Cameron Merritt
0 
2546
403
Wiele osób otumanie nalewa rano filiżankę kawy, aby się obudzić. Ale dokładnie, ile kofeiny należy spożywać - i kiedy należy ją przyjmować - aby osiągnąć „szczytową” czujność?
Nowy algorytm ma odpowiedzieć na to pytanie.
Algorytm opracowany przez naukowców z armii amerykańskiej bierze pod uwagę harmonogramy snu ludzi i określa, ile kofeiny powinni spożywać i kiedy, aby osiągnąć optymalną czujność. [10 interesujących faktów na temat kofeiny]
Naukowcy odkryli, że stosując ten algorytm, mogli poprawić wydajność ludzi w zadaniu uwagi nawet o 64 procent, mimo że ludzie spożywali taką samą całkowitą ilość kofeiny, jak wcześniej. (Algorytm może na przykład zalecać podanie określonej ilości kofeiny o jednej porze, a następnie innej ilości później w ciągu dnia). Badanie wykazało również, że przestrzegając harmonogramu dawkowania algorytmu, ludzie mogą zmniejszyć spożycie kofeiny nawet o do 65 procent i nadal osiągają ten sam poziom wydajności.
„Opracowaliśmy algorytmy, które współpracują ze sobą i zasadniczo pozwalają nam określić, na poziomie indywidualnym, kiedy i ile dana osoba powinna przyjmować kofeinę, aby osiągnąć szczytową wydajność w pożądanym czasie i przez określony czas” - powiedział starszy autor badania Jaques Reifman, dyrektor DoD Biotechnology High Performance Computing Software Applications Institute w US Army Medical Research and Materiel Command w Fort Detrick, Maryland.
Na przykład, jeśli jesteś uczniem, który był pozbawiony snu przez ostatni tydzień podczas wkuwania się do zbliżającego się egzaminu, algorytm ma na celu wskazanie, kiedy wziąć kofeinę, „abyś był tak czujny, jak to tylko możliwe podczas egzaminu”, Reifman powiedział .
Naukowcy wykorzystali już swoją technologię do opracowania narzędzia internetowego i aplikacji na smartfony o nazwie 2B-Alert, które mogą przewidywać czujność osoby na podstawie czasu snu i spożycia kofeiny. Narzędzie internetowe dostarcza wyników dla „przeciętnego Joe”, a aplikacja na smartfony z czasem uczy się, jak dana osoba reaguje na brak snu i kofeinę, powiedział Reifman.
Obecnie publicznie dostępna wersja 2B-Alert nie mówi ludziom, kiedy i ile kofeiny należy przyjąć, aby osiągnąć najwyższą wydajność. Ten aspekt pracy jest nadal weryfikowany w badaniach żołnierzy amerykańskich.
Ostatecznie, chociaż praca jest przygotowywana dla wojska, Reifman ma nadzieję, że przyniesie ona również korzyści laikom, w tym pracownikom zmianowym, kontrolerom ruchu lotniczego, a nawet studentom wkurzającym się do testu. „Wszyscy cierpimy z powodu braku snu” - powiedział Reifman.
Badanie zostało opublikowane 28 maja w Journal of Sleep Research.
Kofeina i wyczucie czasu
Skuteczność kofeiny zależy nie tylko od tego, ile ją spożywasz, ale kiedy ją spożywasz - dla osoby pozbawionej snu jedna filiżanka kawy rano może nie zapobiec senności w późniejszej części dnia.
Wcześniej naukowcy opracowali model matematyczny, zwany ujednoliconym modelem wydajności (UMP), który może przewidywać wpływ utraty snu i spożycia kofeiny na wydajność człowieka. Ale ten model nie mówił ludziom dokładnie, kiedy i ile kofeiny muszą przyjąć, aby osiągnąć maksymalną wydajność.
Aby rozwiązać ten problem, naukowcy połączyli UMP z „algorytmem optymalizacji”. Nowy algorytm wykorzystywał harmonogram snu danej osoby jako dane wejściowe i zapewniał „strategię dawkowania kofeiny” (kiedy i ile kofeiny należy przyjąć) jako wynik.
Następnie naukowcy przetestowali swój algorytm, korzystając z danych z poprzednich badań dotyczących skuteczności kofeiny u osób pozbawionych snu. We wcześniejszych badaniach ludzie byli przez pewien czas pozbawiani snu i podawano im określone dawki kofeiny. Następnie naukowcy zmierzyli, jak dobrze kofeina poprawiła ich wydajność w prostym zadaniu, które mierzyło uwagę i czas reakcji.
W nowym badaniu naukowcy przeprowadzili symulacje komputerowe w celu zbadania wydajności ludzi przy użyciu strategii dawkowania kofeiny w oryginalnych badaniach, a także strategii dawkowania określonych przez nowy algorytm..
Odkryli, że strategie dawkowania z nowego algorytmu mogą poprawić wydajność ludzi o 16 do 64 procent i zmniejszyć całkowite spożycie kofeiny o 17 do 65 procent, w porównaniu z wcześniejszymi badaniami..
Jak to było możliwe? Na przykład w jednym badaniu uczestnicy spożywali 400 miligramów kofeiny o tej samej porze każdego dnia, przez pięć dni, łącznie 2000 mg. Ale ponieważ uczestnicy byli pozbawieni snu - spali zaledwie 5 godzin w nocy - stopniowo narastali „dług senny”, który szkodził ich wynikom, szczególnie w późniejszych godzinach. Algorytm optymalizacji ustalił więc, że uczestnicy potrzebowali więcej kofeiny pod koniec tygodnia (szczególnie w późniejszych godzinach) - i mniej kofeiny na początku tygodnia - aby zoptymalizować swoje wyniki.
Chociaż obecne badanie miało charakter retrospektywny (co oznacza, że wykorzystano poprzednie dane), naukowcy planują kolejne badanie, które przetestuje algorytm w czasie rzeczywistym. W tym przyszłym badaniu żołnierze będą przez pewien czas pozbawieni snu. Mniej więcej w połowie tego okresu algorytm określi, ile kofeiny potrzebuje każdy żołnierz iw jakim czasie, tak aby osiągnąć przynajmniej pewien poziom czujności, powiedział Reifman..
Reifman powiedział, że algorytm optymalizacji powinien być dostępny na platformie 2B-Alert jeszcze przed końcem roku.
Oryginalny artykuł na .