен путем вычисления и сравнения стратегий дозирования для четырех ранее опубликованных экспериментальных исследований потери сна. Для каждого исследования были рассчитаны две стратегии дозирования – одна, которая улучшила прогнозируемую эффективность PVT с использованием того же общего количества кофеина, что и в исходных исследованиях, а другая, которая достигла эквивалентного уровня эффективности, как в исходных исследованиях, с использованием меньшего количества кофеина.
По сравнению с исходными стратегиями дозирования, использованными в исследованиях, U.S. Алгоритм Армии определил стратегии, которые повышали нейроповеденческие характеристики до 64 процентов или снижали потребление кофеина на 65 процентов. По словам авторов, эти результаты предполагают, что алгоритм может адаптировать время и количество кофеина к конкретному графику сна / бодрствования для каждого условия исследования, чтобы максимизировать его преимущества.
"Наш алгоритм – это первый количественный инструмент, который предоставляет автоматизированные индивидуальные рекомендации по безопасному и эффективному дозированию кофеина, чтобы максимизировать бдительность в наиболее необходимые моменты времени при любом состоянии потери сна," сказал Рейфман.
Резюме исследования было недавно опубликовано в онлайн-приложении к журналу Sleep и будет представлено в понедельник, 4 июня, в Балтиморе на SLEEP 2018, 32-м ежегодном собрании Associated Professional Sleep Society LLC (APSS), которое является совместным предприятием Американская академия медицины сна и Общество исследования сна.