Математички модел спавања
Упркос свим достигнућима савремене медицине, научници признају да је наше разумевање сна у најбољем случају ограничено.
Одговори на основна питања попут „зашто не могу да заспим?“ или „зашто уопште морам да спавам?“ остају непознати.
У покушају да боље разумеју циклус спавања и буђења, истраживачи са Политехничког института Ренсселаер окрећу се математици, а не традиционалном скенирању мозга и студијама спавања.
Професор математике Марк Холмес и његова апсолвенткиња Лиса Рогерс развили су рачунарски модел којим други научници и лекари могу лако манипулисати како би предвидели како ће промене околине, медицине или физичке промене утицати на сан особе.
Њихов модел ће такође пружити трагове о најосновнијој динамици циклуса спавање-будност.
„Желели смо да створимо врло интердисциплинарно средство за разумевање циклуса спавање-будност“, рекао је Холмес.
„Заснивали смо модел на најбољим и најновијим биолошким налазима које су неуробиолози развили у различитим фазама циклуса и на основу тога изградили наше математичке једначине. Ово је створило модел који је математички и биолошки тачан и користан за разне научнике.
„Ово је такође важан пример како се примењена математика може користити за решавање стварних проблема у науци и медицини“, наставио је Холмес.
Да би креирали модел, истраживачи су буквално засукали рукаве и однели у лабораторију пре него што су на математичке једначине ставили оловку на папир. Роџерс је прошло лето провео са неуробиолозима на медицинској школи Харвард да би научио о биологији мозга. Истражила је улогу специфичних неуротрансмитера у мозгу у различитим тачкама циклуса спавање-будност.
Рад је научио Рогерса како да чита ЕЕГ (електроенцефалографија) и ЕМГ (електромиографија) податке о можданим таласима и мишићној активности која се јавља током циклуса спавања. Ови биолошки подаци чинили би темељ њихових математичких прорачуна.
Ова истраживачка основа омогућила је тиму да развије масиван модел једначине 11 циклуса циклуса спавање-будност. Они сада раде на увођењу тих диференцијалних једначина у једноставан графички рачунарски модел за проучавање биолога и лекара.
„Развили смо модел који може послужити другим истраживачима као репер идеалног, здравог циклуса спавања и будности“, рекао је Холмес.
„Научници ће моћи да узму овај идеални модел и да предвиде како ће различити поремећаји попут кофеина или млазног заостајања утицати на тај идеални циклус. Ово је врло неинвазиван начин проучавања мозга и спавања који ће пружити важне натукнице о томе како превазићи ове поремећаје и омогућити пацијентима бољи и несметанији сан. “
Извор: Политехнички институт Ренсселаер
